ГЛАВНАЯ ДВИГАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА СУДНА

Полезная модель относится к судостроению и может быть использована на судах для перевозки грузов, преимущественно наливных, по акватории как покрытой льдами, так и по чистой воде.
Из уровня техники известна главная двигательная установка судна с движительным узлом, содержащая двигательный блок, включающий в себя электрический ходовой двигатель с гребным валом, на котором установлен гребной винт, связанный с поворотным, преимущественно вертикальным трубчатым валом, установленным в подшипниках, смонтированных в корпусе судна, причем двигательный блок, за исключением гребного винта, и трубчатый вал заключен в полый кожух (см. RU 2097266 С1, 27.11.1997, В 63 Н 20/00).
Недостатком вышеуказанного технического решения является низкая сбалансированность тяговых усилий по отношению к обводам судна.
Задачей, на решение которой направлено техническое решение, является повышение экономичности и эффективности главной двигательной установки и ходовых качеств ледокольного судна двойного действия за счет оптимизации основных ходовых направлений вектора тяги движителя главной двигательной установки относительно обводов корпуса судна при движении как кормовой оконечностью вперед по покрытой льдами акватории, так и носовой оконечностью вперед при движении по чистой воде.
Поставленная задача в полезной модели решается за счет того, что разработана главная двигательная установка судна, расположенная, по крайней мере, в одной его оконечности, характеризующаяся тем, что она содержит, по меньшей мере, корпус с электродвигателем и лопастной движитель в виде гребного винта и выполнена с возможностью размещения в корпусе судна с отклонением ее поворотной оси от вертикали в диаметральной или параллельной ей плоскости судна на угол а, и причем ось вращения гребного винта также отклонена на угол а от нормали к поворотной оси главной двигательной установки, при этом угол α удовлетворяет условию 0<α≤β/2, где β угол, величина которого
преимущественно равна величине угла наклона поверхности днища соответствующей оконечности к плоскости контура ватерлинии судна, по меньшей мере, на наклонном участке днища, расположенном ниже уровня точки пересечения поворотной оси главной двигательной установки с осью вращения гребного винта, причем главная двигательная установка судна смонтирована с возможностью автономного поворота на углы, обеспечивающие повороты судна в любую сторону или изменение направления вектора движения на противоположное.
В положении, соответствующем движению судна кормовой оконечностью вперед, ось вращения гребного винта может быть ориентирована наклонно к плоскости контура ватерлинии судна, а в положении, соответствующем движению носовой оконечностью вперед ось вращения гребного винта может быть ориентирована преимущественно параллельно плоскости контура ватерлинии судна.
В случае нелинейного наклона поверхности днища оконечности судна углом наклона поверхности днища к плоскости контура ватерлинии судна может быть принят угол между плоскостью контура ватерлинии судна и плоскостью, касательной к поверхности днища в точке ее максимального или минимального наклона.
В случае нелинейного наклона поверхности днища оконечности судна углом наклона поверхности днища к плоскости контура ватерлинии судна может быть принят угол между плоскостью контура ватерлинии судна и касательной плоскости к поверхности днища в точке ее усредненного наклона.
Главная двигательная установка судна может быть снабжена ледоразрушающими элементами, выполненными в виде лопаток или лопастей, закрепленных перед гребным винтом с возможностью ломки и дробления льда.
Технический результат, достигаемый полезной моделью, заключается в повышении экономичности и эффективности главной двигательной установки и ходовых качеств ледокольного судна двойного действия за счет оптимизации основных ходовых направлений вектора тяги движителя главной двигательной установки относительно обводов корпуса судна при движении как кормовой
оконечностью вперед по покрытой льдами акватории, так и носовой оконечностью вперед при движении по чистой воде за счет оптимизации направления вектора потока воды, направляемой от движителя преимущественно параллельно обводам корпуса, обеспечивающим снижение сопротивления трения о корпус судна, а также оптимизации процесса пролома льда за счет подобранных углов расположения направлений движителя и обводов судна при движении судна преимущественно кормовой оконечностью вперед, не снижая при этом характеристик судна при движении по открытой воде, преимущественно носовой оконечностью вперед.
Выполнение главной двигательной установки с поворотной осью, отклоненной от вертикали на угол от близкого к нулю до половины величины среднего угла наклона поверхности днища судна к плоскости контура ватерлинии судна одновременно с отклоненной на тот же угол осью вектора тяги движителя обеспечивает указанный технический результат без значительного снижения КПД движителя, вызванного отклонением вектора тяги движителя от горизонта во время преодоления ледовых преград и без этого снижения вовсе во время движения судна по открытой воде.
Полезная модель поясняется чертежами, на которых
В качестве примера приведено судно - танкер двойного действия ледового класса и способ его плавания с использованием размещенной на нем главной двигательной установки.
на фиг.1 - общий вид судна с главной двигательной установкой;
на фиг.2 - изображена кормовая оконечность судна с главной двигательной установкой в положении, предназначенном для движения судна, преимущественно носовой конечностью вперед;
на фиг.3 - то же, в положении главной двигательной установки, предназначенной для движения судна, преимущественно кормовой оконечностью вперед;
на фиг.4 - узел А на фиг.2 вариант выполнения главной двигательной установки, в которой угол между осью вектора тяги гребного винта и поворотной осью установки составляет 90°+α;
на фиг.5 - узел В на фиг.3, вариант выполнения главной двигательной установки, в которой угол между осью вектора тяги гребного винта и поворотной осью установки составляет 90°+α;
на фиг.6 - то же, что и на фиг.4, вариант выполнения главной двигательной установки, в которой угол между осью вектора тяги гребного винта и поворотной осью установки составляет 90°-α;
на фиг.7 - то же, что и на фиг.5, вариант выполнения главной двигательной установки, в которой угол между осью вектора тяги гребного винта и поворотной осью установки составляет 90°-α.
Главная двигательная установка 1 судна 2 содержит корпус 3 с электродвигателем и лопастной движитель в виде гребного винта 4. Установка расположена в кормовой или носовой оконечности соответственно 5 или 6 судна и смонтирована с возможностью автономного поворота на углы, обеспечивающие повороты судна в любую сторону или изменение направления вектора движения на противоположное.
Главная двигательная установка 1 выполнена с возможностью размещения в корпусе судна с отклонением ее поворотной оси 7 от вертикали 8 в диаметральной или параллельной ей плоскости судна на угол α.
Ось 9 вращения гребного винта 4 также отклонена на угол а от нормали 10 к поворотной оси главной двигательной установки 1, при этом угол а удовлетворяет условию 0<α≤β/2, где β угол, величина которого преимущественно равна величине угла наклона поверхности 11 днища 12 соответствующей оконечности к плоскости контура ватерлинии 13 судна, по меньшей мере, на наклонном участке днища, расположенном ниже уровня точки 14 пересечения поворотной оси 7 главной двигательной установки 1 с осью вращения гребного винта 4. Главная двигательная установка 1 судна смонтирована с возможностью автономного поворота на углы, обеспечивающие повороты судна в любую сторону или изменение направления вектора движения на противоположное.
В положении, соответствующем движению судна кормовой оконечностью 5 вперед, ось вращения гребного винта 4 ориентирована наклонно к плоскости
контура ватерлинии 13 (КВЛ) судна, а в положении, соответствующем движению носовой оконечностью 6 вперед ось вращения гребного винта 4 ориентирована преимущественно параллельно плоскости контура ватерлинии 13 судна.
В случае нелинейного наклона поверхности днища оконечности судна углом наклона поверхности днища к плоскости контура ватерлинии 13 судна принят угол между плоскостью контура ватерлинии судна и плоскостью, касательной к поверхности днища в точке ее максимального или минимального наклона.
В случае нелинейного наклона поверхности днища оконечности судна углом наклона поверхности днища к плоскости контура ватерлинии судна может быть принят угол между плоскостью контура ватерлинии судна и касательной плоскости к поверхности днища в точке ее усредненного наклона.
Главная двигательная установка 1 снабжена ледоразрушающими элементами, выполненными в виде лопаток или лопастей (на чертежах не показано), закрепленных перед гребным винтом 4 с возможностью ломки и дробления льда.
Главная двигательная установка 1 работает следующим образом:
В корпусе 3 главной двигательной установки включают двигатель-электродвигатель, в результате движитель - гребной винт 4 начинает вращаться.
Направление оси вращения гребного винта 4 изменяют путем поворотов главной двигательной установки 1 вокруг наклонной поворотной оси 7, которая отклонена на угол α, при этом ось вращения гребного винта 4 главной двигательной установки 1 также отклонен от нормали 10 к поворотной оси 7 главной двигательной установки на угол равный α, причем угол α удовлетворяет условию 0<α≤β/2, где β угол, величина которого равна величине среднего угла наклона поверхности 11 днища 12 в соответствующей оконечности судна 2 к плоскости контура ватерлинии 13 судна, по меньшей мере, на наклонном участке днища, расположенном ниже уровня точки пересечения поворотной оси 7 главной двигательной установки с осью 9 вектора тяги гребного винта 4.
При плавании по занятой льдами акватории движение судна производят кормовой оконечностью 5 вперед, при этом вектор тяги гребного винта 4 направляют под углом к плоскости контура ватерлинии 13 вверх в сторону от центра по длине судна, преимущественно, параллельно среднему углу наклона
нижележащего участка днища судна в оконечности 5, в которой установлена главная двигательная установка 1.
При плавании по открытой акватории движение судна выполняют, преимущественно, носовой оконечностью 6 вперед, при этом вектор тяги гребного винта 4 направляют, преимущественно, параллельно плоскости контура ватерлинии 13 в сторону к центру по длине судна.