Плавучее средство с гребным винтом, содержащим средство защиты
FLOATING VEHICLE WITH A SCREW PROPELLER CONTAINING A PROTECTIVE DEVICE

Изобретение относится к области судостроения, в частности к судам с судовыми движителями в виде гребного винта, содержащего средство защиты. Указанное средство защиты выполнено в виде натянутых струн, расположенных спереди и сзади гребного винта. Технический результат состоит в уменьшении материалоемкости средства защиты, снижении травматичности людей, морских животных и повышении КПД движителя.
Известно плавучее средство с гребным винтом, содержащим средство защиты (патент US 4,637,801 опубл. 20.01.1987) [1]. Указанное средство выполнено в виде обтекателя и поперечно закрепленных на обтекателе стержней.
Известно плавучее средство с гребным винтом, содержащим средство защиты (патент US 4,680,017 опубл. 14.07.1987) [2]. Указанное средство выполнено в виде ограждения и закрепленной на нем решетчатой конструкции.
Известно плавучее средство [3] с гребным винтом, содержащим средство защиты (патент US 4,957,459 опубл. 18.09.1990). Указанное средство выполнено в виде стержневого ограждения и закрепленной на нем стержневой конструкции.
Известно плавучее средство [4] с гребным винтом, содержащим средство защиты (патент US 5,009,620 опубл. 13.04.1991). Указанное средство выполнено в виде ограждения из изогнутых стержней.
Недостатками известных конструкций [1] - [4] является то, что стержневая конструкция является металлоемкой, снижает КПД движителя и может нанести значительные травмы людям и морским животным при столкновении со стрежнями, при этом некоторые из них, а именно [1], [3], [4] не могут предотвратить наматывание водорослей, травы, камыша, рыболовных сетей, лески, проволоки и других длинномерных гибких предметов при движении обратным ходом, в результате которых возникает риск повреждения грибного винта или несущего его вала, повышается риск блокировки грибного винта или вала вследствие наматывания длинномерных гибких предметов (водорослей, травы, камыша, рыболовных сетей, лески, проволоки, веревок, пластиковых пакетов и т.п.) и риск попадания в систему забортной воды в связи с возникающими от наматывания или столкнования с внешними предметами вибрациями и биениями грибного винта и несущего его вала.
Известно плавучее средство [5] с гребным винтом, содержащим средство защиты (патент US 5,928,042 опубл. 27.07.1999). Указанное средство выполнено в виде ограждения из изогнутой металлической полосы, расположенной с боковой стороны (кожуха), расположенного преимущественно вокруг лопастей гребного винта, и изогнутых металлических полос с большей кривизной, чем ограждение, расположенных преимущественно спереди и сзади лопастей гребного винта, соединенных между собой и ограждением поперечными пластинами.
Данная конструкция средства защиты гребного винта может предотвратить наматывание водорослей, травы, камыша, рыболовных сетей, лески, проволоки и других длинномерных гибких предметов при движении вперед и при движении обратным ходом (назад). Указанная конструкция при определенных геометрических параметрах (расстоянии между элементами ограждений, расположенных преимущественно спереди и сзади лопастей гребного винта) приводит к снижению риска повреждения гребного винта или несущего его вала, снижению риска блокировки гребного винта или вала вследствие наматывания длинномерных гибких предметов (водорослей, травы, камыша, рыболовных сетей, лески, проволоки, веревок, пластиковых пакетов и т.п.) и риска попадания в систему забортной воды в связи с возникающими от наматывания на гребной винт или вал, а также  столкновениями с внешними предметами вибрациями и биениями гребного винта и вала.
Однако данная конструкция может причинить значительные травмы людям и морским животным жесткими краями изогнутых металлических полос, расположенных спереди и сзади гребного винта, при этом она является материалоемкой. Кроме того, КПД движителя снижается за счет дополнительного сопротивления движению воды по поверхностям элементов защиты, расположенных спереди и сзади гребного винта.
Ближайшим аналогом предлагаемого изобретения по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является плавучее средство [5], содержащее гребной винт со средством его защиты, выполненным в виде элементов ограждения, расположенных с боковой, передней и задней сторон гребного винта.
В отличие от [5], в предлагаемом изобретении элементы ограждения с передней и задней сторон гребного винта выполнены в виде натянутых струн.
Технический результат заключается в уменьшении материалоемкости средства защиты, снижении травматичности людей, морских животных, при столкновении с натянутыми струнами, - за счет их упругости и в повышении КПД движителя за счет снижения сопротивления воды при движении судна.
В частном исполнении указанные элементы ограждения в виде натянутых струн могут быть выполнены из различных материалов, в том числе металлических и синтетических материалов, различных пластмасс (пластических масс), например, из полиамидов - пластмасс на основе линейных синтетических высокомолекулярных соединений, в том числе, содержащих повышающих прочность и снижающих коэффициент трения добавок в виде стекловолокна, углеволокна, талька, графита, дисульфид молибдена и других.
Плавучие средства, согласно изобретению, могут быть выполнены в виде самоходных транспортных, промысловых, технических, вспомогательных (в том числе, портовых,  буксиров, ледоколов, плавучих доков, плавучих кранов, дебаркадеров), специальных, прогулочных или спортивных судов.
Под передней стороной гребного винта следует понимать пространство со стороны носа судна перед гребным винтом.
Под задней стороной гребного винта следует понимать пространство с противоположной от носа судна стороны за гребным винтом (со стороны кормы судна).
Под боковой стороной следует понимать пространство между плоскостями, перпендикулярными оси вращения гребного винта, между которыми расположен гребной винт, при этом расстояние между указанными плоскостями может быть меньше, равно или больше габаритов лопастей гребного винта, измеренного вдоль оси гребного винта.
Под элементами ограждения понимаются дополнительные к конструкции суда элементы, предназначенные для защиты гребного винта и вала от повреждения или блокировки из-за наматывания на винт или вал различных плавающих элементов и иных предметов, а также для защиты людей и водных обитателей от повреждения лопастями гребного винта.
Далее представлены примеры конкретных исполнений, которые не ограничивают варианты исполнения данного устройства, соответствующие объему формулы изобретения.
При любом исполнении изобретения элементы ограждения гребного винта с боковой стороны могут быть выполнены в виде жесткого экрана вокруг гребного винта, например, в виде полого цилиндра или его части (либо каркаса в форме цилиндра или близкой к нему), закрепленного на корпусе судна или на корпусе винторулевой колонки.
Рассмотрим пример конкретного исполнения устройства, в которой маневрирование судном осуществляется с помощью руля, при этом гребной винт не имеет винторулевой колонки.
Конструкция устройства защиты гребного винта в этом случае с боковой стороны может быть выполнена в виде кожуха, а с передней и задней сторон – в виде натянутых струн, закрепленных обоими концами (для каждой струны) на краях кожуха с передней и задней стороны гребного винта.
В указанной конструкции с передней стороны струны могут быть прикреплены одними концами к краям кожуха судна, а другими - к днищу судна или любому элементу судна, расположенному спереди от гребного винта,  а с задней стороны гребного винта струны могут быть закреплены одним концом на краях кожуха гребного винта с задней стороны, а другим – к днищу или иному элементу судна, или на конце кронштейна, закрепленного на корме, палубе или любом ином элементе судна.
Рассмотрим пример конкретного исполнения устройства, в котором маневрирование судном осуществляется за счет поворота винторулевой колонки, в которой расположен гребной винт.
В этом случае натянутые струны могут быть закреплены на краях кожуха с передней и задней стороны.
В случае столкновения людей, морских животных с элементами ограждения с передней или задней стороны винта, людям и морским животным не будут причинены существенные травмы в связи с тем, что при соприкосновении с натянутыми струнами последние упруго деформируются. В процессе указанной деформации человек или морское животное почувствует касание и давление, и будет иметь возможность отплыть от ограждения до того, как получит травму.