ДВИЖИТЕЛЬ ПЛАВАТЕЛЬНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к судостроению и может найти применение при производстве маломерных плавательных средств, а так же судов, снабженных силовыми установками. Известно плавательное средство, в котором двигателем является человек, вращающий через педальный привод гребной винт, служащий движителем (японский журнал Kazi №1, 1993 год. Недостатком данного движителя является низкая величина коэффициента полезного действия, так как существенная часть сообщаемой движителю энергии расходуется на отбрасывание воды в поперечном направлении по отношению к направлению движения плавательного средства. Известен движитель в виде упругой плавниковой пластины - моноласты, которая при совершении ею колебательных движений создает тяговое усилие (Поисково-информационная система Яндекс: моноласта).
В данной конструкции движителя создаваемое тяговое усилие не параллельно направлению движения, что снижает эффективность его использования.
Известен принятый в качестве прототипа движитель плавательного средства по авт. свид. СССР №1743990, класса МПК В63Н/36, 1992 года, бюл. №24. Конструкция данного движителя включает приводной вал, расположенный вдоль оси плавательного средства, снабженный кронштейнами, к одному из которых прикреплена асимметрично его продольной оси лопасть, Недостатком данной конструкции движителя является пониженная величина тягового усилия и коэффициента полезного действия при поворотно-колебательном движении лопасти.
Целью предложенной полезной модели является увеличение коэффициента полезного действия и создаваемого тягового усилия движителя плавательного средства.
Поставленная цель достигается в конструкции полезной модели, включающей приводной вал, расположенный вдоль оси плавательного средства, снабженный кронштейнами, и упругую плавниковую пластину тем, что последняя жестко закреплена на одном кронштейне своей передней по направлению движения плавательного средства кромкой, а другие кронштейны соединены с приводом с возможностью осуществления возвратно-вращательного движения вала; при этом другие кронштейны в количестве не менее двух снабжены шарнирно закрепленными на них педалями; при этом другой кронштейн выполнен в виде кривошипа и кинетически связан с силовым механизмом.
Предложенная полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид предложенного движителя плавательного средства, на фиг. 2 - вид по стрелке A, на фиг. 2а и 2б - крайние положения упругой плавниковой пластины при ее возвратно-вращательном движении, на фиг. 3 - разрез A-A по фиг. 2, на фиг. 4 - разрез B-B по фиг. 2а, на фиг. 5 - разрез C-C по фиг. 2б и на фиг. 6 представлен схематический чертеж предложенного движителя с приводом от силового механизма.
Предложенный движитель состоит из расположенного вдоль оси плавательного средства поворотного вала 1 с кронштейнами 2 и 3. На кронштейне 2 жестко закреплена своей передней кромкой упругая плавниковая пластина 4. Для приведения вала 1 в возвратно-вращательное движение человеком на кронштейнах 3 шарнирно закреплены педали 5. Для приведения вала 1 в возвратно вращательное движение силовым механизмом кронштейн 3 выполнен в виде кривошипа и кинетически связан с силовым механизмом 6 (фиг. 6), например, с двигателем внутреннего сгорания, электродвигателем и почее.
При последовательном перемещении веса тела человека с левой педали 5 (фиг. 2а) на правую педаль 5 (фиг. 2б) сила тяжести действует через кронштейны 3 на вал 1 и приводит его в возвратно-вращательное движение, которое через кронштейн 2 передается упругой плавниковой пластине 4, которая последовательно переходит из одного крайнего положения (фиг. 2а) в другое (фиг. 2б). При этом благодаря жесткому закреплению плавниковой пластины 4 ее передней кромкой на кронштейне 2 упругая плавниковая пластина изгибается (фиг. 4 и 5) и накапливает потенциальную энергию упругой деформации. В крайних положениях (фиг. 2а и 2б), в которых направление движения плавниковой пластины 4 меняется на возвратное (противоположное) пластина 4 разжимаются, отбрасывая воду в направлении противоположном направлению движения плавательного средства. То есть потенциальная энергия деформации упругой плавниковой пластины 4 переходит в кинетическую энергию отбрасываемой воды, а плавательное средство получает импульс движущей силы. Сила веса человека, действующая на педали 3, может быть значительно увеличена за счет его мускульной силы. При имеющем место примерном равенстве плеч кронштейнов 2 и 3 сила, действующая на педали 5 без уменьшения передается упругой плавниковой пластине 4, а потенциальная энергия деформации упругой плавниковой пластины 4 практически без потерь переходит в кинетическую энергию отбрасываемой воды и, соответственно, в кинетическую энергию движения плавательного средства.
Сила, действующая на плавниковую пластину 4, может быть увеличена использованием дополнительной пары педалей 6 на кронштейнах 3 вторым человеком (фиг. 1).
Возвратно-вращательное движение плавниковой пластины 4 осуществляется по окружности, радиус которой равен длине кронштейна 2 (фиг. 2, 2а и 2б), а ось поворотного вала 1 является осью цилиндрической поверхности этого же радиуса. Отбрасывание воды при разгибании упругой плавниковой пластины 4 происходит по образующим данной цилиндрической поверхности, которые все параллельны ее оси и оси плавательного средства. В результате во всех точках траектории возвратно-вращательного движения упругой плавниковой пластины 4 между крайними положениями (фиг. 2а и 2б) отбрасывание воды происходит в направлениях строго параллельных оси плавательного средства.
В итоге переход потенциальной энергии веса человека в потенциальную энергию деформации упругой плавниковой пластины 4 и далее в кинетическую энергию плавательного средства осуществляется без каких либо ощутимых потерь, что делает коэффициент полезного действия предложенного движителя более высоким, чем у известных - весла и гребного винта, у которых эти потери очевидны, так как отбрасывание воды у них происходит под углом к оси плавательного средства.