ВОЗДУШНО-ВИНТОВОЙ ДВИЖИТЕЛЬ

Предлагаемая полезная модель относится к устройствам для приведения в действие транспортных средств, преимущественно с горизонтальным расположением осей вращения винтов, способных передвигаться по суше, по воде или амфибийных транспортных средств.
Известны двухвинтовые движители летательных транспортных средств, в которых разность направления движения соосных винтов и компактность их расположения достигается наличием индивидуальных приводных валов на каждый винт, расположенных один внутри другого и редуктора сложной конструкции. Примером такой конструкции является двухвинтовой движитель по пат. РФ на изобретение №2541569, В64С 27/14, B64D 35/06, опубл. 20.02.2015. бюл. №5)
Недостатком данной конструкции большой вес, сложность конструкции из-за расположения приводных валов винтов один внутри другого, наличие редуктора сложной конструкции.
Известен двухвинтовой движитель для транспортного средства, содержащий силовую установку с мотором в виде двигателя внутреннего сгорания, выходной вал которого кинематически связан посредством параллельных приводных валов с воздушными винтами, имеющих в одностороннее вращение, реализованное с помощью V-образного зубчато-ременного редуктора, который имеет раздаточный вал, передающий вращение от двигателя внутреннего сгорания на приводные валы зубчатыми ремнями, (пат. РФ на полезную модель №163327, МПК В62М 27/00, опубл. 10.0.2016, Бюл. №19)
Недостатком данной конструкции является сложность конструкции из-за наличия ременной передачи, которая предполагает использование одного мотора в виде двигателя внутреннего сгорания, который без редуктора способен создавать только одностороннее вращение винтов.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является двухвинтовой движитель, имеющий соосные винты с индивидуальными приводными валами, расположенными между собой соосно, путем расположения одного из них внутри другого, имеющими гидравлический привод с содержащими для каждого из соосных винтов гидромоторами с выходными валами. Соосные винты с разным направлением вращения и имеют групповое расположение, т.е. расположены вблизи друг от друга, например по одну сторону от корпуса транспортного средства. Кинематическая связь приводных валов винтов и выходных валов гидромоторов осуществлена с помощью ременной передачи, (пат. РФ на изобретение №2566831, МПК В64С 27/12, опубл. 27.10.2015, Бюл. №30)
Недостатком данной конструкции является сложность конструкции из-за наличия ременной передачи, расположения валом один внутри другого, что утяжеляет конструкцию и снижает ее надежность.
Задачей предлагаемого изобретения является уменьшение веса и повышение надежности конструкции воздушно-винтового движителя, с сохранением компактности и возможности как одностороннего, так и разнонаправленного вращения соосных винтов группового расположения, что наиболее просто реализуется в составе транспортных средств с горизонтальным расположением осей вращения винтов.
Для достижения указанного технического результата, в воздушно-винтовом движителе, имеющем группового расположения соосные винты с индивидуальными приводными валами, расположенными между собой соосно, имеющими гидравлический привод объемного действия, содержащий для каждого из них гидромоторы с выходными валами, применены следующие новые признаки.
Выходные валы гидромоторов для каждого из группового расположения соосных винтов имеют непосредственную кинематическую связь с приводными валами винтов, причем приводные валы группового расположения соосных винтов и выходные валы гидромоторов для этих винтов расположены последовательно.
В частных случаях в воздушно-винтовом движителе использовано два соосно расположенных винта, либо несколько групп, имеющих по два соосно расположенных винта, причем оси вращения каждой группы не совпадают друг с другом и, в частном случае, винты каждой группы установлены с перекрытием и чередуются друг с другом по направлению оси вращения, а выходные валы гидромоторов каждой группы однонаправленные.
Непосредственная кинематическая связь с приводными валами винтов повышает надежность конструкции с сохранением компактности, обеспечиваемой групповым расположением соосно расположенных винтов. Данный технический результат достигнут, например, при использовании двух или более расположенных между собой соосно винтов, а также групп соосно расположенных винтов, благодаря компактности гидромоторов, валы которых расположены последовательно с соосно расположенными винтами. В последнем случае компактность дополнительно увеличивается, когда винты каждой группы установлены с перекрытием и чередуются друг с другом по направлению оси вращения, а выходные валы гидромоторов каждой группы однонаправлены, так как тогда один из гидромоторов каждой группы расположен напротив расположения одного из винтов другой группы.
Воздушно-винтовой движитель иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображена гидрокинематическая схема частного случая с двумя соосными винтами; на фиг. 2 - гидрокинематическая схема частного случая с применением двух групп по два соосно расположенных винта.
Воздушно-винтовой движитель имеет группового расположения соосные винты 1 с индивидуальными приводными валами 2, расположенными между собой соосно. имеющими гидравлический привод объемного действия, содержащий для каждого из них гидромоторы 3 с выходными валами 4.
Гидравлический привод объемного действия может быть выполнен с гидросистемой замкнутого типа, либо, как показано на фиг. 1 и 2, разомкнутого типа и, в частном случае, может содержать насосную установку 5 с приводом от двигателя внутреннего сгорания 6, гидромоторы 3, например, аксиально-поршневого типа, с регулируемой частотой вращения путем изменения их рабочего объема, систему управления частотой и направлением вращения гидравлических моторов 3 с гидрораспределителями 7 реверса направления вращения и блоком 8 управления частотой вращения аксиально-поршневыми гидромоторами 3.
Выходные валы 4 гидромоторов 3 для каждого из группового расположения соосных винтов 1 имеют непосредственную кинематическую связь с приводными валами 2 винтов 1, причем приводные валы 2 группового расположения соосных винтов 1 и выходные валы 4 гпдромоторов 3 для этих винтов 1 расположены последовательно.
Последовательное расположение приводных валов 2 группового расположения соосных винтов 1 и выходных валов 4 гидромоторов 3 для этих винтов 1 может быть обеспечено компоновкой винтов 1 и гидромоторов 3. В частном случае, когда в воздушно-винтовом движителе использовано два соосно расположенных винта 1, гидромоторы 3 могут быть расположены так, что их выходные валы 4 направлены встречно друг другу, как показано на фиг. 1. либо в противоположных направлениях, либо однонаправленно. Направление выходных валов 4 определяется направлением их выхода из корпуса гидромоторов 3. В частном случае, когда в воздушно-винтовом движителе использовано две группы, имеющие по два соосно расположенных винта 1, и оси вращения каждой группы не совпадают друг с другом (фиг. 2), винты 1 каждой группы установлены с перекрытием и чередуются друг с другом по направлению оси их вращения, а выходные валы 4 гидромоторов 3 каждой группы однонаправлены.
Непосредственная кинематическая связь выходных валов 4 гидромоторов 3 с соосными ним приводными валами 2 винтов 1 может быть обеспечена посредством их соединения между собой с помощью муфты (на чертежах не показано), которая может быть жесткой, упругой или муфтой предельного момента.
Воздушно-винтовой движитель может иметь воздушные рули (на чертежах не показаны), выполненные в виде поворотных плоских лопастей, расположенных по направлению прямого хода сзади от винтов 1.
Работает воздушно-винтовой движитель следующим образом.
Двигатель внутреннего сгорания 6 приводит в действие насосную установку 5, которая подает рабочую жидкость к гидромоторам 3 в направлении, заданном гидрораспределителями 7, в результате чего рабочая жидкость приводит во вращение выходные валы 4 гидромоторов 3 и приводные валы 2 с воздушными винтами 1. С блока 8 управления частотой вращения аксиально-поршневыми гидромоторами 3 производят регулировку силы тяги, создаваемой воздушно-винтовым движителем изменением частоты вращения винтов 1, и с помощью парораспределителей 7 изменяют направление силы тяги, а в частном случае, представленном на фиг. 2, путем создания разности частоты или направления вращения групп соосных винтов 1, также осуществляют рулевое управление транспортным средством.
Непосредственная кинематическая связь с приводными валами 2 винтов 1 повышает надежность конструкции с сохранением компактности, обеспечиваемой групповым расположением соосно расположенных винтов 1. Технический результат достигнут при использовании двух или более расположенных между собой соосно винтов 1, а также групп соосно расположенных винтов 1, благодаря компактности гидромоторов 3, валы которых расположены последовательно с соосно расположенными винтами 1. В последнем случае дополнительно компактность увеличивается, когда винты 1 каждой группы установлены с перекрытием и чередуются друг с другом по направлению оси вращения, а выходные валы 4 гидромоторов 3 каждой группы однонаправлены, так как тогда один из гидромоторов 3 каждой группы расположен напротив расположения одного из винтов 1 другой группы (фиг. 2).
Облегчение и повышение надежности конструкции связано с отсутствием в трансмиссии воздушно-винтового движителя колес зубчатых зацеплений, шкивов ременных передач.
Крепление гидромоторов 3, выходных валов 4 гидромоторов 3, приводных валов 2 винтов 1 наиболее просто достигается при горизонтальном расположении осей вращения, когда можно реализовать крепление к корпусу транспортного средства подшипниковых узлов приводных валов 2 и гидромоторов 3 с более коротким плечом, что может быть реализовано в транспортных средствах, способных передвигаться по суше, по воде, или в амфибийных транспортных средствах.