ДВУХВИНТОВОЙ ДВИЖИТЕЛЬ

Предлагаемая полезная модель относится к устройствам для приведения в действия транспортных средств, способных передвигаться по суше, по воде, или амфибийных транспортных средств, в которых тяговое усилие создается воздушными винтами.
Известен двухвинтовой движитель для транспортного средства, содержащий силовую установку с двигателем внутреннего сгорания, который кинематически связан посредством параллельных приводных валов с воздушными винтами, расположенными с перекрытием, реализованным благодаря смещению плоскостей их вращения друг относительно друга, имеющие в режиме тяги одностороннее вращение, реализованное с помощью V-образного зубчато-ременного редуктора, который имеет раздаточный вал, передающий вращение от двигателя внутреннего сгорания на приводные валы зубчатыми ремнями, (пат. РФ на полезную модель №163327, МПК B62M 27/00, опубл. 10.0.2016, Бюл. №19)
Недостатком данной конструкции является малая компактность, невозможность реверса и обеспечения разности частот вращения приводных валов воздушных винтов для создания рулевой тяги, сложность обслуживания из-за необходимости регулировки натяжения ремней редуктора, вызванные особенностями зубчато-ременного редуктора.
Задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение лучшей управляемости, большей компактности и уменьшение сложности обслуживания двухвинтового движителя.
Для достижения указанного технического результата в двухвинтовом движителе, содержащем силовую установку с двигателем внутреннего сгорания, параллельные приводные валы с воздушными винтами, расположенными с перекрытием, реализованным благодаря смещению плоскостей их вращения друг относительно друга, имеющие в режиме тяги одностороннее вращение, применены следующие новые признаки.
Силовая установка с двигателем внутреннего сгорания имеет гидравлический привод объемного действия, содержащий насосную установку с приводом от двигателя внутреннего сгорания, гидравлические моторы, выходные валы которых кинематически связаны с приводными валами воздушных винтов, и систему управления частотой и направлением вращения гидравлических моторов.
В частном случае применены гидравлические моторы аксиально-поршневого типа с изменяемой частотой вращения, а изменение направления вращения обеспечено изменением направления потока рабочей жидкости, проходящей через гидравлические моторы.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором изображена гидрокинематическая схема двухвинтового движителя.
Двухвинтовой движитель содержит воздушные винты 1, компактно расположенные с перекрытием, реализованным благодаря смещению плоскостей их вращения друг относительно друга, имеющие в режиме тяги одностороннее вращение. Имеется силовая установка с двигателем внутреннего сгорания 2 и гидравлическим приводом объемного действия, который содержит насосную установку 3 с приводом от двигателя внутреннего сгорания 2, гидравлические моторы 4, например аксиально-поршневого типа с регулируемой частотой вращения путем изменения рабочего объема. Выходные валы 5 гидравлических моторов 4 кинематически связаны с приводными валами 6 воздушных винтов 1. Имеется система управления частотой и направлением вращения гидравлических моторов 4, которая, в частном случае, содержит гидрораспределители 7 реверса направления вращения и блок 8 управления частотой вращения аксиально-поршневыми гидравлическими моторами 4.
Работает двухвинтовой движитель следующим образом.
Двигатель внутреннего сгорания 2 приводит в действие насосную установку 3, которая подает рабочую жидкость к гидравлическим моторам 4 в направлении, заданном гидрораспределителем 7, в результате чего рабочая жидкость приводит во вращение выходные валы 5 гидравлических моторов 4 и приводные валы 6 с воздушными винтами 1.
В режиме тяги гидрораспределители 7 переключают таким образом, что воздушные винты 1 имеют одностороннее вращение. В зоне перекрытия воздушных винтов 1 векторы скоростей их лопастей имеют противоположные направления. Следовательно они вычитаются и эффект взаимного индуктивного влияния винтов 1 друг на друга значительно ослабевает, дополнительной мощности для сохранения тяги не требуется. Кроме того, лопасть отстающего по ходу движения одного из воздушных винтов 1, которая находится в зоне перекрытия, частично берет на себя функцию спрямляющего аппарата и раскручивает реактивный поток воздуха создаваемый первым по ходу движения одним из воздушных винтов 1. Образуется плечо равное расстоянию между концами лопастей воздушных винтов 1 в зоне перекрытия по линии, соединяющей их центра вращения. На этом плече создается пара сил, которая создает крутящий момент, имеющий противоположное направление к крутящему моменту, создаваемому воздушными винтами 1. Таким образом, компенсируется реактивный момент двухвинтового движителя.
Для регулирования значения общей силы тяги, создаваемой винтами 1 с помощью блока 8 управления частотой вращения аксиально-поршневыми гидравлическими моторами 4, устанавливают одинаковую частоту их вращения.
С целью рулевого управления, для создания вектора общей силы тяги, направленного под углом к осям вращения приводных валов 6 с помощью блока 8 управления частотой вращения аксиально-поршневыми гидравлическими моторами 4 устанавливают на разную частоту их вращения.
С целью создания крутящего момента в плоскости, проходящей через оси вращения винтов 1, гидрораспределители 7 переключают таким образом, что воздушные винты 1 имеют разное направление вращения.
С целью торможения, для создания общей силы тяги, направленной противоположно направлению прямого движения, гидрораспределители 7 переключают таким образом, что воздушные винты 1 меняют направление вращения на противоположное, при этом вращаясь в одинаковом направлении.
Таким образом, обеспечивается лучшая управляемость, благодаря возможности изменения угла наклона вектора общей силы тяги к осям вращения приводных валов 6, создания крутящего момента в плоскости, проходящей через оси вращения винтов 1, и возможности создавать тормозную силу тяги.
Также обеспечивается большая компактность, благодаря отсутствию ременной передачи, и уменьшение сложности обслуживания двухвинтового движителя благодаря отсутствию необходимости производить регулировку натяжения ремней.