Движительная группа глиссирующего судна
PLANING VESSEL PROPULSION UNIT

Предлагаемое изобретение относится к судостроению и может быть использовано для создания силы тяги, путем отталкивания от водной среды, в условиях необходимости защиты водометного движителя при использовании на водоемах малой глубины.
Использование водометного движителя значительно упрощает передвижение судна по мелководью, но для надежной работы водометного движителя требуется заглубление входного отверстия его водозаборника под воду, а для уменьшения ударов дна в область водозабоника нужно поднимать его как можно выше. Множественные удары от камней дна в область всасывающего водозаборника сокращают срок службы движителя, приводят к необходимости проведения частых ремонтов. Поэтому известны множество технических решений, направленных на улучшение условия работы водного движителя.
Например, известна движительная группа глиссирующего судна, содержащая водный движитель с гребным винтом и приводом от мотора, которые расположены в кормовой части с возможностью их поворота в горизонтальной плоскости и подъема с гребным винтом выше дна посредством рычажной системы. Имеется водоводный туннель, выполненый в надувном днище со стороны плоскости, сопрягаемой с водой, в виде начинающегося от кормового торца продольного осесимметричного паза клинообразной в вертикальном сечении формы с равномерным уменьшением его глубины к носовой части лодки. Позади по ходу прямого движения водоводного туннеля расположен гребной винт водного движителя. (пат. РФ на полезную модель № 145840, МПК B63B 7/00, опубл. 27.09.2014, Бюл. № 27)
Водоводный туннель способствует подъему воды вверх, на высоту, которая зависит от скорости судна,  при этом обеспечивается поступление воды к водному движителю, который может быть расположен, в этом случае, выше и поэтому меньше подвержен ударам от камней дна. Недостатком данной конструкции является работа водного движителя с нерациональной глубиной погружения при разной скорости и просадке кормы глиссирующего судна. Недостатком также является то, что когда судно ложится водоводным туннелем на камни, при движении вперед, на выходе из водоводного туннеля эти камни могут приводить к повреждению водного движителя, так как даже в случае подъема водного движителя от удара о камни, сила удара является значительной, потому что ее направление близко к горизонтальному и имеется возможность зацепить водный движитель.
Известна конструкция движительной группы глиссирующего судна, применение которой обеспечивает более рациональную глубину погружения водного движителя вместе с кормовой частью судна при разной скорости его движения, что достигнуто благодаря применению транцевой плиты для создания гидродинамической подъемной силы, расположенной по ходу прямого движения за кормовой частью, прикрепленной к ней с возможностью управляемого поворота вокруг горизонтальной оси, при котором задний по ходу прямого движения свободный конец транцевой плиты может погружаться ниже и выше дна. (Справочник по малотоннажному судостроению. - Л.: Судостроение, 1988, - 576 с., см. с.278-280) В составе данной конструкции может быть применен водный движитель с приводом от мотора, которые расположены в кормовой части с возможностью их поворота в горизонтальной плоскости и подъема на уровень выше и ниже дна посредством рычажной системы.
Недостатком данной конструкции является то, подъем водного движителя от непосредственного его удара о камни, а сила удара является значительной, потому что ее направление близко к горизонтальному и имеется возможность зацепить водный движитель.
Наиболее близким к заявляемому изобретению техническим решением является конструкция движительной группы глиссирующего судна, содержащая водометный движитель с приводом от мотора, расположенные в кормовой части с возможностью их поворота в горизонтальной плоскости и подъема с входным отверстием водозаборника на уровень выше и ниже дна посредством рычажной системы, транцевую плиту для создания гидродинамической подъемной силы, расположенную по ходу прямого движения за кормовой частью, прикрепленную к ней с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси, при котором задний по ходу прямого движения свободный конец транцевой плиты может погружаться ниже и выше дна, и имеющую водоводный туннель, выполненный  в виде начинающегося от заднего по ходу прямого движения ее свободного конца продольного осесимметричного паза на обращенной к поверхности воды стороне с уменьшением его глубины к носовой части судна, позади которого по ходу прямого движения в зоне образованного им подъема воды расположено входное отверстие водозаборника водометного движителя. Транцевая плита прикреплена к кормовой части таким образом, что повернута вокруг горизонтальной оси на угол, определенный длинной стоек с телескопической раздвижностью. (см. сообщение на "Форуме водномоторников" от 13.09.2011 https://forum.motolodka.ru/read.php?f=1&i=999774&t=999383, а именно фотографию https://forum.motolodka.ru/att/f1/999579_103351.jpg)
Использование водоводного туннеля позволяет увеличить высоту расположения входного отверстия водозаборника, а использование транцевой плиты обеспечивает более рациональную глубину погружения кормовой части судна вместе с водометным движителем. Недостатком данной конструкции является сложность обеспечения более рациональной высоты расположения входного отверстия водозаборника при разных режимах работы глиссирующего судна, так как угол поворота транцевой плиты вокруг горизонтальной оси не влияет на высоту расположения входного отверстия водозаборника. Недостатком данной конструкции также является то, что когда судно ложится водоводным туннелем на камни, то при движении вперед, на выходе из водоводного туннеля, эти камни могут приводить к повреждению водного движителя, так как даже в случае подъема водного движителя от удара о камни, сила удара является значительной, потому что ее направление близко к горизонтальному и водный движитель может зацепить, например за камень, а вес подвижной части водометного движителя является значительным.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы движительной группы путем обеспечения изменения высоты расположения входного отверстия водозаборника водометного движителя в зависимости от режима работы глиссирующего судна и опосредованного внешнего воздействия неровностей дна водоема.
Для достижения указанного технического результата, в движительной группе глиссирующего судна, содержащей водометный движитель с приводом от мотора, расположенные в кормовой части с возможностью их поворота в горизонтальной плоскости и подъема с входным отверстием водозаборника на уровень выше и ниже дна посредством рычажной системы, транцевую плиту для создания гидродинамической подъемной силы, расположенную по ходу прямого движения за кормовой частью, прикрепленную к ней с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси, при котором задний по ходу прямого движения свободный конец транцевой плиты может погружаться ниже и выше дна, и имеющую водоводный туннель, выполненный в виде начинающегося от заднего по ходу прямого движения ее свободного конца продольного осесимметричного паза на обращенной к поверхности воды стороне с уменьшением его глубины к носовой части судна, позади которого по ходу прямого движения в зоне образованного им подъема воды расположено входное отверстие водозаборника водометного движителя, применены следующие новые признаки.
Задний по ходу прямого движения свободный конец транцевой плиты способен подниматься поворотом вокруг горизонтальной оси от воздействия твердой внешней среды.
Транцевая плита является механическим звеном рычажной системы подъема водометного движителя с входным отверстием водозаборника и приводом от мотора, которая выполнена так, что при подъеме заднего по ходу прямого движения свободного конца транцевой плиты происходит подъем входного отверстия водозаборника водометного движителя.
В частном случае, транцевая плита в направлении подъема заднего по ходу прямого движения свободного ее конца и водометный движитель с приводом от мотора в направлении подъема входного отверстия его водозаборника имеют гидравлически управляемую подвеску, способную оказывать поршневое сопротивление их подъему не более величины, созданной давлением ее рабочей жидкости, заданным настройкой предохранительного клапана, при котором свободный конец транцевой плиты способен подниматься поворотом вокруг горизонтальной оси от воздействия твердой внешней среды. Либо, транцевая плита в направлении подъема заднего по ходу прямого движения свободного ее конца и водометный движитель с приводом от мотора в направлении подъема входного отверстия его водозаборника имеют пневматически управляемую подвеску, способную оказывать поршневое сопротивление их подъему не более величины, созданной давлением ее воздуха, заданным настройкой предохранительного клапана, при котором свободный конец транцевой плиты способен подниматься поворотом вокруг горизонтальной оси от воздействия твердой внешней среды. Либо, задний по ходу прямого движения свободный конец транцевой плиты способен подниматься поворотом вокруг горизонтальной оси от воздействия твердой внешней среды благодаря тому, что транцевая плита в направлении подъема заднего по ходу прямого движения свободного ее конца и водометный движитель с приводом от мотора в направлении подъема входного отверстия его водозаборника являются подпружиненными, в частном случае, с помощью подвески, которая выполнена с возможностью изменения ее жесткости.
В частном случае, транцевая плита, является частью нижнего подвижного звена параллелограммного механизма, неподвижным звеном которого является кормовая часть, а к подвижному звену, которое противоположно неподвижному звену, закреплены водометный движитель с приводом от мотора и входным отверстием водозаборника.
В частном случае, в качестве мотора, являющегося приводом водометного движителя, применен гидравлический мотор.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображена движительная группа глиссирующего судна во время движения без контакта с дном водоема; на фиг. 2 – в контакте с камнем дна водоема; на фиг. 3 изображена транцевая плита с водоводным туннелем.
Движительная группа глиссирующего судна содержит водометный движитель 1 с приводом от мотора 2, расположенные в кормовой части 3 с возможностью их поворота в горизонтальной плоскости и подъема с входным отверстием водозаборника 4 на уровень выше и ниже дна 5 посредством рычажной системы 6 подъема. Расположение входного отверстия водозаборника 4 лимитирует границу расположения нижнего края всего водометного движителя 1, которая может являться самой высокой, без использования средств защиты и решеток.
В качестве мотора 2, являющегося приводом водометного движителя 1, в частном случае может быть применен гидравлический мотор 2, который может приводиться в действие насосной станцией и системой управления (на чертежах не показаны), расположенными на глиссирующем судне. Судно является глиссирующим благодаря применению необходимой для этого формы дна 5 судна и мощности водометного движителя 1.
Имеется транцевая плита 7 для создания гидродинамической подъемной силы, расположенная по ходу прямого движения за кормовой частью, прикрепленная к кормовой части с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси, например с помощью опоры с цилиндрическим шарниром или гибкого элемента. Возможность поворота транцевой плиты 7 выполнена так, что задний по ходу прямого движения свободный конец транцевой плиты 7 может погружаться ниже и выше дна 5.
Транцевая плита 7 имеет водоводный туннель 8 (фиг. 3), выполненный в виде начинающегося от заднего по ходу прямого движения ее свободного конца продольного осесимметричного паза на обращенной к поверхности воды стороне с уменьшением его глубины к носовой части судна.
Водометный движитель 1 с приводом от мотора 2, расположены в кормовой части 3 таким образом, что входное отверстие водозаборника 4 водометного движителя 1 расположено по ходу прямого движения позади водоводного туннеля 8, в зоне образуемого им подъема воды.
Транцевая плита 7 является механическим звеном рычажной системы 6 подъема водометного движителя 1 с входным отверстием водозаборника 4 и приводом от мотора 2, которая выполнена так, что при подъеме заднего по ходу прямого движения свободного конца транцевой плиты 7 происходит подъем входного отверстия водозаборника 4 водометного движителя 1. Для этого, в частном случае, транцевая плита 7, является нижним подвижным звеном параллелограммного механизма, неподвижным звеном которого является кормовая часть 1, а к подвижному звену, которое противоположно неподвижному звену, закреплены водометный движитель 1 с приводом от мотора 2 и входным отверстием водозаборника 4.
Задний по ходу прямого движения свободный конец транцевой плиты 7 способен подниматься поворотом вокруг горизонтальной оси от воздействия твердой внешней среды. Воздействием твердой внешней среды может являться удар от неровностей дна мелководья при движении над ними глиссирующего судна. В частном случае, транцевая плита 7 в направлении подъема заднего по ходу прямого движения свободного ее конца и водометный движитель 1 с приводом от мотора 2 в направлении подъема входного отверстия его водозаборника 4 имеют гидравлически управляемую подвеску, способную оказывать поршневое сопротивление, например поршневым механизмом 9, их подъему не более величины, созданной давлением ее рабочей жидкости, заданным настройкой предохранительного клапана, при котором свободный конец транцевой плиты 7 способен подниматься поворотом вокруг горизонтальной оси от воздействия твердой внешней среды. Либо, транцевая плита 7 в направлении подъема заднего по ходу прямого движения свободного ее конца и водометный движитель1 с приводом от мотора 2 в направлении подъема входного отверстия его водозаборника 4 имеют пневматически управляемую подвеску, способную оказывать поршневое сопротивление, например поршневым механизмом 9, их подъему не более величины, созданным давлением ее воздуха, заданным настройкой предохранительного клапана, при котором свободный конец транцевой плиты способен подниматься поворотом вокруг горизонтальной оси от воздействия твердой внешней среды. Либо, задний по ходу прямого движения свободный конец транцевой плиты 7 способен подниматься поворотом вокруг горизонтальной оси от воздействия твердой внешней среды благодаря тому, что транцевая плита 7 в направлении подъема заднего по ходу прямого движения свободного ее конца и водометный движитель 1 с приводом от мотора 2 в направлении подъема входного отверстия его водозаборника 4 являются подпружиненными, например с помощью пружины 10, в частном случае, с помощью подвески, которая выполнена с возможностью изменения ее жесткости, например устройством для регулирования предварительного сжатия пружины 10.
Не исключено совместное применение пружины 10 и поршневого механизма 9.
Дополнительно может быть применен управляемый человеком привод подъема и опускания заднего по ходу прямого движения свободного конца транцевой плиты 7, для этого, например, может быть применен поршневой механизм 9, являющийся управляющей стойкой, либо стойка с электромагнитным управлением.
Работает движительная группа глиссирующего судна следующим образом.
Гидравлический мотор 2 приводит в действие водометный движитель1, который через входное отверстие водозаборника 4 всасывает воду и выбрасывает ее в направлении, противоположном направлению движению судна, создавая реактивную тягу (фиг. 1).
При малой скорости движения судна, вода исходящая из водоводного туннеля 8, имеет малый подъем, и под действием пружины 10 или под действием внешнего управления, например поршневым механизмом 9, задний по ходу прямого движения свободный конец транцевой плиты 7 является глубоко опущенным в воду, а вместе с ним глубоко опущенным является и входное отверстие водозаборника 4, благодаря действию параллелограммного механизма рычажной системы 6 подъема. Так как при малой скорости требуется создание большей поднимающей кормовую часть 3 гидродинамической силы для выхода судна на глиссирование, опускание глубоко в воду заднего по ходу прямого движения свободного конца транцевой плиты 7 и входного отверстия водозаборника 4 при малом подъеме воды за водоводным туннелем 8, способствует повышению эффективности работы движительной группы.
При увеличении скорости движения судна под действием встречного потока воды или под действием внешнего управления, например поршневым механизмом 9, происходит подъем заднего по ходу прямого движения свободного конца транцевой плиты 7, а вместе с ним и входного отверстия водозаборника 4, благодаря действию параллелограммного механизма рычажной системы 6 подъема, что снижает сопротивление движению судна и обеспечивает надежный режим глиссирования.
При движении глиссирующего судна по мелководью, при прохождении судном высоких неровностей дна водоема прямым движением, сначала происходит воздействие в виде удара по транцевой плите 7, в результате которого происходит ее поворот (фиг. 2), при котором задний по ходу прямого движения свободный ее конец стремится подняться вверх. В частном случае, когда транцевая плита 7 в направлении подъема заднего по ходу прямого движения свободного ее конца и водометный движитель 1 с приводом от мотора 2 в направлении подъема входного отверстия его водозаборника 4 имеют гидравлически или пневматически управляемую подвеску, способную оказывать поршневое сопротивление их подъему не более величины, созданным давлением ее рабочей жидкости или воздуха, заданным настройкой предохранительного клапана, при котором свободный конец транцевой плиты 7 способен подниматься поворотом вокруг горизонтальной оси от воздействия твердой внешней среды, происходит срабатывание предохранительного клапана и входное отверстие водозаборника 4 резко поднимается вверх. Входное отверстие водозаборника 4 поднимается вверх также, когда задний по ходу прямого движения свободный конец транцевой плиты 7 способен подниматься поворотом вокруг горизонтальной оси от воздействия твердой внешней среды благодаря тому, что транцевая плита 7 в направлении подъема заднего по ходу прямого движения свободного ее конца и водометный движитель 1 с приводом от мотора 2 в направлении подъема входного отверстия его водозаборника 4 являются подпружиненными, в частном случае, с помощью подвески с пружиной 10, которая выполнена с возможностью изменения ее жесткости.
Таким образом, происходит подъем входного отверстия водозаборника 4 водометного движителя опосредовано, от внешнего воздействия неровностей дна водоема на транцевую плиту 7, а значит на водометный движитель1 приходится меньшая сила удара, либо удара вообще не происходит, так как происходит подскок кормовой части 3 судна вместе с водометным движителем 1 над преодолеваемой неровностью дна водоема.
Применение в качестве мотора 2, являющегося приводом водометного движителя 1, гидравлического мотора 2 позволяет увеличить легкость подъема входного отверстия водозаборника 4 водометного движителя 1, так как гидравлический мотор 2 является более легким, не включающим вес двигателя внутреннего сгорания.
Применение параллелограммного механизма рычажной системы 6 подъема позволяет обеспечить подъем водометного движителя 1 с входным отверстием водозаборника 4 вертикально или более вертикально, что повышает эффективность работы движительной группы, так как направление реактивной силы движителя не изменяется или изменяется мало.