ДВУХРЕЖИМНЫЙ ВОДОЗАБОРНИК ВОДОМЕТНОГО ДВИЖИТЕЛЯ СУДНА
TWO-MODE WATER INTAKE OF HYDROJET PROPELLER OF VESSEL

Изобретение относится к судостроению, а именно к конструированию водометных движителей с полнонапорными водозаборниками, в первую очередь, судов на подводных крыльях. Позволяет упростить преодоление «горба» сопротивления и выход судна на крылья, а также повысить упор движителя и его КПД.
Известен двухрежимный водозаборник для скоростного судна (патент РФ № 2219099, опубл. 2003 г.), содержащий проточный трубопровод и цилиндры с возможностью вращения, оси которых перпендикулярны диаметральной плоскости судна, при этом цилиндры попарно кинематически связаны охватывающей их замкнутой гибкой лентой с искусственной шероховатостью.
Недостатки этого водозаборника следующие 1. После преодоления «горба» сопротивления цилиндры останавливаются, размещенное в потоке водозаборника устройство вносит дополнительное гидравлическое сопротивление, снижая тем самым эффективность движения судна на крейсерской скорости. 2. Не предусмотрен режим реверса вращения гибкой ленты, что не позволит использовать устройство при торможении движения судна. Принят за прототип.
Технический результат изобретения - снижение гидравлического сопротивления устройства, тем самым повышение эффективности движения судна на крейсерской скорости и обеспечение более быстрого торможения судна.
Технический результат достигается тем, что в известном устройстве, содержащем проточный трубопровод и цилиндры с возможностью вращения, оси которых перпендикулярны диаметральной плоскости судна, а цилиндры попарно кинематически связаны охватывающей их замкнутой гибкой лентой с искусственной шероховатостью, по изобретению цилиндры размещены в прямоугольных нишах в носовой и кормовой частях внутренней обшивки проточного трубопровода судна с возможностью реверса, при этом поверхность гибких лент располагается в одной плоскости с внутренней обшивкой трубопровода.
Предложенное устройство за счет рационального использования кинетической энергии потока воды, движущейся в проточном трубопроводе, позволяет получить непосредственно в проточном трубопроводе дополнительную силу тяги судна, которая используется для преодоления "горба" сопротивления и выхода на крылья и может быть применена для увеличения крейсерской скорости или экономии топлива. Дополнительная сила тяги возникает за счет разности давлений на движущихся гибких лентах, установленных в нишах на носовой и кормовой частях внутренней обшивки трубопровода. Действительно, если кормовую гибкую ленту вращать по потоку, то скорость обтекания потоком ленты увеличится (давление на ленту, а через нее на конструкции водометного движителя в направлении, противоположном ходу судна, упадет). Для носовой ленты, наоборот, при вращении ее против потока скорость обтекания уменьшится (давление увеличится). Шероховатость ленты приведет к увеличению массы воды, вовлекаемой в движение, что будет способствовать повышению дополнительной силы тяги. Дополнительное сопротивление при размещении устройства в нишах трубопровода и при правильном конструировании будет, по меньшей мере, на порядок меньше получаемой дополнительной силы тяги и сравнительно мало скажется на гидравлическом сопротивлении в трубопроводе в нерабочем состоянии.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленное устройство отличается от прототипа следующими признаками.
1. Носовая и кормовая части внутренней обшивки проточного трубопровода имеют хотя бы по одной прямоугольной нише.
2. Цилиндры размещаются в нишах внутренней обшивки по высоте трубопровода.
3. Внешние поверхности гибких лент лежат в одной плоскости с внутренней обшивкой трубопровода в месте их расположения.
4. Приводные цилиндры имеют возможность реверсивного вращения.
Других близких аналогов не обнаружено.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на представлено продольное сечение устройства. Устройство содержит: 1 - проточный трубопровод, 2 - входной патрубок, 3 - выходное сопло, 4 - насос (или гребной винт), 5 и 6 - соответственно носовая и кормовая внутренняя обшивка трубопровода 1; 7 и 8 - носовая и кормовая ниши (выемки) во внутренней обшивке, 9 - приводные цилиндры (сами приводы не показаны), 10 - замкнутая гибкая лента, 11 - искусственная шероховатость.
Устройство работает следующим образом. На малой скорости движения судна до выхода на "горб" сопротивления включаются приводные цилиндры, которые вращаются в таком направлении, при котором носовая часть гибкой ленты двигается по потоку, а кормовая - против потока. Скорость движения ленты регулируется таким образом, чтобы возникающая разность давлений со стороны потока на носовую и кормовую части ленты, а через нее на жесткие конструкции водометного движителя (на чертеже не показаны) давала необходимую величину дополнительного упора, достаточного для преодоления "горба" сопротивления. После чего скорость движения ленты снижается до величины, обеспечивающей крейсерский режим хода судна, или лента останавливается.
Ориентировочные расчеты показывают, что использование предлагаемого устройства позволит увеличить упор движителя, при этом повысится и КПД движителя.