ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ПРИВОДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СУДОВ
EXTRA DRIVE FOR SHIPS

Изобретение относится к дополнительному приводному устройству для судов в соответствии с ограничительной частью п.1 формулы.
Такое дополнительное приводное устройство с пропульсионным блоком, установленное с возможностью выдвигания в различные положения внутри и вне обшивки судна, известно из ЕР 0950005 В1.
Раскрытое в этой публикации дополнительное приводное устройство установлено с возможностью только вертикального выдвигания вниз из корпуса судна. Это известное приводное устройство может быть использовано также в качестве поперечного подруливающего устройства.
Для обеспечения вспомогательного привода, в частности в качестве привода переднего хода, это известное приводное устройство установлено с возможностью выдвигания или поворота под днищем судна. Откидывание происходит при этом в диаметральной плоскости судна, причем в откинутом состоянии должна обеспечиваться также возможность вращения приводного устройства вокруг вертикальной оси.
Недостаток этого известного дополнительного приводного устройства можно усматривать в том, что в зоне днища судна приходится выполнять относительно большие выемки для обеспечения возможности вертикального выдвигания или откидывания, что значительно ухудшает гидродинамику.
Еще большим недостатком представляется, однако, то, что дополнительное приводное устройство можно использовать в качестве вспомогательного привода только в одном положении, в котором оно размещено под днищем судна. Следовательно, приходится учитывать значительно увеличенную осадку судна.
Поскольку крупнотоннажные контейнеровозы или танкеры уже сегодня должны считаться с мелкими фарватерами, в частности в зоне гавани, это известное вспомогательное приводное устройство почти не используется на таких судах и в относительно мелких фарватерах. Однако именно там потребовалось бы преимущество хорошей маневренности крупнотоннажных судов.
Другие аналогичные устройства известны, например, из DE 1136907, US-PS 3550547, US-PS 5522335, EP 1512623 A2 или US-PS 4294186. Большинству этих известных устройств присущ тот недостаток, что они для своей эксплуатации должны выдвигаться под днищем судна и, тем самым, почти не могут использоваться на мелководье, в частности в гаванях.
Вспомогательный привод иного рода известен из US-PS 3517633. У этого выполнения пропульсионный блок размещен, правда, внутри корпуса судна в носовой части с возможностью вращения вокруг вертикальной оси. Однако недостатком этого пропульсионного блока является недостаточная гибкость в качестве привода направления, поскольку предусмотрены только один поперечный и один продольный каналы. Принцип действия в продольном направлении к тому же неэффективен из-за ориентированного почти вниз выходного участка для продольного канала.
Из публикации WO 2004/050477 А известен вспомогательный привод для спортивных моторных судов, которые имеют по меньшей мере один мотор за бортом. Этот мотор устанавливается на корме судна таким образом, что он с помощью маятникового поворотного движения переводится из нормального рабочего положения, которое находится под днищем судна, в положение, которое находится над днищем судна. В результате этого уменьшается осадка спортивного судна.
С учетом этого уровня техники и имеющихся при этом недостатков в основе изобретения лежит задача создания пригодного, в частности, для крупнотоннажных судов дополнительного приводного устройства, которое значительно улучшает маневренность судна, причем оно может использоваться на мелководье и в качестве вспомогательного или дополнительного привода, например, для повышения скорости.
Эта задача решается согласно изобретению посредством дополнительного приводного устройства с признаками п.1 формулы.
Основная идея изобретения заключается в том, что с помощью вспомогательного приводного устройства можно не только достичь улучшения маневренности судна в поперечном направлении, но и использовать его, при необходимости, для улучшения маневренности также в прямом направлении, а также расположить его в рабочих положениях в пределах максимальной плоскости сечения судна, так что нормальная осадка судна определяет его судоходность.
Другая важная идея заключается в том, что дополнительное приводное устройство может выполнять двойную функцию, например в качестве поперечного подруливающего устройства, может быть расположено в носовой или кормовой части и использоваться также для разных ориентации направления для тяги.
Приводное устройство пригодно поэтому, в частности, для крупнотоннажных танкеров или контейнеровозов, в качестве вспомогательного привода для чрезвычайных ситуаций, причем требуются маневровые усилия, в частности в поперечном и/или продольном направлении судна, а на мелководье приходится учитывать только соответствующую осадку судна.
Изобретение может быть реализовано при этом в двух существенных вариантах.
С одной стороны, возможна маятниковая подвеска одного или нескольких пропульсионных блоков, расположенных обычно друг за другом в продольном направлении судна в его диаметральной плоскости. Соответствующее маятниковое устройство, содержащее обычно только один пропульсионный блок, целесообразно в виде приводной гондолы с двумя приводными винтами, может, при необходимости, откидываться только в одну сторону. В оптимальном варианте может быть реализована возможность откидывания в обе стороны внутри маятникового короба из среднего убранного положения в диаметральной плоскости судна как на правый борт, так и на левый вне обшивки судна.
Все устройство предусмотрено при этом целесообразно в зоне более узкой части обшивки судна - на носу или корме.
Это позволяет выполнить в носовой части отгороженный, относительно короткий поперечный канал, который для обеспечения обтекаемости может быть оснащен на обшивке судна герметизирующим заслончатым устройством.
Для действия в качестве поперечного подруливающего устройства дополнительное приводное устройство может использоваться в среднем или убранном положении, причем предпочтительно предусмотрен электромеханический или электромоторный привод. В качестве вспомогательного привода, в частности для поддержания тяги, дополнительное приводное устройство откидывают по типу маятника, а соответствующий пропульсионный блок вращают обычно примерно на 90° или более, так то достигается силовое воздействие, в основном, параллельно продольной оси судна.
Винты пропульсионного блока лежат в этом тяговом устройстве вне обшивки судна, однако, еще в пределах максимальной плоскости сечения судна. Таким образом, достигается очень высокая гидродинамическая эффективность тяги без увеличения максимальной осадки судна.
Выполненные в виде приводных гондол пропульсионные блоки размещены с возможностью вращения, так что возможны и установочные углы.
Вместо единственного, подвешенного посредством маятникового устройства пропульсионного блока в судно друг за другом могут быть встроены предпочтительно два пропульсионных блока. Это осуществляется посредством маятникового короба, причем может быть предусмотрена перегородка для отдельных блоков.
Двойные пропульсионные блоки в узкой носовой части повышают мощность вспомогательного привода, улучшают редундантность и, в случае необходимости, могут использоваться также на одной стороне судна.
Вместо маятникового устройства соответствующий пропульсионный блок аналогично известным до сих пор поперечно-струйным каналам может выдвигаться в таком поперечном канале дугообразно или в значительной степени горизонтально по системе рельсов из среднего убранного положения в одну или в обе стороны. После выдвигания или откидывания этих пропульсионных блоков наружу обшивки судна достигается та же функция, что и описанная выше.
Поскольку, несмотря на величину современных сверхкрупнотоннажных танкеров или контейнеровозов, в большинстве случаев используются только одновинтовые суда, такое дополнительное приводное устройство значительно повышает надежность и улучшает маневренность этих судов.
Устройство согласно изобретению может действовать поэтому в качестве носового подруливающего устройства или после откидывания - в качестве вспомогательного привода для дополнительных маневровых усилий. Устройство может использоваться также в резервном или аварийном режиме, например при возвращения судна в порт приписки.
При реализации посредством поперечного пути пропульсионный блок может выдвигаться по горизонтальным или дугообразным рельсам из среднего убранного положения, причем системы откидывания фиксируют рабочее положение вне защитной обшивки.
Возможность произвольного вращения пропульсионных блоков, например в качестве приводных гондол, примерно на 90° и более улучшает маневренность. При использовании нескольких дополнительных приводных устройств надежность еще больше повышается за счет редундантного привода. Предусмотренные с двух сторон винты на соответствующих приводных гондолах улучшают гидродинамическую характеристику и, тем самым, ввод усилий в воду.
Несмотря на относительно небольшое сечение поперечного канала или каналов в обшивке судна, с точки зрения гидродинамики, следует предпочесть запорные заслонки или толкатели. При использовании пропульсионных блоков эти запорные заслонки открываются наружу обшивки судна и устанавливаются в хорошем, с точки зрения гидродинамики, положении.
Маятниковый короб или коробы отгорожены для обеспечения техники безопасности.
При оснащении пропульсионных блоков электромеханическим или электромоторным приводом это имеет то преимущество, что для подвода энергии к пропульсионным блокам требуются лишь относительно маленькие пространства, причем достигается высокая гибкость в создании энергии у обычных судов.
Дополнительное приводное устройство в зоне пропульсионного блока может быть оборудовано поэтому винтами или выполнено в виде POD-привода.
Изобретение изложено ниже на примере его осуществления с помощью схематичных чертежей, на которых изображают:
- фиг.1: частичный продольный разрез носовой части судна с двумя расположенными друг за другом дополнительными приводными устройствами;
- фиг.2: часть судна из фиг.1 в горизонтальном разрезе;
- фиг.3: часть судна из фиг.1 и 2 в вертикальной плоскости сечения в зоне дополнительного приводного устройства.
На фиг.1 в упрощенном виде изображена носовая часть 2 судна 1, причем горизонтальные линии в зоне бульбового носа 3 и днища 6 судна обозначают приблизительно ватерлинии 35.
В зоне носовой части 2 расположено отгороженное дополнительное приводное устройство 10, которое в этом примере содержит два расположенных друг за другом пропульсионных блока 11, 12.
Эти пропульсионные блоки 11, 12 расположены внутри отгороженного приводного короба 31, который может быть разделен перегородкой 32 на два отдельных отсека. Пропульсионные блоки 11, 12 установлены при этом с возможностью качания по оси 15, проходящей приблизительно в диаметральной плоскости судна.
В горизонтальном разрезе через носовую часть 2 на фиг.2 показаны контуры ватерлиний 35 с узким бульбовым носом 3, который, переходя в корпус судна, расширяется на корму.
В этой относительно узкой передней части судна 1, будучи герметизированы и отгорожены от его корпуса, расположены два маятниковых короба 31.
Одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые технические подробности.
В этом горизонтальном разрезе на фиг.2 видны оба поперечных канала 27, которые имеют по правому и левому бортам соответствующие отверстия приблизительно кругообразной или слегка эллиптической формы в наружной стенке обшивки 5 судна. Эти отверстия выполнены с возможностью закрывания и открывания целесообразно посредством заслонок 28.
Соответствующий поперечный канал 27 дополнительного приводного устройства 10 выполнен, как хорошо видно на фиг.3, в случае маятникового устройства 14 в виде дугового сегмента. В случае размещения соответствующего пропульсионного блока 11, 12 с рельсообразной подвеской или поддержкой поперечный путь 16 может проходить также, в основном, горизонтально.
На фиг.3 прерывистой линией схематично изображен маятниковый короб 31, который переходит наружу в соответствующий контур обшивки 5 судна, а его нижняя часть может образовывать замыкание поперечного канала 27. На фиг.3 маятниковое устройство 14 заштрихованно изображено в диаметральной плоскости 14 в своем убранном положении 19. Это убранное положение представляет собой также установленное положение, в котором соответствующий пропульсионный блок может использоваться в качестве поперечного подруливающего устройства 18.
В случае двух расположенных друг за другом в продольном направлении судна 1 пропульсионных блоков 11, 12 (фиг.1), например, один пропульсионный блок 11 может откидываться на одной стороне, на правый борт, за пределы обшивки 5 судна, а другой пропульсионный блок 12 - на левый борт. Соответствующий пропульсионный блок 11, выполненный в виде приводной гондолы, вращают затем, как это обозначено стрелкой 39, по меньшей мере, на 90°. В этом положении посредством винтов пропульсионного блока 11 или 12 достигается, с точки зрения гидродинамики, тяга или действующее назад усилие.
Изображенное черным цветом маятниковое устройство 14 с пропульсионным блоком 12 откинуто в примере на фиг.3 на левый борт. Маятниковый ход в этом случае обозначен под днищем 6 судна стрелкой вправо/влево.
Целесообразной является концепция с возможностью откидывания или выдвигания пропульсионных блоков в обе стороны судна.
В выполнении дополнительного приводного устройства с двумя пропульсионными блоками 11, 12 они, как показано в примере на фиг.3, могут очень хорошо использоваться в откинутом положении в качестве вспомогательных приводов судна 1. Соответствующее положение вращения или угловое положение и ориентация осей винтов пропульсионных блоков зависят при этом от внешнего контура обшивки 5 судна и устанавливаются в соответствии с требованиями. Так, поперечное подруливающее действие для носовой части судна может быть достигнуто также вне обшивки судна, или гидродинамически соответствующее тяговое действие может быть установлено с учетом контура обшивки судна в этой зоне.
Изобретение пригодно поэтому предпочтительным образом для судов, в частности одновинтовых судов, которые должны иметь высокий стандарт безопасности и хорошо маневрировать даже на мелководье.