ПЛАВНИКОВЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ ПЛАВУЧЕГО СРЕДСТВА
FIN PROPULSOR OF VESSEL

Изобретение относится к судовым движителям, в частности к устройствам привода судового движителя с рабочим органом в виде колеблющегося крыла.
Плавниковый движитель состоит из, по меньшей мере, одного крыла, оси колебаний крыла, магнитного рычага, цепи электромагнитов, установленных на корпусе плавучего средства и расположенных вдоль дуги, концентричной оси колебаний крыла, новым является использование в качестве привода крыла цепи электромагнитов, расположенных определенным образом, а также применение магнитного рычага.
Известен привод крыльев плавникового движителя, который содержит площадку корпуса, двигатель, редуктор, систему стержней и штырей, которая преобразует вращение ротора редуктора в колебательные движения крыльев [1] (Патент РФ №2287451).
Недостатком данной конструкции является большое количество подвижных элементов, что снижает надежность привода, а также необходимость устройства уплотнения ротора редуктора, так как двигатель и редуктор должны находиться в герметичном корпусе судна, что ограничивает применение данного привода для подводных аппаратов, особенно глубоководных.
Наиболее близким по технической сущности к достигаемому результату является устройство для перемещения объекта относительно текучей среды [2] (Патент РФ №2373104).
Устройство для перемещения объекта относительно текучей среды содержит корпус плавучего средства, например судна, которое перемещается налево со скоростью F относительно воды, по меньшей мере, одно крыло с отклоняемой частью, которая перемещается в направлении горизонтальной плоскости, и передней частью, которая перемещается в направлении скорости движения.
Передняя часть крыла имеет ось поворота, с помощью которой передняя часть крыла расположена в корпусе плавучего средства таким образом, что крыло может колебаться вокруг горизонтальной оси вращения, т.е. крыло и составные части, а также пружина образуют качающуюся или свободно колеблющуюся конструкцию. Когда движущая установка посредством движущей тяги создает силу, направленную направо к рычагу, крыло покачивается или поворачивается по часовой стрелке. Один конец пружины, такой как торсионная пружина спиральной формы, присоединен к корпусу, а другой конец торсионной пружины прикреплен к оси поворота. Торсионная пружина служит для поддержки крыла таким образом, чтобы поверхность крыла располагалась в нейтральной плоскости, например горизонтальной плоскости, когда крыло не нагружено. Эти составные части, которые перемещаются вместе с крылом, имеют соответствующие нейтральные позиции. Пружина, таким образом, растягивается сильнее в противоположном направлении, когда крыло перемещается в сторону от своей нейтральной позиции против часовой стрелки, и пружина старается вернуть крыло назад в нейтральную позицию.
Недостатками известного устройства являются его инерционность, так как крыло совершает свободные колебания под действием пружины и не может быть остановлено одномоментно, а только после затухания колебаний всей системы, что ухудшает маневренные качества плавучего средства.
Кроме того, в устройстве для перемещения объекта относительно текучей среды также присутствует необходимость создания конструкций, препятствующих попаданию воды в корпус через отверстия между составными частями устройства и корпусом.
Целью данного изобретения является устранение указанных недостатков, а также распространение области применения плавниковых движителей на глубоководные подводные аппараты.
Сущность настоящего изобретения заключается в том, что в заявляемом плавниковом движителе плавучего средства, содержащем корпус плавучего средства, по меньшей мере, одно крыло с отклоняемой частью, ось колебаний крыла, согласно изобретению, вместо пружины используется магнитный рычаг, отсутствует движущая тяга, а в качестве движущей установки используется цепь электромагнитов, установленных на корпусе плавучего средства и расположенных вдоль дуги, концентричной оси колебаний крыла.
На чертеже показана общая схема заявляемого плавникового движителя плавучего средства.
Крыло 1 закреплено на оси поворота или колебаний 2, магнитный рычаг 3, являющийся передней частью крыла 1, представляет собой постоянный магнит, взаимодействующий с цепью электромагнитов 4, расположенных снаружи корпуса 5 подводного аппарата, либо интегрированных в него таким образом, чтобы силовые линии электромагнитного поля выходили на наружную поверхность А корпуса 5 и беспрепятственно взаимодействовали с магнитным рычагом 3. При такой конструкции отсутствует необходимость ввода подвижных частей в герметичный корпус плавучего средства, так как все подвижные части, а именно крыло 1, магнитный рычаг 3, находятся снаружи корпуса 5. Это, в свою очередь, упрощает и удешевляет конструкцию плавучего средства, повышает его надежность и позволяет применять заявляемый движитель для глубоководных подводных аппаратов, обеспечение герметичности которых требует сложных конструктивных и технологических решений.
Количество и расположение заявляемых движителей на плавучем средстве зависит от его конструкции и требований к маневренности.
Заявляемый плавниковый движитель плавучего средства работает следующим образом.
В исходном положении N крыло 1 удерживается одним из включенных электромагнитов цепи электромагнитов 4 через магнитный рычаг 3. Для того чтобы крыло 1 начало движение, удерживающий электромагнит цепи электромагнитов 4 выключается, и включается соседний электромагнит цепи электромагнитов 4. Магнитный рычаг 3 движется в сторону силовых линий электромагнитного поля, генерируемого включенным электромагнитом цепи электромагнитов 4, стремясь занять ближайшее положение к включенному электромагниту цепи электромагнитов 4. За счет этого крыло совершает поворот на угол α, соответствующий центральному углу между осями соседних электромагнитов цепи электромагнитов 4. Далее происходит последовательное выключение и включение электромагнитов цепи электромагнитов 4, пока крыло 1 не займет крайнее положение Р. Затем процесс выключения-включения электромагнитов повторяется в обратной последовательности, пока крыло 1 не займет положение Т. Таким образом, крыло 1 совершает колебательное движение вокруг оси 2. Амплитуда колебаний крыла 1 соответствует центральному углу, который занимает вся цепь электромагнитов 4. Регулируя скорость выключения-включения электромагнитов цепи электромагнитов 4, можно управлять частотой колебаний крыла 1, тем самым управляя скоростью плавучего средства. Для того чтобы остановить колебания крыла 1, достаточно оставить включенным один электромагнит цепи электромагнитов 4, крыло 1 остановится напротив включенного электромагнита цепи электромагнитов 4.
Источники информации
1. Патент РФ №2287451.
2. Патент РФ №2373104.