ДВИЖИТЕЛЬ ПОДВОДНОГО АППАРАТА

Предложение относится к конструкциям движителей подводных аппаратов, работающих на принципе прямой передачи энергии своего привода на водную среду, с помощью которой осуществляют движение.
В настоящее время известны конструкции движителей подводных аппаратов, наиболее представительным из которых можно считать движитель с силовой установкой, соединенной валом с гребным винтом
/SU, з. №2911920, В 63 В 21/66, 1980; RU, 2166456, В 63 G 8/38, 2000./
Существенными и очевидными недостатками такой конструкции движителя являются: конструктивная усложненность движителя за счет привода, редуктора, соединения его с валом и наличия внешних винтов и внешних (за пределом корпуса) рулей управления, усложняющих гидродинамику подводного аппарата, и не исключающих, как это показывает практика, повреждение и выход из строя движителя и рулей.
Наиболее близким по технической сущности является движитель подводного аппарата, содержащий приводной механизм, лопасти, взаимодействующие с приводом, рулевой механизм; при этом лопасти и рулевой механизм расположена на внешней части корпуса аппарата (Павлов А.С., Военные корабли СССР и России, справ., Якутск, 1994, с.44./.
Недостатки этого движителя аналогичны указанным: сложность конструктивного исполнения и использования за счет наличия передаточных узлов от привода к гребному винту (и его лопастям), понижающих КПД движителя, кроме того, расположение винтов и рулей за пределом корпуса аппарата усложняет их обслуживание, делает их уязвимыми при встрече в водной среде притопленных льдин, стволов деревьев и других плавающих предметов; более того ходовые тактико-технические показатели аппарата, невозможно повысить из-за ограниченности оборотов гребного винта, т.к. при повышении оборотов создаются
условия для вспенивания воды и резкого снижения гидродинамических свойств винта и забираемой им воды для организации тяги.
Технической задачей и положительным эффектом предлагаемого движители является повышение надежности его работы в условиях наличия в водной среде посторонних плавающих предметов (льдин, древесины, бочек и т.п.), возможность увеличения усилий тяги и повышение ходовых характеристик подводного аппарата; исключение возможности повреждения движителя случайными предметами в воде, т.е. улучшение его тактико-технических характеристик: надежность, мощность, долговечность, снижение затрат и времени на техобслуживание.
Это достигается за счет того, что конструкция движителя подводного аппарата содержит приводной механизм, лопасти, взаимодействующие с приводом, рулевой механизм, при этом приводной механизм выполнен в виде статора и ротора, установленных соосно (друг относительно друга), ротор своей ступицей жестко соединен с лопастями, приводящими в динамическое движение воду, лопасти расположены в полости канала, оснащенного с одной стороны заборными (для воды) патрубками, а с противоположной стороны выходная часть канала соединена с рулевым механизмом с помощью тяг и с помощью упругоподатливой вставки, выполненной в виде сильфона.
Заборные патрубки движителя имеют защитные сетки и заслонки.
А ротор приводного механизма, с закрепленными на нем лопастями, имеет торцевые уплотнения в виде уплотняющих колец.
При этом тяги рулевого механизма и сильфонные вставки движителя имеют защитный раструб, соединенный с корпусом.
Описываемый движитель подводного аппарата показан в общем виде с сечением по продольной оси симметрии. Движитель имеет заборные патрубки 1 для всасывания забортной воды, патрубки имеют заслонки 2 для перекрытия их сечения (при необходимости), патрубки соединены с каналом 3, размещенным в корпусе 4 подводного аппарата. В полости канала 3 размещен привод в виде электропривода, имеющего статор 5 и ротор 6, продолжение 7 канала 3 оснащего рулевым механизмом
8, имеющим защитный раструб 9, который защищает от внешнего воздействия также и выходную часть 10 канала, которая соединена с каналом 7 посредством упругоподатливой вставки 11, выполненной в виде сильфона; усилие поворота передается тягами 12 от рулевого механизма 8; тяги также защищены раструбом 9 движителя.
Все отмеченные конструктивные элементы движителя размещены в штатной полости 13 корпуса 4, где также размещены подшипники 14 с уплотнением 15, а также лопасти 16, приводящие в динамическое движение забираемую патрубками 1 воду, которые закреплены на ступице 17, имеющей торцевые уплотнения 18 и подшипники 19; уплотнения выполнены в виде уплотнительных колец, предупреждающих попадание воды в механизм привода лопастей. Для предупреждения попадания случайных предметов в патрубки 1 они оснащены защитными многослойными сетками 20 (снаружи - более грубая и более крупная сетка, внутри - меньшие ячейки).
Такое принципиальное конструктивное выполнение движителя позволяет полностью исключить его повреждение внешними плавающими и случайными предметами и создать условия для полного двойного контроля работы движителя: числом оборотов привода и положение заслонок 2, которые можно перекрыть полностью, не выключая из работы привод, что обеспечит положение "стоп" аппарату 4 (что невозможно выполнить в аналогах при вращении привода и лопастей).
Работа движителя осуществляется следующим образом. После проверки функционирования привода 5-6 и работы рулевого механизма 8 включают привод 5-6 и открывают заслонки 2; забортная вода всасывается через каналы патрубков 1 и прогоняется лопастями с динамическим усилием по каналу 3 и 7, выбрасывается из выхода 10 канала, создавая реактивное усилие движения аппарата в воде, при этом процессу движения аппарата также содействует забираемая вода патрубками 1, создавая разрежение в омывающей водной среде у корпуса 4.
Рулевым механизмом 8 и его тягами 12 ориентируют положение
выходной части 10 канала за счет упругоподатливости сильфонной вставки 11 и выбора угла отклонения выхода воды (на чертеже показано пунктирными линиями и стрелками отклонения выбрасываемой струи воды), которым изменяют направление движения подводного аппарата.
Таким образом, как показано выше, конструкция предлагаемого движителя имеет эффективное техническое оснащение, позволяющее этому модулю вписываться в конструктивную схему практически любого подводного аппарата, предназначенного для использования в водной среде акватории, имеющей ограничения для других плавсредств, у которых нет аналогичной конструкции движителя, защищенного от возможных воздействий на него посторонних плавающих предметов, в том числе возможно использование такого движителя на подводных аппаратах, плавающих под ледовыми покровами и выполняющих технологические операции (подводная и подледная съемка, геофизика).