ДВИЖИТЕЛЬ

Полезная модель относится к движителям, совершающим возвратно-поступательное движение в направлении перемещения объекта, и может быть использована для перемещения в воде судов и пловцов.
Известно устройство для передвижения в воде, содержащее педаль, шарнирно смонтированные на ней две лопасти и средство связи между ними (описание изобретения к авторскому свидетельству №506423, МПК А63В 31/10, опубл. 15.03.76 г.).
Известное устройство приводится в действие при помощи возвратно-поступательных движений.
Недостатком известного устройства является то, что на раскрытие пластин затрачивается большое количество времени, и, как следствие, увеличивается время холостого хода пластин, что приводит к уменьшению тяговой способности.
Наиболее близким аналогом предлагаемой полезной модели является пульсирующий водометный движитель (авторское свидетельство №1751048, МПК В63Н 1/32, опубл. 30.07.92 г.), в котором также используется возвратно-поступательное перемещение двух пар шарнирно смонтированных пластин, работающих в противофазе.
Недостатком данного устройства является сложность в его изготовлении, неполное раскрытие пластин, которые между собой в рабочем состоянии образуют угол меньше 180 градусов, а также то, что на раскрытие пластин требуется большое количество времени.
Полезная модель решает задачу повышения эффективности движителя и снижения себестоимости за счет повышения скорости раскрытия пластин, упрощения конструкции движителя и повышения надежности его работы.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном движителе, содержащем две пары пластин, каждая из которых шарнирно закреплена на оси штока по передней кромке, совершающих возвратно-поступательное движение в направлении перемещения объекта в противофазе, согласно полезной модели, пластины дополнительно связаны со штоком посредством эластичного жгута или пружины.
Эластичный жгут (пружина) служит для быстрого раскрытия пластин и одновременно является ограничителем при их складывании. Натяжение жгута (пружины) должно быть таким, чтобы, с одной стороны, он позволял пластинам достаточно сложиться, а с другой, как можно скорее привести пластины в развернутое состояние. При этом угол между пластинами во время их складывания будет тем меньше, чем выше сопротивление воды, а значит, чем выше скорость движения судна. Таким образом, при усилении тяги, величина угла между пластинами будет уменьшаться, а значит, будет увеличиваться натяжение жгута (пружины), что увеличит скорость раскрытия пластин при смене направления движения штока и, следовательно, уменьшит время холостого хода пластин, а это, в свою очередь, приведет к увеличению скорости судна.
Выполнение движителя в виде двух пар пластин, работающих в противофазе, каждая из которых шарнирно крепится на оси штока, имеет соединяющую шток и пластину упругую связь - эластичный жгут или пружину, которая увеличивает скорость раскрытия пластин, а также позволяет исключить из конструкции движителя ограничители, обеспечивает высокую скорость передвижения и упрощает конструкцию движителя, что понижает его себестоимость и повышает надежность работы.
Выполнение шарнирного соединения способом загиба пластин позволяет исключить из конструкции движителя упоры, так как пластины сами себя ограничивают при раскрытии, при этом угол раскрытия составляет 180 градусов, что обеспечивает надежность данного соединения, увеличивает срок его эксплуатации и повышает скорость передвижения.
Выполнение пластин таким образом, что высота пластины превышает ее ширину, уменьшает сопротивление движению пластин в обратном направлении и сокращает время складывания и раскрытия пластин, что увеличивает тяговую способность и, следовательно, скорость движения судна.
Таким образом, вышеперечисленная совокупность признаков полезной модели позволяет обеспечить новый технический результат: повышение скорости перемещения объекта, упрощение конструкции движителя, повышение надежности в работе и снижение себестоимости при изготовлении.
Полезная модель поясняется с помощью чертежей, где на фиг.1 представлен движитель, состоящий из двух пар пластин, работающих в противофазе; на фиг.2 - способ шарнирного соединения пластин с осью; на фиг.3 - прогулочный катамаран с установленным на нем движителем.
Движитель (см. фиг.1) содержит два параллельно расположенных штока 1 и 2 с осями 3 и 4 соответственно, совершающих возвратно-поступательные движения в противофазе. На осях 3 и 4 шарнирно смонтированы пластины 5 и 6, соединенные со штоками 1 и 2 соответственно эластичными жгутами 7 и 8. Пластины 5 и 6 (см. фиг.2) посредством загиба крепятся на оси так, как показано на рисунке.
Шарнирные соединения пластин, выполненные таким образом, способны выдержать значительные нагрузки. Пластины могут быть изготовлены из пластика, например, поликарбоната или из другого материала. Пластины могут иметь плоскую или вогнутую поверхность для повышения гидродинамического сопротивления.
На скорость раскрытия пластин, а значит, и на скорость движения судна оказывает влияние форма пластин. Так, исходя из предположения, что ось штока изначально находится в состоянии покоя, при движении оси вперед, пластины раскроются полностью, пройдя расстояние, равное ширине пластины помноженное на косинус угла, равного половине угла между пластинами в сложенном состоянии, а поскольку угол складывания пластин стремится к нулю, то косинус половины угла складывания пластин стремится к единице. Значит, расстояние прохождения пластин до полного их раскрытия стремится к значению ширины самих пластин. Далее, если предположить, что пластины прямоугольной формы, площадь рабочей поверхности пластин равняется произведению их ширины на высоту.
Поэтому, чтобы не уменьшать площадь рабочей поверхности пластин и, вместе с тем, уменьшить расстояние перехода пластин из сложенного в развернутое расстояние, а значит, и время на раскрытие пластин, необходимо уменьшить ширину пластин и увеличить их высоту. Поэтому предлагается делать пластины таким образом, чтобы их высота превышала ширину.
Движитель работает следующим образом.
На фиг.1 изображено взаимное расположение элементов движителя в момент, когда завершен холостой ход пары пластин 5 и завершен рабочий ход пары пластин 6. При этом жгут 7 пары пластин 5 находится в состоянии натяжения. В следующий момент при смене направления движения жгут 7 раскроет пластины 5 в развернутое состояние, их сопротивление воде резко возрастает, и судно перемещается вперед, а пластины 6 под действием сопротивления воды сложатся в свернутое состояние, не оказывая значительного сопротивления водной среде, при этом жгут 8 перейдет в состояние натяжения. Таким образом, в течение колебательного цикла, при котором ось пары пластин совершает поступательное перемещение вперед-назад, движитель за счет перекрывания холостого хода одной пары пластин рабочим ходом другой пары пластин обеспечивает постоянную тягу.
Движитель повышает скорость перемещения объекта при упрощении конструкции движителя, повышении надежности в работе и снижении себестоимости при изготовлении. Данным движителем могут приводиться в движение пловцы, любые суда и плавательные средства.