СУДОВАЯ ВИНТО-РУЛЕВАЯ КОЛОНКА ДЛЯ ДВИЖЕНИЯ И МАНЕВРИРОВАНИЯ СУДНА В ЛЕДОВЫХ УСЛОВИЯХ
SHIP SCREW-STEERING COLUMN FOR VESSEL MANOEUVRING IN ICY CONDITIONS

Изобретение относится к области судостроения и касается вопроса разработки и создания движительно-рулевых комплексов, обеспечивающих движение и маневрирование судна в ледовых условиях.
Известна судовая винто-рулевая колонка (BPK) для движения и маневрирования судна в ледовых условиях, содержащая обтекаемую стойку и гондолу с размещенными внутри них элементами приводного механизма и гребным валом, консольно выступающим с противоположных концов гондолы. На гребном валу закреплены с его кормового и носового концов соответственно кормовой и носовой гребные винты (Патент РФ на изобретение №2128126 от 4.03.1998 г., опубликовано 27.03.1999 г.) - прототип.
Однако при работе судна в ледовых условиях, когда возникает необходимость осуществления судном маневрирования для преодоления на пути ледовых торосов, оказывается недостаточной эффективность работы BPK для выполнения маневров судном, вследствие чего тратится много времени и энергии для обеспечения нормального движения судна.
Задачей изобретения является повышение технической и экономической эффективности работы BPK при движении и маневрировании судна в тяжелых ледовых условиях, в особенности при наличии ледовых торосов в акватории.
Для этого у судовой винто-рулевой колонки для движения и маневрирования судна в ледовых условиях, содержащей обтекаемую стойку и гондолу с размещенными внутри них элементами приводного механизма и гребным валом, консольно выступающим с противоположных концов гондолы, на котором с кормового и носового концов закреплены соответственно кормовой и носовой гребные винты, по изобретению гребной вал выполнен состоящим из двух частей с возможностью обеспечения независимого приведения во вращение соответствующего гребного винта. Обтекаемая стойка и гондола колонки оснащены элементами второго приводного механизма, предназначенного для обеспечения противоположного вращения одного из гребных винтов по отношению к другому. Причем приводной механизм носового по ходу движения гребного винта винто-рулевой колонки выполнен с возможностью обеспечения вращения гребному винту с частотой, отличной от частоты вращения кормового гребного винта. При этом диаметр носового гребного винта составляет 0,5-0,95 диаметра кормового гребного винта.
Кроме того, судовая винто-рулевая колонка содержит направляющую насадку, охватывающую кормовой гребной винт.
Наличие второго гребного винта на BPK увеличивает суммарную тягу колонки, при этом выполнение приводного механизма носового по ходу движения гребного винта винто-рулевой колонки с возможностью придания этому гребному винту вращения, противоположного по отношению к направлению вращения кормового гребного винта, с частотой, отличной от частоты вращения кормового гребного винта, позволяет повысить суммарный коэффициент полезного действия BPK и, как следствие, эффективность всего движительно-рулевого комплекса при движении и маневрировании судна.
Выполнение носового гребного винта BPK с меньшим диаметром, чем диаметр кормового гребного винта, и составляющим 0,5-0,95, необходимо для снижения нагрузок на гребные винты и BPK в целом, поскольку меньшего размера носовой гребной винт испытывает меньший момент сопротивления вращению от обломков льда, разрушает обломки льда, которые затем движутся в направлении стойки, гондолы и кормового гребного винта BPK.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлен общий вид предлагаемой винто-рулевой колонки для движения и маневрирования судна в ледовых условиях (разрез).
Предлагаемая винто-рулевая колонка имеет обтекаемую стойку 1 и гондолу 2, внутри которых размещены элементы приводного механизма и разделенный на две части по длине гребной вал: кормовой гребной вал 3 и носовой гребной вал 5, консольно выступающие с противоположных концов гондолы 2. На кормовом гребном валу 3 установлен кормовой гребной винт 4, а на носовом гребном валу 5 - носовой гребной винт 6. Носовой и кормовой гребные валы обеспечивают при маневрировании или движении судна во льдах возможность независимого вращения соответствующего гребного винта. BPK имеет приводной механизм 7 и дополнительно оснащена вторым приводным механизмом 8, расположенным также в обтекаемой стойке 1 и гондоле 2, предназначенным для обеспечения противоположного вращения одному из гребных винтов по отношению к другому. Каждый приводной механизм 7, 8 связан своим гребным валом 3, 5 с соответствующим гребным винтом 4, 6. При этом носовой гребной винт 6 имеет меньший диаметр, чем кормовой 4, и составляет 0,5-0,95 диаметра кормового винта. На кормовом гребном винте 4 может быть установлена направляющая насадка, охватывающая его (на чертеже не показана).
Движение и маневрирование судна в ледовых условиях с помощью предлагаемой винто-рулевой колонки осуществляется следующим образом.
При движении судна носом вперед винто-рулевая колонка повернута таким образом, что носовой гребной винт 6 (меньшего диаметра) расположен спереди по направлению движения относительно кормового гребного винта 4 (большего диаметра). При попадании на пути движения судна обломков льда большого размера (битый лед, ледяные поля и торосы) часть из этих обломков под воздействием носовой части движущегося корпуса судна притапливается и движется вдоль корпуса судна в направлении кормы, где они под воздействием работающих гребных винтов 6 и 4 BPK поступают в зону вращения носового гребного винта 6 малого диаметра. Вращающийся гребной винт 6 меньшего диаметра взаимодействует с плавающими обломками льда, частично разрушает их и частично отбрасывает в стороны. В результате снижается вероятность воздействия обломков льда на гондолу 2 и стойку 1 BPK, а также на кормовой гребной винт 4.
В случае движения судна кормой вперед, BPK разворачивается таким образом, что носовой гребной винт 6 меньшего диаметра расположен спереди по направлению движения относительно кормового гребного винта 4 большего диаметра. Носовой гребной винт 6 в этом случае может взаимодействовать с обломками льда, притапливаемыми кормовыми участками корпуса судна, или с обломками льда, образующими, например, киль тороса.
При движении судна по чистой воде, свободной ото льда, гребные винты BPK, вращающиеся в противоположные стороны с заранее определенными, возможно, разными частотами, уменьшают закручивание потока, чем обеспечивают снижение потерь и увеличение коэффициента полезного действия движительного устройства в целом.
Предлагаемая винто-рулевая колонка обеспечивает повышение технической и экономической эффективности работы судна при его движении и маневрировании в тяжелых ледовых условиях, в особенности при наличии торосистых образований в акватории, что ее выгодно отличает от прототипа.