Транспортний засіб

Транспортний засіб, що містить електрогідродинамічний двигун, що складається з джерела постійної напруги, першого електродвигуна, трифазного генератора змінного струму, випрямляча, трисекційного вимикача, високовольтного перетворювача, ємнісного накопичувача енергії, який відрізняється тим, що в електрогідродинамічний двигун додатково введений другий електродвигун, закріплений в циліндричному корпусі, блок регулятора обертів вказаного електродвигуна, причому корпус другого електродвигуна розташований в водозабірнику, у C2 2 UA 1 3 розташовані під гострим кутом до подовжньої її осі і симетрично щодо останньої, а датчик синхронізуючої системи виконаний у вигляді осьової турбіни, встановленої в направляючій апарату двигуна [авт. свід. СРСР №1068337, опубл. 1981р.]. Конструкція такого гідрореактивного двигуна дозволяє напрямки перетворити теплову енергію продуктів згоряння в кінетичну енергію реактивного струменя, що створює тягу. При цьому робочі циліндри, що починаються камерою згоряння, заповнюються водою, тобто вода замінює поршень з шатуном і колінвалом, при цьому гази виштовхують воду з робочого циліндра, через що утворюється реактивний струмінь. Недоліками вказаного реактивного двигуна є його висока складність і нетехнологічність, низький коефіцієнт корисної дії, неможливість використовування поновлюваних джерел енергії (наприклад, сонячної енергії) і те, що продукти згоряння і змащувальні матеріали висмоктуються водою і забруднюють водне середовище, а внаслідок безпосереднього контакту повітрянопаливної суміші з водою оксиди азоту, що утворюються, також опиняються у водному струмені. Значною мірою позбавлений від вказаних недоліків транспортний засіб, забезпечений магнітогідродинамічним двигуном, що містить трубу, закріплену на корпусі транспортного засобу в нижній його частині і заповнену водою, два електроди, розміщені співвісний в трубі один напроти іншого, джерело електричного струму, підключене до електродів, джерело магнітного поля, закріплене на трубі, силові магнітні лінії якого орієнтовані ортогонально напряму струму між електродами. Величина сили, яка відповідно до закону Ампера діє на струмопровідну ділянку води, пропорційна величині струму між електродами, довжині ділянки води між електродами, індукції магнітного поля і в загальному випадку залежить від орієнтації напряму струму і магнітних силових ліній, досягаючи максимального значення при ортогональному їх розташовуванні. Ця сила виштовхує воду з труби двигуна. Така ж по величині і протилежна по напряму сила впливатиме на магніт і відповідно на транспортний засіб [Ж. Науковий світ, 2002р. №6, стор.8-9]. При використовуванні вказаного двигуна вдається здійснити рух транспортного засобу без вживання рухомих деталей, транспортний засіб слідує визнати за екологічно чистий, що в даний час є принциповою обставиною. Проте вказаний транспортний засіб ефективний лише при використовуванні його як морський транспортний засіб унаслідок більш високої електропровідності морської води в порівнянні з річковою і тому менш ефективний при використовуванні як річковий транспортний засіб. Крім того, в обох випадках коефіцієнт корисної дії розглянутих магнітогідрореактивних двигунів невеликий унаслідок в'язкого тертя і гальмування води при взаємодії із стінками каналу, що є також 68188 4 істотним обмежувачем для розвитку великих швидкостей руху транспортного засобу. Істотним недоліком вказаних магнітогідродинамічних двигунів є і те, що, як показують розрахунки, вони більш ефективні для великогабаритних транспортних засобів і менш ефективні для малогабаритних транспортних засобів. Проте, в обох випадках ефективність низька, оскільки необхідність здійснювати живлення як електромагніту, так і джерела струму між електродами вимагає великої витрати електроенергії. Крім того, у вказаному двигуні необхідні тягові зусилля реалізуються лише при використовуванні надпровідних електромагнітів, що спричиняє за собою потребу мати на борту транспортного засобу генератори або накопичувачі рідкого гелію або рідкого кисню. А унаслідок того, що електропровідність води - і морської, і річкової - все ж таки мала, розвинути великі струми у воді не вдається, так що абсолютні значення потужності, що розвивається магнітогідродинамічним двигуном, вельми обмежені. Найближчим по технічній суті і по результату, що досягається, до винаходу, що заявляється (прототипом) є транспортний засіб, що містить електрогідродинамічний двигун, що складається з циліндра, осісиметрично в якому розміщений вал з шнеком, заповненого робочою рідиною, переважно водою, системи трубопроводів з охолоджуваним змійовиком, випускного клапана повітря і високовольтного розрядника, розміщеного в торцевій частині циліндра. До високовольтного розрядника підключено джерело високовольтної напруги, що містить у собі перше і друге джерела постійної напруги, перший і другий генератори змінного струму з паралельним збудженням, підключені до джерел постійної напруги, перший, другий, третій і четвертий трансформатори, трифазний генератор струму, випрямляч, місткості накопичувач енергії, двохпозиційний перемикач, вимикач навантаження і розрядний електрод, при цьому перший і другий джерела постійної напруги за допомогою двохпозиційного перемикача підключені відповідно до першого і другого генератора змінного струму, підключеним відповідно до першого і другого трансформаторам, а від них до обмоток трифазного генератора струму і первинним обмоткам третього і четвертого трансформаторів. Вторинні обмотки третього і четвертого трансформаторів, включених між собою послідовно, через випрямляч підключені до накопичувача місткості енергії, а від нього через вимикач навантаження - до високовольтного розрядника [патент Німеччини №19932007А1, опубл. 2001р.]. Відповідно до вказаного патенту електрогідродинамічна хвиля, що виникає при розряді в робочій рідині, прямує на лопаті насадженого на вал шнека (завитка), вал провертається і приводить в рух робочий вал з весельним гвинтом транспортного засобу. Забезпечений електрогідродинамічним двигуном вказаного типу транспортний засіб є екологічно 5 чистим, так як не створює токсичних газів, і вписується в парадигму екологічної безпеки. Проте коефіцієнт корисної дії електрогідродинамічного двигуна в такому виконанні невеликий, оскільки не використовується пряме перетворення ударної електрогідродинамічної хвилі в поступальний рух транспортного засобу, значні побічні витрати ударної гідродинамічної хвилі на подолання сил тертя масиву робочої рідини і поверхні лопатей шнека, нагрів і охолоджування рідини. У вказаному патенті не передбачені також регулювання швидкості руху транспортного засобу, зміна напряму руху, а також використовування відновлюваних джерел енергії, доцільність використовування яких особливо велика в морських транспортних засобах. В основу винаходу, що пропонується, поставлена задача удосконалення транспортного засобу, що використовує електрогідродинамічний двигун, в якому за рахунок введення додаткових елементів і організації нових зв'язків між елементами забезпечуються підвищення коефіцієнта корисної дії двигуна транспортного засобу за рахунок прямого перетворення енергії електрогідродинамічної хвилі в поступальний рух без проміжних ланок, можливість регулювання швидкості і напряму руху транспортного засобу при одночасному забезпеченні автономності і збільшенні дальності дії (наприклад, в системі морських перевезень). Поставлена задача вирішується тим, що в транспортному засобі, що містить електрогідродинамічний двигун, що складається з джерела постійної напруги, першого електродвигуна, трифазного генератора змінного струму, випрямляча, трьохсекційного вимикача, високовольтного перетворювача, ємнісного накопичувача енергії, відповідно до винаходу додатково введені другий електродвигун, закріплений в циліндричному корпусі, блок регулятора обертів вказаного електродвигуна, обертові електроди з приводом, струмознімальні щітки і колектор, закріплений на валу приводу обертових електродів, рівномірно розподілених по колу, високовольтні ізолятори, водозабірник, металева зубчата коронка із зубцями на тильній її стороні, зверненій до обертових електродів, закріплена на водозабірнику за допомогою діелектричної вставки, рульове управління, що складається з шестеренчастої передачі і валу, вузол кріплення електрогідродинамічного двигуна до корпусу транспортного засобу, що містить втулку з ущільнювальними манжетами і вал, при цьому джерело постійної напруги виконано у вигляді акумуляторної батареї і фотоелектричного перетворювача, підключеного до акумуляторної батареї через інвертор, перший вивід акумуляторної батареї через вимикач підключений до першого вводу другого електродвигуна, ротор якого пов'язаний з ротором трифазного генератора змінного струму, і випрямляча, через вимикач до першого вводу блоку регулятора обертів другого електродвигуна і до першого вводу високовольтного перетворювача, 68188 6 підключеного до ємнісного накопичувача енергії, другий вивід акумуляторної батареї підключений до другого вводу блоку регулятора обертів другого електродвигуна і другого вводу високовольтного перетворювача, також підключеного до ємнісного накопичувача енергії, сполученого через струмознімальні щітки з колектором, закріпленим на валу приводу обертових електродів за допомогою шин живлення, закріплених у високовольтних ізоляторах, а ємнісний накопичувач енергії є блоком одиничних накопичувачів, кількість яких в блоці рівна кількості обертових електродів. Введення другого електродвигуна і блоку регулятора обертів дозволяє здійснювати контрольоване обертання електродів. Введення металевої коронки із зубцями на її тильній стороні веде до того, що при подачі високої напруги на обертові електроди між кожним з них і найближчими зубцями коронки виникає електричний розряд через воду, і при кількості обертових електродів, рівній кількості одиничних накопичувачів енергії, відбувається контрольована і відтворна генерація цугу (послідовності) електричних розрядів. Завдяки введенню водозабірника і вихідного сопла кожний подальший розряд струму відбувається в новій порції води, що вливається через водозабірник, у зв'язку з чим зникає необхідність охолоджування води, що піддалася електричному розряду і нагріву, як це неминуче необхідно здійснювати в пристрої-прототипі, що спрощує, здешевлює пристрій і підвищує коефіцієнт перетворення електричної енергії у механічний рух. Введення рульового приводу, що містить вал і шестеренчасту передачу, а також вузла кріплення двигуна до корпусу транспортного засобу, що містить втулку з ущільнювальними манжетами і вал, дозволяє здійснювати маневри транспортного засобу без зміни режиму роботи самого електрогідродинамічного двигуна. Виконання джерела постійної напруги у вигляді акумуляторної батареї і фотоелектричного перетворювача, підключеного до акумуляторної батареї через інвертор, дозволяє здійснювати підзаряд акумуляторної батареї за рахунок використовування сонячної енергії, причому унаслідок низької забрудненості атмосфери в акваторіях морів і океанів вказаний підзаряд достатньо ефективний. У результаті дослідження відомих у науці і техніці рішень сукупність істотних ознак, цілком чи частково співпадаюча з заявленою і яка дозволяє вирішити поставлену винахідницьку задачу, не була виявлена. На фіг.1 зображена структурна схема електрогідродинамічного двигуна з елементами кріплення до корпусу транспортного засобу, на фіг.2 - конструкція блоку обертових електродів. Електрогідродинамічний двигун складається з джерела постійної напруги, що містить акумуляторну батарею 1, фотоелектричний перетворювач 2 і інвертор 3, електродвигуна 4, трифазного генератора змінного струму 5 з 7 випрямлячем 6, трьохсекційних вимикачів 7, високовольтного перетворювача 8, блоку ємнісних накопичувачів енергії 9, блоку регулятора обертів 10 електродвигуна 11, приводу обертових електродів 12, високовольтних кабелів 13, колектора 14 з струмознімальними щітками 15, шин живлення 16 з ізоляторами 17, корпуса 18, водозабірника 19 із зубчатою металевою коронкою 20 із зубцями на торцевій поверхні і діелектричною вставкою 21, сопла 22, рульового приводу, що складається з шестеренчастої передачі 23 і валу 24, вузла кріплення 25 до корпусу транспортного засобу, що містить втулку 26 з ущільнювальними манжетами 27 і вал 28. Заявлений транспортний засіб функціонує таким чином. При включенні трьохпозиційного вимикача 7 електричний струм від джерела постійної напруги, що складається з акумуляторної батареї 1, фотоелектричного перетворювача 2 і інвертора 3, який забезпечує злагоджене функціонування акумуляторної батареї, фотоелектричного перетворювача і випрямляча 6, поступає на електродвигун 4, який приводить в обертання генератор змінного струму 5. З випрямляча 5 постійний електричний струм поступає на високовольтний перетворювач 8 і регулятор обертів 10 електродвигуна 11, закріпленого в корпусі 18. Висока напруга величиною 20-25 кВ з високовольтного перетворювача 8 поступає на блок ємнісних накопичувачів енергії 9 і далі по високовольтних кабелях 13 через струмознімальні щітки 15 на колектор 14, закріплений на валу приводу 29 обертових електродів 12. Обертові електроди, сполучені з колектором за допомогою шин живлення 16, закріплених в ізоляторах 17. Блок ємнісних накопичувачів енергії 9 сполучений з металевою зубчатою коронкою 20, закріпленою на водозабірнику 19 за допомогою діелектричної вставки 21. При подачі високої напруги на обертові електроди 12 між кожним з них і найближчими зубцями металевої коронки 20 через воду, що поступає через водозабірник 19, виникає електричний розряд, що створює хвилеподібний електрогідравлічний удар тиском на довколишні шари води від 1000 до 3000 атмосфер (1-3×108 ньютон/м2), спрямований перпендикулярно до напрямку розряду. Унаслідок малої стисливості води за допомогою сопла 22 здійснюється направлене витікання води, і на транспортний засіб діє така ж сила в протилежному напрямі, примушуючи його переміщатися. Для забезпечення рівномірного механічного тиску води у вхідному перетині сопла 22 обертові електроди 12 рівномірно розподілені по колу, при цьому кількість одиничних накопичувачів енергії в блоці ємнісних накопичувачів 9 рівна кількості обертових електродів 12. Таким чином, в запропонованому транспортному засобі здійснюється пряме перетворення електричної енергії в поступальний рух транспортного засобу без проміжних ланок і з високим коефіцієнтом перетворення. Електрогідродинамічний двигун кріпиться до корпусу транспортного засобу 23 через втулку 26 з 68188 8 ущільнювальними манжетами 27 з можливістю обертання навкруги осі на валу 28, що дозволяє здійснювати повороти транспортного засобу за допомогою рульового приводу, що складається з валу 24 і шестеренчастої передачі 23 з шестернями, закріпленими відповідно на валу 24 рульового приводу і валу 28 двигуна. Регулюванням числа обертів обертових електродів 12 за допомогою блоку регулятора обертів 8 електродвигуна 11 можливе управління швидкістю руху транспортного засобу. В процесі роботи підзаряд акумуляторної батареї 1 здійснюється від випрямляча 6 за рахунок використовування частини електроенергії, що виробляється трифазним генератором змінного струму 5, і енергії від фотоелектричного перетворювача 2 через інвертор 3, що забезпечує адаптований підзаряд з урахуванням фактичної витрати енергії від акумуляторної батареї як в режимі плавання, так і під час стоянки транспортного засобу. Використовування сонячної енергії дозволяє не тільки підвищити енергетичний ресурс транспортного засобу, але і забезпечити його автономність і дальність плавання. Використовування екологічно чистої енергії Сонця і екологічно безпечного способу перетворення електричної енергії в механічне переміщення об'єкту дозволяє вважати транспортний засіб, що заявляється, транспортом майбутнього. 9 68188 10