Импульсный движитель для морских сред
IMPULSE PROPULSOR FOR MARINE ENVIRONMENTS

Изобретение относится к основным элементам судового оборудования и может быть использовано в качестве подводного движителя для морских сред.
Известны способ перемещения тела в морской воде и устройство для его реализации [RU 2271302 С1 МПК В63Н 19/00, опубликованная 10.03.2006], содержащее электроды и магниты, закрепленные на корпусе тела, отличающееся тем, что U-образные магниты расположены внутри корпуса и образуют на поверхности тела чередующиеся по кольцу в плоскости, перпендикулярной направлению движения тела, магнитные полюса, между которыми снаружи тела параллельно направлению движения расположены электроды, соединенные попарно с источником постоянного тока.
Недостатком данного устройства является наличие U-образных постоянных магнитов и как следствие невозможность регулирования интенсивности магнитного поля, что ограничивает его рабочие характеристики, например вырабатываемую мощность.
Известен электромагнитный движитель [RU 92647 U1 МПК В63Н 11/00, опубликованная 27.03.2010], содержащий корпус с каналами для впуска и выпуска воды, в котором установлены основные электроды для генерирования тока в электрическом поле, охватывающем сечение указанного канала, устройства для генерирования магнитного поля, ориентированного перпендикулярно электрическому полю, для создания основной Лоренцовой силы, и одна пара дополнительных электродов, изолированных от основных электродов, с возможностью обеспечения электрического пробоя воды и создания дополнительной Лоренцовой силы, совпадающей по направлению с основной, отличающийся тем, что движитель выполнен в виде набора модулей, каждый из которых содержит корпус, в котором установлены упомянутые основной и дополнительной электроды и устройство для генерирования магнитного поля, при этом в каждом модуле канал для впуска выполнен в виде диффузора, канал для выпуска - в виде конфузора с выходной сопловой частью.
Недостатком данного устройства является отсутствие системы управления и как следствие не возможность регулировать параметры движителя, например реактивную тягу, при изменяющихся требованиях к движению судна.
Задачей изобретения является создание импульсного движителя для морских сред, при осуществлении которого достигается технический результат, заключающийся возможности регулирования рабочих характеристик движителя.
Указанный технический результат достигается тем, что импульсный движитель для морских сред содержит, по меньшей мере, один корпус с каналом для впуска и выпуска воды, в котором установлены электроды для генерирования тока в электрическом поле, при этом электроды подключены к источнику постоянного тока, внутри корпуса установлена, по крайней мере, одна пара электродов напротив друг друга и на расстоянии вдоль корпуса, между электродами на внешней поверхности корпуса установлены катушки индуктивности, количество которых, равно числу пар электродов, катушки индуктивности подключены к соответствующим источникам импульсов, управление источником постоянного тока и источниками импульсов осуществляется системой управления, на вход которой подается сигнал от датчика скорости потока жидкости, установленного в корпусе.
На фиг. 1 - изображен импульсный движитель для морских сред, стрелкой показано направление движения потока жидкости со скоростью .
Импульсный движитель для морских сред состоит, по меньшей мере, из одного круглого или прямоугольного корпуса 1 с каналом для впуска и выпуска воды (фиг. 1). Внутри корпуса 1 установлены электроды 2, представляющие собой, например плоские пластины. Электроды 2 подключены к источнику постоянного тока 3 так, что положительный электрод 2 (анод) и отрицательный электрод 2 (катод), расположены напротив друг друга и на расстоянии вдоль корпуса, образуя пару. Количество пар электродов 2 может варьироваться и зависит, например, от мощности устройства. Для создания магнитного поля на внешней поверхности корпуса 1 между электродами 2 установлены катушки индуктивности 4, количество которых равно числу пар электродов 2. Катушки индуктивности 4 подключены к соответствующим источникам импульсов 5. Управление импульсным движителям осуществляется системой управления 6, которая принимает сигнал от датчика 7 скорости потока жидкости, установленного в корпусе 1, и выдает управляющие сигналы источнику постоянного тока 3 и источникам импульсов 5.
Импульсный движитель для морских сред работает следующим образом.
-
+
При включении источника постоянного тока 3 в морской воде происходит диссоциация солей на ионы (в нашем случае хлорида натрия). Под действием напряженности электрического поля, отрицательно заряженные анионы хлора Cl двигаются в сторону положительно заряженного электрода 2 (анода), а положительно заряженные катионы натрия Na в сторону отрицательно заряженного электрода 2 (катода), как показано стрелками. Подвижность анионов хлора выше, чем катионов натрия, поэтому для дальнейшего описания принципа работы рассмотрим только анионы хлора.
При движении анионов хлора к положительно заряженному электроду 2 (аноду) со скоростью  внутри корпуса 1 создается поток. Система управления 6 принимает сигнал, поступающий от датчика 7 о скорости потока жидкости, обрабатывает его и по заданному алгоритму выдает управляющие сигналы источникам импульсов 5. Под воздействием пульсирующего магнитного поля, создаваемого катушками индуктивности 4, анионы хлора испытывают силу Лоренца , направленную перпендикулярно вектору магнитной индукции , Траектория движения анионов хлора изменяется, они пролетают анод и устремляются к следующему аноду, создавая поток жидкости, движущейся со скоростью . Изменение рабочих характеристик импульсного движителя достигается использованием системы управления 6, которая регулирует величину тока источника постоянного тока 3 и амплитуду и частоту тока источников импульсов 5.