СУДОВАЯ ДВИЖИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к судостроению, в частности к движительным установкам судов, плавающих во льдах.
Аналогом является, например, судовая движительная установка (патент US №5403216 А), содержащая гребной винт, гондолу и поворотный корпус, который закреплен в подшипниковом узле в корме судна.
Наиболее близкой к предлагаемой судовой движительной установке является судовая движительная установка (патент US №5947779), содержащая гребной винт, гондолу и поворотный корпус, который установлен верхней частью в подшипнике, закрепленном в кормовой части судна, при этом ось вращения поворотного корпуса, расположенная примерно перпендикулярно оси вращения гребного винта, смещена по направлению к гребному винту.
Судовая движительная установка, выбранная в качестве прототипа, позволяет уменьшить момент, необходимый для поворота судовой движительной установки относительно кормы судна, а также снизить нагрузку на подшипниковый узел в корме судна, что ведет к его упрощению, повышению надежности и срока службы судовой движительной установки. Однако в прототипе, судовая движительная установка имеет только один подшипниковый узел крепления к корме судна в верхней части поворотного корпуса, то есть, закреплена в корме судна консолью. К подшипниковому узлу приложено не только линейное тяговое усилие, создаваемое гребным винтом, но также момент, поскольку тяговое усилие гребного винта смещено относительно подшипникового узла. Кроме того, при плавании судна во льдах, удары льдин по гондоле и гребному винту будут вызывать большие механические нагрузки на подшипниковый узел, которые сократят срок службы подшипника и могут привести к поломке подшипника или лопастей винта, и выходу из строя движительной установки. Таким образом, судовая движительная установка, выполненная по прототипу, имеет низкие надежность и ресурс работы.
Предлагаемая полезная модель позволит создать судовую движительную установку, обладающую более высокой надежностью и ресурсом работы.
Это достигается тем, что в предлагаемой судовой движительной установке, состоящей из гребного винта, гондолы и поворотного корпуса, верхняя часть которого закреплена в подшипниковом узле в корме судна, согласно полезной модели, к килю судна прикреплено неподвижное крыло обтекаемой формы, расположенное ниже гондолы движительной установки, содержащее второй подшипниковый узел, в котором закреплена нижняя часть поворотного корпуса судовой движительной установки.
Выполнение в судовой движительной установке, крыла обтекаемой формы, соединенного с килем судна и содержащего второй подшипниковый узел, в котором закреплена нижняя часть поворотного корпуса, позволяет снизить нагрузки на подшипниковый узел, установленный в корме судна, в котором закреплена верхняя часть поворотного корпуса судовой движительной установки. Кроме того, крыло, соединенное с килем корпуса судна, защищает гребной винт и гондолу судовой движительной установки от ударов льдин больших размеров.
Таким образом, наличие крыла, соединенного с килем корпуса судна, и дополнительного подшипника, установленного в крыле, в котором закреплена нижняя часть поворотного корпуса винторулевой колонки или установки «азипод», снижает нагрузку на подшипник, установленный в корме судна, и защищает судовую движительную установку от ударов льдин больших размеров и, следовательно, повышает надежность и ресурс судовой движительной установки по сравнению с прототипом.
В крыло, прикрепленное к килю, можно выполнить с лотками, расположенными параллельно продольной плоскости судна и направляющими поток воды от гребных винтов.
Выполнение крыла с лотками позволит направить основной поток воды от гребных винтов в направлении, параллельном продольной плоскости судна, и увеличить тягу винтов.
На фиг. 1 показана кормовая часть судна с двумя предлагаемыми судовыми движительными установками. На фиг. 2 показано крыло, прикрепленное к килю, со стороны днища судна. На фиг. 3 показаны тяговая сила F, созданная гребным винтом и действующая на подшипники в предлагаемой гребной установки. На фиг. 4 показаны тяговая сила F и момент М, созданные гребным винтом в прототипе и действующие на подшипник, закрепленный в корме судна. На фиг. 5 показана кормовая часть судна с крылом, выполненном с лотками, расположенными параллельно продольной плоскости судна.
На фиг. 1 изображена корма 1 судна, к килю 2 прикреплено крыло 3. Под кормой 1 установлены две судовые движительные установки, каждая из которых состоит из гребного винта 4, гондолы 5 и поворотного корпуса, верхняя часть 6 которого установлена в подшипнике 8, закрепленном в корме 1, а нижняя часть 7 поворотного корпуса установлена в подшипнике 9, закрепленном в крыле 3.
На фиг. 2 показано крыло 3, прикрепленное к килю 2, со стороны днища судна. Крыло 3, имеет обтекаемую форму для снижения гидродинамического сопротивления при движении судна.
Предлагаемая судовая движительная установка (винторулевая колонка или установка «азипод») работает следующим образом. Во время движения судна гребные двигатели (электродвигатели, дизели или турбины) вращают гребные винты 4. Гребные винты создают линейное тяговое усилие, которое через упорные подшипники приложено к гондолам 5. Гондолы 5 передают линейное усилие F поворотным корпусам судовой движительной установки. Верхняя часть 6 поворотных корпусов закреплена в подшипнике 8, установленном в корме 1 судна, а нижняя часть 7 поворотных корпусов закреплена в подшипнике 9, установленном в крыле 3, прикрепленном к килю 2 судна (фиг. 3). В предлагаемой судовой движительной установке линейное тяговое усилие F от гребных винтов 4 передается корпусу судна от поворотных корпусов через два подшипника 8 и 9, расположенных с разных сторон гондол 5. Тяговое усилие гребных винтов F распределяется между подшипниками 8 и 9 в зависимости от расстояний h' и h''. Момент, создаваемый тяговым усилием винта и действующий на подшипник, закрепленный в корме в прототипе, как показано на фиг. 4, в предлагаемой судовой движительной установке отсутствует. Снижение нагрузки на подшипник, установленный в корме судна, повышает надежность и ресурс судовой движительной установки.
При движении судна во льдах крыло 3 защищает гребные винты 4 и гондолы 5 от ударов льдин больших размеров, что снижает вероятность повреждения гребных винтов 4, гондол 5 и подшипников 8 верхней части 6 поворотных корпусов, установленных в корме 1 судна. Следовательно, установка крыла 3, прикрепленного к килю 2 судна, также повышает надежность и ресурс судовой движительной установки.
Таким образом, в предлагаемой судовой движительной установке, нагрузка, созданная гребным винтом на подшипник, установленный в корме судна, существенно снижается, а установка крыла, прикрепленного к килю, снижает вероятность повреждения гребных винтов и гондолы льдинами больших размеров.
Следовательно, предлагаемая судовая движительная установка обладает более высокой надежностью и увеличенным ресурсом работы, чем прототип.
Лотки, выполненные в крыле, будут направлять основной поток воды от гребных винтов параллельно продольной плоскости судна и увеличат силу тяги гребных винтов.