Движительный комплекс плавучего средства
WATERCRAFT PROPELLER SYSTEM

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано в конструкциях судовых движительных комплексов, включающих как приводной двигатель, так и сам судовой движитель.
Известен движительный комплекс плавучего средства, содержащий приводной двигатель с двумя гребными винтами, установленными в гондоле на стойке обтекателей в сквозном канале (см. патент США №7789032, кл. 114/151, опубл. 07 сентября 2010 г.). Недостатком известной конструкции движительного комплекса является низкий к.п.д., обусловленный большими гидравлическими потерями в стойке обтекателей.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является движительный комплекс плавучего средства, включающий двигательно-движительный агрегат в виде неподвижной гондолы с размещенным в ней электрическим двигателем, содержащим статор и ротор, и ступицы с закрепленными на ней лопастями гребного винта, а также корпуса для размещения агрегата, в котором гондола соединена с этим корпусом силовыми элементами (см. патент РФ №2519610, МПК B63H 25/00, 2014 год). Недостатком известной конструкции движительного комплекса является повышенная сложность комплекса, обусловленная необходимостью введения узла для передачи крутящего момента с вала электродвигателя на ступицу гребного винта, что ведет к снижению к.п.д. комплекса, и повышенный уровень виброакустических колебаний, возникающих при его работе.
Цель настоящего изобретения - упрощение конструкции движительного комплекса, повышение егоКПД и снижение виброакустических колебаний.
Указанная цель достигается тем, что в известном движительном комплексе плавучего средства, включающего единый двигательно-движительный агрегат в виде неподвижной гондолы с размещенным в ней, по крайней мере, одним электрическим двигателем, содержащим статор и ротор, и ступицы с закрепленными на ней лопастями гребного винта, а также корпуса для размещения агрегата, в котором гондола соединена с этим корпусом силовыми элементами, в нем ротор электрического двигателя, установленный на наружной поверхности кольцевого статора, совмещен со ступицей, при этом, по крайней мере, один силовой элемент выполнен полым. Совмещение ротора электрического двигателя со ступицей позволяет исключить необходимость введения в конструкцию движительного комплекса узла для передачи крутящего момента с вала электродвигателя на ступицу гребного винта. Это существенно упрощает конструкцию движительного комплекса и соответственно повышает его КПД. Хотя бы один силовой элемент должен быть выполнен полым для передачи электроэнергии от внешнего источника к электрическому двигателю. Другие силовые элементы также могут быть выполнены пустотелыми, например, для передачи в гондолу смазывающих веществ или для прокладки кабелей регистрирующей аппаратуры.
Главный вид предлагаемой конструкции приведен на фигуре со следующими обозначениями:
1 - корпус движительного комплекса;
2 - гондола;
3 - лопасти гребного винта;
4 - силовые элементы;
5 - ротор электродвигателя;
6 - статор электродвигателя.
Предлагаемый движительный комплекс плавательного средства состоит из корпуса 1, в котором установлена гондола 2 с использованием силовых элементов 4. Количество этих элементов определяется прочностными требованиями к комплексу и необходимостью подведения внутрь гондолы электроэнергии и иных объектов. Допустим вариант с одним силовым элементом, выполненным в виде пилона, на котором подвешивается гондола 2. Внутри гондолы 2 размещен электродвигатель, состоящий из статора 6 и ротора 5, установленного на наружной поверхности статора 6. В этом случае ротор 5 выполняет роль ступицы гребного винта, на которой закреплены лопасти 3. На фигуре приведен вариант конструкции, когда в гондоле размещены два электрических двигателя, две ступицы, совмещенные с роторами 5 и два гребных винта с лопастями 3. Количество гребных винтов определяется тактико-техническими характеристиками разрабатываемого движительного комплекса, но в реальной конструкции количество гребных винтов варьируется в диапазоне от одного до пяти.
Движительный комплекс работает следующим образом. При включении электродвигателей (одного или нескольких) гребными винтами создается упор, обеспечивающий силу тяги для плавучего средства. Совмещение ступицы гребного винта с ротором электродвигателя существенно упрощает конструкцию движительного комплекса и повышает его КПД, а исключение из конструкции передаточных механизмом позволяет снизить уровень виброакустических колебаний, что обеспечивает малошумную работу движительного комплекса.