РЕВЕРСИВНО-РУЛЕВОЕ УСТРОЙСТВО ВОДОМЕТНОГО ДВИЖИТЕЛЯ
WATER-JET PROPULSOR REVERSE STEERING DEVICE

Изобретение относится к судостроению и касается реверсивно-рулевых устройств водометных движителей, которые могут быть использованы в конструкциях маломерных судов.
Известно реверсивно-рулевое устройство водометного движителя, содержащее установленные за соплом реверсивную заслонку, рулевые перья (SU 345754, кл. В63Н 11/02, 1977 г.). Недостатком данного устройства является сложность и низкая надежность его конструкции, а также низкая эффективность выброса струи воды через отверстия в днище заслонки, что приводит к повышенным затратам энергии водометного движителя.
Наиболее близкой по своей конструкции является реверсивно-рулевое устройство водометного движителя, содержащее реверсивную заслонку заднего хода, с боковыми отводными каналами, вертикально установленные в параллельный ряд рулевые перья, механизм поворота рулевых перьев (RU 64591, кл. В63Н 11/117, 2007 г.).
Недостатком данной конструкции является сложность в управлении раздельным регулированием поворота рулевых перьев, а также значительный расход топлива из-за большого сопротивления, установленного в потоке воды большого количества лопаток в сочетании с нерациональной конфигурацией обводов внутренней поверхности заслонки.
Технической сущностью предлагаемой конструкции реверсивно-рулевого устройства водометного движителя является упрощение устройства, уменьшение усилий на управление им и повышение его эффективности за счет снижения потерь на сопротивление струи водомета, проходящей через реверсивно-рулевое устройство.
Настоящая техническая сущность достигается тем, что в реверсивно-рулевом устройстве водометного движителя, содержащем установленные за спрямляющим аппаратом с соплом реверсивную заслонку заднего хода, с боковыми отводными каналами, параллельный ряд рулевых перьев, с возможностью изменения их угла поворота, механизм поворота рулевых перьев, рулевые перья соединены друг с другом единым приводом, а внутренняя поверхность задней стенки заслонки образована двумя расходящимися от ее центральной части криволинейными плоскостями, описанными участком плоской кривой спирали Архимеда, при этом число рулевых перьев выполнено нечетным и среднее из них расположено напротив зоны расхождения криволинейных плоскостей. Ось поворота рулевых перьев смещена относительно их вертикальной оси симметрии в сторону сопла. Механизм поворота рулевых перьев выполнен в виде системы механических рычагов, соединенных, например, со штоком приводного троса. Поворот реверсивной заслонки осуществляют с помощью механизма подъема, выполненного в виде электромеханического привода.
Изобретательский шаг достигается тем, что рулевые перья расположены оптимальным числом в теневой зоне водяного потока, выбрасываемого спрямляющим аппаратом с соплом, что сводит к минимуму сопротивление водяному потоку при прямолинейном движении, а их количество достаточно для эффективного преломления водяного потока с большой зоной перекрытия среза сопла. Выполнение рулевых перьев соединенными друг с другом единым приводом с возможностью их ограниченной балансировки за счет смещения их оси поворота относительно оси симметрии в сторону сопла снимает значительную часть нагрузки с рулевого механизма без использования, например, гидравлического усилителя. Кроме того, внутренняя криволинейная поверхность расходящихся криволинейных плоскостей задней стенки реверсивной заслонки описана участком плоской кривой спирали Архимеда, и именно при таком ее выполнении достигается наибольшая эффективность преломления струи в обратном направлении при движении задним ходом и развороте судна.
На фиг.1 изображено реверсивно-рулевое устройство водометного движителя с опущенным реверсивным коробом.
На фиг.2 изображено реверсивно-рулевое устройство водометного движителя без реверсивного короба.
На фиг.3 реверсивно-рулевое устройство в разрезе.
Реверсивно-рулевое устройство установлено за спрямляющим аппаратом с соплом 1 водометного движителя. Содержит реверсивную заслонку 2 заднего хода с боковыми отводными каналами 3, вертикально установленные перед реверсивной заслонкой 2 в параллельный ряд нечетное число, например три, рулевых перьев 4. Рулевые перья 4 соединены друг с другом единым приводом с возможностью их одновременного поворота и ограниченной балансировки за счет смещения их оси поворота относительно оси симметрии в сторону сопла 1. Механизм поворота 5 перьев 4 выполнен в виде системы механических рычагов 6, соединенных со штоком троса 7. Реверсивная заслонка 2 имеет механизм подъема 8, а внутренняя поверхность ее задней стенки 9 выполнена в виде двух расходящихся от ее центральной части криволинейных плоскостей 10 и 11, описанных участком плоской кривой спирали Архимеда. Среднее из перьев 4 расположено в теневой зоне, создающейся при срыве потока с обтекаемого им тела напротив зоны расхождения криволинейных плоскостей 10 и 11, образующих заднюю стенку 9 реверсивной заслонки 2, а боковые рулевые перья - справа и слева от сформированной спрямляющим аппаратом с соплом водяной струи. Каждое перо 4 соединено с другими и зависимо от привода поворота, осуществляемого рычагом 6. Механизм подъема 8 реверсивной заслонки выполнен в виде электромеханического привода 12.
Реверсивно рулевое устройство работает следующим образом. В момент прямолинейного движения судна реверсивная заслонка 2 заднего хода поднята механизмом подъема 8 в верхнее положение таким образом, что не влияет на направление струи воды, выходящей из сопла водометного движителя 1 и проходящей через полностью открытые перья 4. При необходимости плавного изменения направления движения судна используют только механизм поворота 5 перьев 4, изменяющий их положение и позволяющий изменять курс движения в ограниченных пределах.
При остановке судна на его прямолинейном курсе движения опускают механизмом подъема 8 посредством электромеханического привода 12 реверсивную заслонку 2, в результате благодаря тому что среднее перо 5 расположено напротив зоны расхождения криволинейных плоскостей 10 и 11, происходит равномерное распределение выбрасываемой водометом воды в направлении, противоположном движению судна, что вызывает его торможение. Аналогично происходит и прямолинейное движение судна задним ходом.
При необходимости резкого поворота судна или разворота отпускают механизмом подъема 8 реверсивную заслонку 2, поворачивают в противоположную сторону повороту перья 4, в результате чего струя воды подается в один из боковых каналов и разворачивает судно практически на одном месте. Выполнение внутренней поверхности задней стенки заслонки в виде двух расходящихся от ее центральной части криволинейных плоскостей, описанных участком плоской кривой спирали Архимеда, позволяет получать минимальные потери мощности преломления струи и на трение воды о детали реверсивно рулевого устройства, экономит расход топлива.