Весло-метелик для човнів

Реферат: Весло-метелик для човнів являє собою веретено з тримачем, на якому закріплені рухомі жалюзі, які послідовно відкриваються і закриваються, під дією потоку рідини, при холостому і корисному робочому русі весла, і жалюзі не виходять за межі рідини здійснюючи зворотнопоступальний рух в горизонтальній площині під дією зусилля людини. Рухомі жалюзі закріплені шарнірами на спільній вертикальній осі, яка прикріплена до веретена, і які розкриваються, під дією рідини, при корисному робочому русі весла, і складаються, під дією потоку рідини, при холостому русі весла в початкове вихідне положення, і рух жалюзі подібний до руху крил метелика. UA 119862 U (54) ВЕСЛО-МЕТЕЛИК ДЛЯ ЧОВНІВ UA 119862 U UA 119862 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі рушіїв човнів, і може бути використана для приведення в рух човнів різних типів. Відомі різні види рушіїв для кораблів і суден такі як гребне колесо, гребний гвинт, плавниковий, крильчатий і водопроточні рушії [1]. Кожен з цих рушіїв має позитивні сторони і недоліки, пов'язані з різною ефективністю роботи, конструктивними особливостями, собівартістю і т.п. Відомий активний рушій-парус [2,3]. Перевагою парусних суден є те, що для них не потрібно механічних джерел енергії (двигунів). Парусне судно використовує природний рушій - повітряні потоки. Недоліком вказаного рушія є те, що він працює тільки при наявності вітру. В спокійну безвітряну погоду судно не може переміщуватись. Ускладнюється рух таких суден, або не можливий в штормову погоду. Тобто функціональні можливості парусних суден обмежені. Відомим є ручний рушій для човнів - весло [4,5]. В порівнянні з гребними гвинтами і парусами, весло має вищий ККД рівний 60-65 %. Ручне весло для човнів складається з 4-х основних частин: лопатка, веретено, валик і ручка. Фіксується весло на човні з допомогою манжета. Недоліком відомих весел є те, що вони при роботі виконують складні рухи в різних площинах (вертикальних і горизонтальних), на що витрачається додаткова енергія весляра. Крім того, відбуваються додаткові втрати енергії при опусканні весел у воду і при виході з води, викликаючи хлюпання води і утворення хвиль. Переміщення весел в різних площинах вимагає певних навичок від людини, при відсутності яких ускладнюється робота весляра. Ступінь занурення лопатки весла у воду може змінюватись, вимагаючи різних зусиль з боку весляра. При цьому рух човна буде не рівномірним з поштовхами, що викликатиме додаткові втрати енергії на переміщення човна. Найближчим аналогом є конструкція ручного весла-жалюзі для човнів, зручного в користуванні і з малими шкідливими втратами енергії [6]. Ручне весло-жалюзі для човнів, являє собою веретено з рамкою, на якій закріплені рухомі жалюзі. Вони відкриваються під дією потоку рідини при холостому русі весла в початкове вихідне положення, і закриваються, під дією рідини, при корисному робочому русі весла. Рамка з жалюзі не виходить за межі рідини здійснюючи зворотно-поступальний рух в горизонтальній площині, з допомогою веретена, під дією зусилля людини. При цьому весла-жалюзі для човнів рухаються в одній горизонтальній площині. Крім того, для підвищення маневреності човнів, рамка для обмеження розкриття жалюзей може рухатись, регулюючи ступінь розкриття жалюзі аж до повного їх закриття. Недоліком вказаного весла є те, що воно має відносно складну конструкцію системи кріплення жалюзі. Це наявність рамки, на якій закріплені рухомі жалюзі, рамки для обмеження розкриття жалюзі. Для кріплення жалюзі використовуються двоє шарнірів закріплених на рамці тримачі. При цьому збільшується гідродинамічний опір, при зворотно-поступальному русі весла в горизонтальній площині. Це приводить до втрат корисної енергії, на що витрачається додаткова енергія весляра. В основу корисної моделі поставлена задача - створення конструктивно простого весла, з високим ККД і зручного в користуванні. Поставлена задача вирішується тим, що весло-метелик для човнів, яке являє собою веретено з тримачем, на якому закріплені рухомі жалюзі, які послідовно відкриваються і закриваються, під дією потоку рідини, при холостому і корисному робочому русі весла, і жалюзі не виходять за межі рідини здійснюючи зворотно-поступальний рух в горизонтальній площині під дією зусилля людини, рухомі жалюзі закріплені шарнірами на спільній вертикальній осі, яка прикріплена до веретена, і які розкриваються, під дією рідини, при корисному робочому русі весла, і складаються, під дією потоку рідини, при холостому русі весла в початкове вихідне положення, і рух жалюзі подібний до руху крил метелика. При цьому весла-жалюзі для човнів рухаються в одній горизонтальній площині. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де на фіг. 1 приведена конструктивна схема запропонованого весла-метелика для човнів. Введені наступні позначення: рухомі жалюзі-1, вісь з шарнірами-2, для кріплення жалюзі, веретено-3, обмежувачі розкриття жалюзі-4. На Фіг. 2 зображена можлива схема розміщення весел на човні та їх робота, де корпус човна-5, руль повороту (кіль)-6. Весло-метелик для човнів працює наступним чином: у вихідному початковому положенні весел, жалюзі-1 знаходяться в розкритому стані на вертикальній осі з шарнірами-2. Жалюзі-1 не виходять за межі рідини. Під дією веретена-3, весло-метелик виконує корисний робочий рух, діючи на рідину з силою (F). Згідно з 3-законом Ньютона, з такою самою силою F рідина діє на розкриті жалюзі-1. Ця сила передається через веретено-3 на корпус човна-5, приводячи його в рух з швидкістю (v), (Фіг. 1, 2). При цьому веретено-3, закріплене на корпусі човна-5 за допомогою рухомого шарніра, рухається в одній горизонтальній площині. Відповідно, весляр діє 1 UA 119862 U 5 10 15 20 25 30 35 40 на ручку весла тільки в горизонтальній площині, що спрощує його роботу. Зусилля, яке діє на жалюзі-1 з боку рідини, а значить на човен-5, залежить від загальної площі розкритих жалюзі-1 і швидкості руху весла-метелика відносно корпусу човна-5. Після досягнення крайнього робочого положення, під дією веретена-3 весло-жалюзі здійснює зворотний холостий хід в початкове вихідне положення. При цьому під дією потоку рідини жалюзі-1 складаються, забезпечуючи безперешкодне повернення весла в початкове вихідне положення. Ступінь розкриття і складання жалюзі-1 регулюються обмежувачами-4. Далі, рух ручного весла-метелика для човнів циклічно повторюється під дією зусилля людини. Рух жалюзі подібний до руху крил метелика. При роботі, жалюзі-1 не виходять за межі рідини і рухаються в горизонтальній площині. Це спрощує роботу весляра, так як веретено-3 разом з ручкою весла також рухається в горизонтальній площині. Дякуючи оригінальній конструкції весла-метелика, зменшені до мінімуму шкідливі втрати енергії при холостому ході весла. Це викликано тим, що ручне весло, рухаючись в одній горизонтальній площині, не вимагає рухів в інших площинах. При цьому внаслідок складання жалюзі-1 при холостому ході весла, і простоті конструкції, гідродинамічний опір рідини буде мінімальним. ККД таких весел буде більшим 65 %. Дякуючи простоті конструкції запропонованого весла-жалюзі, собівартість його буде низькою. Можуть бути різні варіанти розміщення весел-метелика на човні. Для приведення в рух таких весел, можна використовувати привід з допомогою зусилля від ніг весляра. Таким чином, використовуючи запропоноване весло-метелик, отримаємо зручний і конструктивно простий рушій для човнів. При цьому ефективність роботи таких весел буде вищою, в порівнянні з існуючими, внаслідок малих втрат енергії на їх переміщення. На відміну від відомих весел, ККД таких весел буде більшим 65 %. Весло-метелик для човнів зручне для весляра, так як ручка веретена рухається в одній горизонтальній площині, виконуючи зворотнопоступальний рух. Рух жалюзі подібний до руху крил метелика. Дякуючи простоті конструкції запропонованого весла, його собівартість буде малою. Дане ручне весло-метелик можна використовувати як рушій для невеликих човнів з ручним, або ножним приводом. Зусилля, яке діє на човен залежить від площі розкритих жалюзі та швидкості їх руху відносно корпусу човна. Джерела інформації: 1. Движители кораблей и судов Режим доступу: kоrаbley.net/news/dvizhitely_korablej_i_sudov/2010-04-06-527 - Назва з екрану. 2. Парусное судно "Eagle" - Режим доступу: korabley. net/news/2009-08-07-335 - Назва з екрану. 3. Столетняя шхуна "Noorderlicht" Режим доступу: korabley. net/news/stoletajaja_shkhuna_noorderlicht_dlja_ljubitelej_motorskikh_puteshestvij_ v_zimnij_period17-730 - Назва з екрану. 4. Клешнев В. Пропульсивная эффективность гребли. Журнал - "Теория и практика физической культуры". Научно-теоретический журнал № 7-1999 г. 5. Весло - Режим доступу: https://ru.wikipedia.org./wiki/ Весло - Назва з екрану. 6. Бернацький В. А. Ручне весло-жалюзі для човнів. Патент України на корисну модель № 114153 від 27.02. 2017. Бюл. № 4. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 Весло-метелик для човнів, яке являє собою веретено з тримачем, на якому закріплені рухомі жалюзі, які послідовно відкриваються і закриваються, під дією потоку рідини, при холостому і корисному робочому русі весла, і жалюзі не виходять за межі рідини, здійснюючи зворотнопоступальний рух в горизонтальній площині під дією зусилля людини, яке відрізняється тим, що рухомі жалюзі закріплені шарнірами на спільній вертикальній осі, яка прикріплена до веретена, і які розкриваються, під дією рідини, при корисному робочому русі весла, і складаються, під дією потоку рідини, при холостому русі весла в початкове вихідне положення, і рух жалюзі подібний до руху крил метелика. 2 UA 119862 U 3 UA 119862 U Комп’ютерна верстка О. Гергіль Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4