ПОЛУПОГРУЖНАЯ ДВИГАТЕЛЬНО-ДВИЖИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА
SEMI-SUBMERSIBLE PROPULSION SYSTEM

Изобретение относится к области морской подводной техники, в частности к двигательно-движительным установкам (ДДУ) подводных аппаратов (ПА).
Создание самоходных автономных необитаемых подводных аппаратов длительного режима работы является сложной задачей, прежде всего в связи с необходимостью обеспечения нулевой плавучести, что ведет к необходимости жесткой экономии массы всех входящих в ПА компонентов, включая и ДДУ.
Существующая концепция построения ДДУ подразделяется на два направления:
- низкооборотные двигатели прямого соединения с движителем (высокие моментные характеристики достигаются за счет массы активной части электродвигателя);
- высокоскоростные двигатели, соединенные с движителем через редуктор (высокие моментные характеристики достигаются за счет понижения высокой частоты вращения ротора, пропорционально передаточному отношению редуктора).
В силу своей простоты ДДУ первого типа получили широкое распространение, однако в таких конструкциях исключается возможность использования наиболее эффективного способа снижения массогабаритных характеристик - повышение частоты вращения, поскольку при повышении частоты вращения в жидкой среде возрастают потери на трение, что приводит к снижению КПД.
ДДУ второго типа обладают более высокими удельными показателями и несмотря на высокий уровень сложности, в настоящее время, установки данного типа получили наибольшее распространение.
Известна ДДУ модели 521 фирмы «Tecnadyne», в состав которой входят: инвертор-преобразователь (располагается в сухом герметичном отсеке ДДУ, предназначен для преобразования постоянного тока в переменный для регулирования двигателя); синхронный высокоскоростной электродвигатель (ЭД) с возбуждением от постоянных магнитов на редкоземельных элементах; планетарный редуктор (для согласования частоты вращения двигателя и движителя); магнитная муфта (для обеспечения герметизации и передачи вращающего момента от выходного вала редуктора к валу движителя через герметичный разделитель сред); движитель (см. на сайте www.tecnadyne.com).
Наиболее близким аналогом (прототип) является конструкция двигательно-движительной установки, описанная в патенте РФ №2557291. Данная конструкция имеет состав, аналогичный модели 521 фирмы «Tecnadyne», а основное отличие заключается в переносе магнитной муфты непосредственно на вал электродвигателя, при этом редуктор оказывается в полости, заполненной жидкостью, такое решение обеспечивает существенный выигрыш по массогабаритным характеристикам.
Общим недостатком ДДУ второго типа являются: высокий уровень шума, вызванный наличием редуктора, а также большие габариты и масса узла уплотнения, содержащего магнитную муфту.
Для снижения массогабаритных характеристик и снижения уровня шума установки предлагается поместить герметичный разделитель сред непосредственно в немагнитном зазоре между ротором и статором ДДУ.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение уровня шума и вибрации двигательно-движительной установки, а также снижение ее массогабаритных характеристик.
Сущность изобретения поясняется на фигурах 1 и 2, где соответственно приведены «Полупогружная двигательно-движительная установка» и «Разделительная перегородка (герметичный разделитель сред) с ротором электродвигателя».
Предлагаемая конструкция ДДУ подводного аппарата содержит статор 1, ротор 2, корпусно-механическую часть 3, движитель 4 и разделитель сред 5.
Герметичность ДДУ обеспечивается немагнитной перегородкой (разделитель сред), которая изолирует статор ЭД, находящийся в воздушной среде 6, от морской воды 7.
В ходе проведения исследований был изготовлен экспериментальный образец полупогружной двигательно-движительной установки, испытания которого, подтвердили правильность принятых конструктивных решений.
Применение изобретения позволяет:
- обеспечить надежную герметизацию статора ЭД ДДУ за счет использования разделителя сред;
- уменьшить габариты и массу ДДУ за счет переноса разделителя сред непосредственно в немагнитный зазор ЭД ДДУ;
Таким образом, появляется реальная возможность получения новых тактико-технических характеристик ДДУ в компактном исполнении.