СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ МОРСКОГО ТЕЧЕНИЯ В СИЛУ, ДВИЖУЩУЮ СУДНО
METHOD FOR CONVERTION OF SEA CURRENT FORCE INTO SHIP PROPULSION FORCE

Способ относится к области преобразования природной энергии, в частности энергии морских течений, и использование ее для движения судна.
возд.
воды
3
3
Известен способ обтекания кругового цилиндра воздушными струями с целью получения движущей силы судна. Этот способ осуществляется при помощи устройства, имеющего несколько круговых цилиндров-роторов, вращающихся вокруг вертикальной оси и установленных на палубе судна [Н.Я.Фабрикант. Курс аэродинамики. Часть 1. Издательство НКТП СССР, М., Л., 1938, с.384]. Основной недостаток этого устройства заключается в том, что оно использует энергию воздушного потока, плотность (ρ=1,228 кг/м) которого значительно меньше плотности (ρ=1000,0 кг/м) воды. Известно, что подъемная сила (движущая судно вперед) F=ρГV, где ρ - плотность жидкости, которая обтекает ротор с циркуляцией Г при подходной скорости V. Из формулы видно, что подъемная сила прямо пропорциональна плотности обтекаемой жидкости. Таким образом, при обтекании ротора водой сила F будет значительно большее, чем F при обтекании ротора воздухом. Для вращения роторов необходима электрическая энергия, которая должна вырабатываться на судне. Для получения ее необходим двигатель, работающий на бензине или дизтопливе, и генератор.
Предлагаемый способ устраняет вышеизложенные недостатки, так как в качестве обтекаемой жидкости используется морская вода, а для вращения роторов используется электрическая энергия, которая извлекается путем обтекания неподвижного кругового цилиндра морским течением.
Способ преобразования энергии морского течения в силу, движущую судно, заключающийся в обтекании морским течением нескольких круговых цилиндров с вертикальной осью вращения, которые установлены в поперечных сквозных каналах корпуса судна, подводе морского течения к сквозному каналу со стороны борта судна, вращении кругового цилиндра вокруг вертикальной оси в направлении, совпадающим с направлением морского течения, выходе морского течения из сквозного канала с противоположного борта судна.
На чертежах показано устройство для реализации предлагаемого способа: фиг.1 - распределение давления по контуру вращающегося кругового цилиндра; фиг.2 - распределение давления по контуру неподвижного кругового цилиндра; фиг.3 - устройство, план; фиг.4 - разрез А-А на фиг.4; фиг.5 - увеличенный план носовой части судна.
В корпусе судна 1 выполнено несколько поперечных (прямоугольных) сквозных каналов 2, в которых установлены полые круговые цилиндры-роторы 3 с возможность вращения вокруг вертикальной оси 4. При направлении подходного течения V (5) морского потока с левого борта судна роторы вращаются в направлении 6. Вращение роторов производится от электроприводов 7. В составе устройства имеется приспособление 8 для изменения направления вращения ротора против часовой стрелки в том случае, когда подходной поток подходит с правого борта судна. Роторы установлены так, что их продольные оси совпадают с продольной осью судна, а их поперечные оси смещены от поперечных осей сквозных каналов на величину, равную половине диаметра ротора, причем окно между боковой стенкой сквозной камеры и ротором со стороны носа меньше, чем окно со стороны кормы судна. Зазор между основаниями роторов и верхней и нижней стенкой сквозных каналов минимален. В состав устройства входит электропривод 9 вращения гребного винта 10 судна. Это оборудование необходимо для маневров судна при отсутствии морских течений. В носовой части судна установлен неподвижный круговой цилиндр 11, в полости которого имеется продольная 12 и поперечная 13 труба, которые сообщаются между собой. Морской поток, обтекаемый контур кругового цилиндра выходит через выходные бортовые окна 14. На поперечной трубе установлен гидрогенератор 15, который вырабатывает электрическую энергию для вращения роторов и электропривода гребного винта, а в период избытка электрической энергии заряжает аккумулятор 16. Направление потока 17 из бортового окна. Принятые обозначения: V - направление подходной скорости морского течения; F - направление подъемной силы, которая движет судно вперед; Р - давление на контуре кругового цилиндра; ω - скорость вращения ротора.
Способ осуществляется следующим образом.
Морской поток со скорость V подходит с левого борта судна (фиг.3), входит в сквозной канал 2 и обтекает круговой цилиндр-ротор 3, который вращается вокруг вертикальной оси 4 со скоростью ω. Вращение ротора обеспечивает циркуляцию скорости потока по его контуру. В результате такого обтекания давления по контуру распределены неравномерно (фиг.1). В окне между стенкой сквозного канала 2 и ротором 3 со стороны носа судна (которое имеет меньшую площадь сечения, чем окно со стороны кормы) скорости потока повышены. В этой зоне имеет место отрицательное давление -Р, а в зоне со стороны кормы - положительное давление +Р (фиг.1). Такое распределение давления потока образует подъемную силу F по направлению продольной оси судна, которая движет судно вперед. После обтекания ротора поток выходит из сквозной камеры 2 с противоположного (правого) борта судна. Если морской поток подходит с правого борта, то необходимо приспособлением 8 поменять вращение ротора 3 на противоположное (против часовой стрелки). Способ осуществляется в той же последовательности.
Устройство для получения электрической энергии для вращения ротора 3 и гребного винта 10 судна работает следующим образом.
В процессе движения судна неподвижный круговой цилиндр 11 омывается морским потоком со скоростью, равной скорости движения судна. Распределение давления по его контуру неравномерное (фиг.2). В лобовой части оно положительное +Р, а на боковых частях (где скорости повышены) - отрицательное -Р. В кормовой части давление отрицательное, а его величина на порядок меньше бокового. Лобовой поток входит в продольную 12 (фиг.5) трубу и под действием вакуума (-Р) проходит по поперечной 13 трубе в канал между цилиндром 11 и корпусом 1 судна. Высокий боковой вакуум подсасывает поток и со стороны кормы по продольной трубе 12. Суммарный поток в поперечной трубе 13 вращает рабочий орган гидрогенератора 15, который вырабатывает электрическую энергию. После обтекания цилиндра 11 поток через выходные бортовые окна 14 поступает в море. Выходящий поток увеличивает силу тяги судна.
Внедрение способа позволит использовать природную энергию морских течений для движения судна без использования традиционных источников энергии (бензин, дизтопливо).