ДВИЖИТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ СУДНА ЛЕДОВОГО КЛАССА

Полезная модель относится к судостроению и может быть использована на судах для перевозки грузов, преимущественно наливных, по акватории как покрытой льдами, так и по чистой воде.
Из уровня техники известно ледокольное судно, содержащее корпус с носовой и кормовой частями и, по меньшей мере, один движительный узел с вращающимся гребным винтом. Движительный узел такого судна выполнен поворотным вокруг вертикальной оси, а днище кормовой части корпуса выполнено с наклонной относительно горизонтальной плоскости ледоломной поверхностью (см. RU 2075421 С1, 20.03.1997, В 63 В 35/08).
Из уровня техники также известен движительный узел с главной двигательной установкой судна, содержащей двигательный блок, включающий в себя электрический ходовой двигатель с гребным валом, на котором установлен гребной винт, связанный с поворотным, преимущественно вертикальным трубчатым валом, установленным в подшипниках, смонтированных в корпусе судна, причем двигательный блок, за исключением гребного винта, и трубчатый вал заключен в полый кожух (см. RU 2097266 С1, 27.11.1997, В 63 Н 20/00).
Недостатком вышеуказанных решений является низкая сбалансированность тяговых усилий по отношению к обводам судна.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение экономичности и эффективности главной двигательной установки и ходовых качеств ледокольного судна двойного действия за счет оптимизации основных ходовых направлений вектора тяги движителя главной двигательной установки относительно обводов корпуса судна при движении как кормовой оконечностью вперед по покрытой льдами акватории, так и носовой оконечностью вперед при движении по чистой воде.
Поставленная задача решается за счет того, что разработан движительный узел судна ледового класса, преимущественно танкера двойного действия, имеющего корпус с оконечностями завершающимися наклонными участками днища, характеризующийся тем, что он содержит главную двигательную
установку с гребным винтом, соединяющую установку с корпусом судна поворотно-опорную конструкцию, включающую наклонно расположенные относительно плоскости контура ватерлинии судна кольцевые опорные элементы, предназначенные для поворота установки вокруг оси кольцевых опорных элементов - поворотной оси установки, причем движительный узел выполнен с возможностью поворотов главной двигательной установки с одновременным изменением азимутального угла оси вращения гребного винта относительно диаметральной или параллельной ей плоскости и угла наклона в диапазоне от параллели плоскости контура ватерлинии до параллели нижележащему наклонному участку днища оконечности судна у места размещения движительного узла, для чего плоскости кольцевых опорных элементов установки и ответных им кольцевых опорных элементов судна расположены с наклоном в сторону центра судна под углом α к плоскости контура ватерлинии в диаметральной или параллельной ей плоскости, равным углу отклонения оси вращения гребного винта от нормали к поворотной оси главной двигательной установки движительного узла и удовлетворяющему условию 0<α≤β/2, где β - угол наклона нижерасположенного участка днища соответствующей оконечности судна, при этом угол между осью вращения гребного винта и поворотной осью главной двигательной установки судна в движительном узле составляет 90°±α.
Угол между осью вращения гребного винта и поворотной осью главной двигательной установки движительного узла может составлять 90°+α, а вектор тяги гребного винта может быть направлен в сторону поворотной оси главной двигательной установки.
Угол между осью вращения гребного винта и поворотной осью главной двигательной установки движительного узла может составлять 90°-α, а вектор тяги гребного винта может быть направлен в сторону от поворотной оси главной двигательной установки.
Технический результат, достигаемый полезной моделью, заключается в повышении экономичности и эффективности главной двигательной установки и ходовых качеств ледокольного судна двойного действия за счет оптимизации основных ходовых направлений вектора тяги движителя главной двигательной установки относительно обводов корпуса судна при движении как кормовой
оконечностью вперед по покрытой льдами акватории, так и носовой оконечностью вперед при движении по чистой воде за счет оптимизации направления вектора потока воды, направляемой от движителя преимущественно параллельно обводам корпуса, обеспечивающим снижение сопротивления трения о корпус судна, а также оптимизации процесса пролома льда за счет подобранных углов расположения направлений движителя и обводов судна при движении судна преимущественно кормовой оконечностью вперед, не снижая при этом характеристик судна при движении по открытой воде преимущественно носовой оконечностью вперед.
Выполнение движительного узла с поворотной осью, отклоненной от вертикали на угол от близкого к нулю до половины величины среднего угла наклона поверхности днища судна к плоскости контура ватерлинии судна одновременно с отклоненной на тот же угол осью вектора тяги движителя обеспечивает указанный технический результат без значительного снижения КПД движителя, вызванного отклонением вектора тяги движителя от горизонта во время преодоления ледовых преград и без этого снижения вовсе во время движения судна по открытой воде.
Полезная модель поясняется чертежами, на которых
на фиг.1 изображен общий вид судна - танкера двойного действия ледового класса с движительным узлом;
на фиг.2 - кормовая оконечность судна с главной двигательной установкой движительного узла в положении, предназначенном для движения судна, преимущественно, носовой оконечностью вперед;
на фиг.3 - то же, в положении, предназначенном для движения судна, преимущественно, кормовой оконечностью вперед;
на фиг.4 - узел А на фиг.2, вариант выполнения движительного узла с главной двигательной установкой, в которой угол между осью вектора тяги гребного винта и поворотной осью главной двигательной установки движительного узла составляет 90°+α.
на фиг.5 - узел В на фиг.3, вариант выполнения движительного узла с главной двигательной установкой, в которой угол между осью вектора тяги гребного винта и поворотной осью главной двигательной установки составляет 90°+α;
на фиг.6 - то же, что и на фиг.4, вариант выполнения движительного узла с главной двигательной установкой, в которой угол между осью вектора тяги гребного винта и поворотной осью главной двигательной установки составляет 90°-α;
на фиг.7 - то же, что и на фиг.5, вариант выполнения движительного узла с главной двигательной установкой, в которой угол между осью вектора тяги гребного винта и поворотной осью главной двигательной установки, составляющим 90°-α.
Движительный узел судна ледового класса танкера двойного действия содержит главную двигательную установку 1 с гребным винтом 2, соединяющую установку с корпусом 3 судна поворотно-опорную конструкцию, включающую наклонно расположенные относительно плоскости контура ватерлинии 4 судна кольцевые опорные элементы 5, предназначенные для поворота установки вокруг оси кольцевых опорных элементов - поворотной оси 6 установки. Движительный узел выполнен с возможностью поворотов главной двигательной установки с одновременным изменением азимутального угла оси вращения гребного винта 2 относительно диаметральной или параллельной ей плоскости и угла наклона в диапазоне от параллели плоскости контура ватерлинии 4 до параллели нижележащему наклонному участку 7 днища 8 оконечности судна у места размещения движительного узла, для чего плоскости кольцевых опорных элементов 5 установки и ответных им кольцевых опорных элементов судна расположены с наклоном в сторону центра судна под углом а к плоскости контура ватерлинии в диаметральной или параллельной ей плоскости, равным углу отклонения оси 9 вращения гребного винта 2 от нормали 10 к поворотной оси кольцевых поворотных элементов движительного узла и удовлетворяющему условию 0<α≤β/2, где β - угол наклона нижерасположенного участка днища соответствующей оконечности судна. Угол между осью 9 вращения гребного винта 2 и поворотной осью кольцевых опорно-поворотных элементов судна в движительном узле составляет 90°±α.
Угол между осью вращения гребного винта и поворотной осью кольцевых поворотных элементов движительного узла может составлять 90°+α, а вектор тяги
гребного винта может быть направлен в сторону поворотной оси главной двигательной установки.
Угол между осью вращения гребного винта и поворотной осью кольцевых поворотных элементов движительного узла может составлять 90°-α, а вектор тяги гребного винта может быть направлен в сторону от поворотной оси главной двигательной установки.
Движительный узел судна ледового класса работает следующим образом.
Включают электропривод главной двигательной установки 1, в результате гребной винт начинает вращаться.
Направление оси вращения гребного винта 2 изменяют путем поворотов главной двигательной установки 1 вокруг наклонной поворотной оси, которая отклонена на угол α, при этом ось вращения гребного винта 2 главной двигательной установки также отклонена от нормали 10 к поворотной оси главной двигательной установки на угол равный α, причем угол α удовлетворяет условию 0<α≤β/2, где β, угол, величина которого равна величине среднего угла наклонного участка 7 днища 8 в соответствующей оконечности судна к плоскости контура ватерлинии 4 судна, по меньшей мере, на наклонном участке днища, расположенном ниже уровня точки пересечения поворотной оси главной двигательной установки с осью вектора тяги гребного винта.
Выполнение в движительном узле с поворотной осью, отклоненной от вертикали на угол от близкого к нулю до половины величины среднего угла наклона поверхности днища судна к плоскости контура ватерлинии судна одновременно с отклоненной на тот же угол осью вектора тяги гребного винта обеспечивает указанный выше технический результат без значительного снижения КПД гребного винта, вызванного отклонением вектора тяги движителя от горизонта во время преодоления ледовых преград и без этого снижения во время движения судна по открытой воде.