Колёсный движительно-рулевой комплекс с поворотными плицами
WHEEL STEERING UNIT WITH FEATHERING PADDLES

Изобретение относится к водному транспорту и может быть использовано для водоизмещающих судов, эксплуатируемых в бассейнах с малыми глубинами.
Известна конструкция Колесного движительно-рулевого комплекса (КДРК) по патенту РФ №2225327 от 13.10.2001 г., который состоит из пары гребных колес с винтовыми плицами и раздельным приводом, установленных на транце корпуса судна. Установка каждого из двух гребных колес на двух опорных подшипниках и их конструкция, как показано в заявке, предполагает применение радиальных гребных колес, имеющих пониженный КПД.
Известна конструкция колеса с поворотными плицами системы Моргана, в которых плицы шарнирно установлены на спицах и посредством костылей шарнирно связаны с тягами, которые другим концом шарнирно соединены с эксцентриковым диском (кроме одной - вожаковой, которая крепится к диску жестко). Конструкция не позволяет иметь разворот плиц относительно оси колеса и использовать гребные колеса для управления судном на ходу без рулевого устройства.
Целью данного технического решения является создание конструкции КДРК, обеспечивающего повышенный КПД и управляемость за счет применения пары симметричных относительно ДП гребных колес с поворотными плицами (ГКПП) винтовой формы, установленными шарнирно на каркасе колес под углом к оси колеса.
Указанная цель достигается тем, что неподвижная ось каждого гребного колеса КДРК закреплена консольно к параллельной ДП вертикальной стенке корпуса, внутри оси на подшипниках установлен приводной вал, вращающий колесо. На конце вала жестко установлена ступица с закрепленным на ней каркасом, на свободных концах спиц которого шарнирно установлены под углом к оси колеса плицы винтовой формы, связанные посредством костылей, шаровых шарниров и тяг со сквозным эксцентриком, закрепленным на оси. Сущность изобретения «Колесный движительно-рулевой комплекс с поворотными плицами» поясняется чертежом, где
на фиг. 1 - КДРК с гребными колесами с поворотными плицами, схема расположения на судне, вид сверху;
фиг. 2 - КДРК судна с гребными колесами с поворотными плицами, разрез по ДП А-А;
фиг. 3 - КДРК судна с гребными колесами с поворотными плицами, левое гребное колесо, вид сверху;
фиг. 4 - КДРК судна с гребными колесами с поворотными плицами, левое гребное колесо, разрез Б-Б;
фиг. 5 - КДРК судна с гребными колесами с поворотными плицами, левое гребное колесо, общий вид;
фиг. 6 - КДРК судна с гребными колесами с поворотными плицами, левое и правое гребное колесо, вид с кормы.
КДРК судна с гребными колесами с поворотными плицами (КДРК ПП) устанавливается в кормовой части судна 1, состоит из двух гребных колес 2 и 3, симметричной относительно ДП судна конструкции, с поворотными плицами 4 винтовой формы. Ступица 5 каркаса каждого колеса жестко закреплена на конце вала 6, установленного на подшипниках 7 и 8 внутри оси 9. Вал каждого колеса соединен со своим независимо управляемым приводом 10, размещенным внутри моторных помещений 11. Плица 4 закреплена под углом 10-20° к оси колеса с помощью шарниров 12 к концам спиц 13 каркаса колеса, а также соединена с помощью костыля 14, шарового шарнира 15, тяги 16 и второго шарового шарнира 17 с ободом 18 сквозного эксцентрика 19, который закреплен на оси 9. Обод эксцентрика 18 для придания ему вращательного движения связан с ведущей плицей тягой 20, имеющей форму вилки, шарнирно закрепленной на ободе в плоскости вращения.
Зазор «С» между плицами правого и левого колеса в ДП принимается минимальным по технологическим требованиям, но не более 20% высоты плицы. Кормовее колес с целью повышения КПД может быть установлен волновыпрямитель 21 в виде подводного крыла.
Работа Колесного движительно-рулевого комплекса с поворотными плицами.
Для приведения устройства в рабочее состояние мотор привода вращения гребного колеса присоединяется к источнику энергии, подача которой контролируется с поста управления судном. Поворотная конструкция плиц с заданной траекторией их движения обеспечивает оптимальные углы входа и выхода плиц, снижение габаритов и веса КДРК, а винтовая форма плиц - безударный и постепенный вход в воду и эффективную управляемость и маневренность судну изменением соотношения числа оборотов правого и левого колеса. Минимальный технологический зазор между правым и левым гребным колесом обеспечивает работу симметричных плиц как одного целого с улучшенной гидродинамической формой и позволяет повысить КПД движительного комплекса.
Положение эксцентрика может выбираться из условия обеспечения наивыгоднейших углов входа - выхода и траектории движения плицы.
Расположение гребных колес вблизи ДП обеспечивает их защиту, агрегатный монтаж и ремонт устройства, защиту от попадания воды на элементы привода, рациональное использование судового пространства, минимальное влияние на работу колес крена судна и штормового волнения.
В зависимости от назначения судна выбираются параметры колес: количество плиц 3 для пассажирских, 4-5 для буксирных и грузовых судов;
Угол разворота плиц 15-20° для судов, требующих повышенной маневренности и управляемости, и 10-17° для остальных. Относительное заглубление колес и относительный эксцентриситет в пределах величин для известных колес с поворотными плицами уточняются при проектировании судна.