ДВИЖИТЕЛЬ ПЛАВУЧЕГО СРЕДСТВА
SHIP PROPULSOR

Предлагаемое изобретение относится к области судостроения, конкретнее к движителям плавучих средств, позволяющих увеличить тягу.
Известен движитель плавучего средства (патент RU №2133209 от 20.07.1999 г., МПК В63Н 1/04), принятый за прототип, расположенный в кормовой оконечности корпуса плавучего средства и содержащий сквозной канал, имеющий форму щели с входными и выходным отверстиями, и рабочий орган, установленный в сквозном канале, при этом выходное отверстие выполнено с горизонтальными прямолинейными кромками с постоянной высотой между ними.
Задачей заявляемого изобретения является достижение технического результата, заключающегося в следующем:
- в увеличении тяги движителя плавучего средства при постоянной мощности, затрачиваемой на работу движителя, и, соответственно, в повышении реального КПД движителя на прямом ходу, а также обеспечение маневрирования плавучего средства в заданном направлении;
- в эффективной работе движителя на заднем ходу, обеспечивая, при этом, заданное маневрирование плавучего средства.
Для решения этой задачи на движителе плавучего средства, расположенном в кормовой оконечности корпуса плавучего средства и содержащем сквозной канал, имеющий форму щели с входными и выходным отверстиями, и рабочий орган, установленный в сквозном канале, при этом выходное отверстие выполнено с горизонтальными прямолинейными кромками с постоянной высотой между ними, в районе выходного отверстия устанавливают горизонтальные плоские профилированные крылья с внутренними стенками, продолжающими сквозной канал, причем отношение расстояния между внутренними стенками горизонтальных плоских профилированных крыльев к высоте выходного отверстия находится в диапазоне от 1,15 до 2,5.
Установка в районе выходного отверстия горизонтальных плоских профилированных крыльев с внутренними стенками, продолжающими сквозной канал, позволит дополнительно подсасывать окружающую среду в реактивную струю в районе выходного отверстия движителя, что усилит тягу движителя. Причем отношение расстояния между внутренними стенками горизонтальных плоских профилированных крыльев к высоте выходного отверстия должно находиться в диапазоне от 1,15 до 2,5, что позволит обеспечить эжекцию набегающего потока, а следовательно, получить существенный прирост тяги с повышенным КПД движителя.
Кроме того, плоские профилированные крылья монтируются с возможностью поворота относительно осей, параллельных кромкам выходного отверстия движителя, которые при смыкании образуют клиновидную поверхность, что позволит обеспечить реверсирование плавучего средства, а также поворотом сомкнутых крыльев обеспечить маневрирование плавучего средства на заднем ходу.
Следует отметить, что смыкание плоских профилированных крыльев с образованием клиновидной поверхности позволит обеспечить быстрое торможение и реверсирование плавучего средства без изменения направления вращения рабочего органа движителя.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
фиг.1 - продольный разрез плавучего средства с движителем и горизонтальными плоскими профилированными крыльями на прямом ходу;
фиг.2 - продольный разрез плавучего средства с движителем и плоскими профилированными крыльями при маневрировании на прямом ходу;
фиг.3 - продольный разрез плавучего средства с движителем и сомкнутыми плоскими профилированными крыльями при реверсивном ходе;
фиг.4 - плавучее средство в плане.
Плавучее средство содержит корпус 1 и кормовой движитель 2. Движитель 2 содержит сквозной канал 3, который сообщается с окружающей средой посредством входных 4 и выходного 5 отверстий. В сквозном канале 3 устанавливают рабочий орган 6 для создания потока в сквозном канале 3. Рабочий орган 6 может быть любого типа, а именно винт, насос, генератор вихрей, магнитогидродинамический и т.п. Выходное отверстие 5 выполнено с горизонтальными прямолинейными кромками с постоянной высотой между ними. В районе выходного отверстия 5 установлены плоские профилированные крылья 7 с внутренними стенками, продолжающими сквозной канал 3. Отношение расстояния между внутренними стенками горизонтальных плоских профилированных крыльев 7 к высоте выходного отверстия 5 находится в диапазоне от 1,15 до 2,5. Крылья 7 монтируются с возможностью поворота относительно осей, параллельных кромкам выходного отверстия 5. На кормовой оконечности корпуса 1 симметрично диаметральной плоскости установлены два нижних и два верхних вертикальных стабилизатора 8 с вертикальными рулями (не показаны) для управления плавучим средством в горизонтальной плоскости.
Стрелками показано направление набегающего потока, отсоса жидкости через входные отверстия 4 и вдув жидкости через выходное отверстие 5, а также направление движения жидкости через зазор между внутренними стенками крыльев 7 и наружной поверхностью движителя 2.
Устройство работает следующим образом.
Для создания поступательного движения вперед плавучего средства рабочий орган 6 в кормовом движителе 2 создает поток в сквозном канале 3 и производит отсос и вдув жидкости через, соответственно, входные 4 и выходное 5 отверстия, причем через зазор между внутренними стенками крыльев 7 и наружной поверхностью движителя 2 происходит эжекция окружающей среды, как показано на фиг.1. Управление плавучим средством в горизонтальной плоскости производят посредством перекладки вертикальных рулей в вертикальных стабилизаторах 8. Управление плавучим средством в вертикальной плоскости производят посредством перекладки горизонтальных плоских профилированных крыльев 7 (фиг.2).
Движитель 2 плавучего средства с горизонтальными плоскими профилированными крыльями 7 обеспечивает движение с разными скоростями на переднем ходу, реверсирование и положение «стоп» плавучего средства, а также маневрирование плавучего средства на всех режимах движения.
Поток воды, поступающий в сквозной канал 3 через входные отверстия 4, посредством рабочего органа 6 подается в выходное отверстие 5 и отбрасывается в виде реактивной струи. При этом рабочим органом 6 создается тяга переднего хода движителем 2. Плоскими профилированными крыльями 7, расположенными в районе выходного отверстия 5, осуществляется подсасывание оружающей среды, что обеспечивает усиление тяги при постоянной мощности, затрачиваемой на работу движителя 2.
Следует отметить, что отношение расстояния между образующими внутренних поверхностей плоских профилированных крыльев 7 к высоте выходного отверстия 5 должно находится в диапазоне от 1,15 до 2,5. Существенное увеличение тяги движителем 2 начинается с отношения 1,15, а свыше 2,5 прирост тяги практически не существенен.
Также следует отметить, что при монтировании крыльев 7 с возможностью поворота относительно осей, параллельных кромкам выходного отверстия 5, возможно обеспечить крыльями 7 при малых углах их перекладки поддержание прямолинейного движения плавучего средства на курсе, а при больших углах перекладки крыльев 7 производится маневрирование плавучего средства в вертикальной плоскости в ту или иную сторону в соответствии с направлением перекладки крыльев 7.
Для реверсирования судна крылья 7 смыкаются, образуя клиновидную поверхность, и перекрывают реактивную струю, истекающую из выходного отверстия 5, чем изменяют направление реактивной струи на противоположное через зазор между внутренними стенками крыльев 7 и наружной поверхностью движителя 2 (фиг.3). Курсовые поправки и управление на заднем ходу производится при помощи поворотов сомкнутых крыльев 7. Причем при одном из положений крыльев 7 создается «стоповый» режим плавучего средства, когда при неполном смыкании крыльев 7 создаются две уравновешенные реактивные струи, направленные в противоположные стороны.
В результате предложенный движитель плавучего средства при постоянной мощности, затрачиваемой на его работу, за счет усиления тяги эжектирующими горизонтальными плоскими профилированными крыльями позволит повысить КПД движителя, а также посредством поворота крыльев позволит обеспечить как прямой, так и задний ход плавучего средства с маневрированием плавучего средства в заданном направлении.