ПАРУСНО-МОТОРНОЕ СУДНО СТАШЕВСКОГО И.И. (ВАРИАНТЫ)
STASHEVSKY MOTOR SAILER (VERSIONS)

Изобретение относится к системе транспорта.
Известно парусно-моторное судно, содержащее мачты паруса, двигатель внутреннего сгорания, гребные винты, электрические лебедки, датчики силы и направления ветра, соединенные с электрическим двигателями барабанов при помощи электрической цепи. Мачты соединены между собой в верхнем и нижнем основании при помощи направляющих, в горизонтальном направлении закреплены подвижные паруса при помощи роликов, оси роликов соединены с парусами при помощи подпружиненных тяг (Патент России 2297946, 2005 год).
Недостатком известного устройства является недостаточная площадь парусности, судно не устойчиво от ветра наклоняется в стороны, паруса не достаточно улавливают потоки ветра.
Целью изобретения является экономия энергии, расширение технологических возможностей, увеличения площади парусности, улучшение устойчивости судна от наклона ветра, повышение скорости хода судна.
Поставленная цель достигается тем, что вдоль оси мачты в нижнем их основании жестко закреплены балки к палубе судна. Длина их больше ширины судна. На балках вертикально или под надлежащим наклоном в сторону ветра расположены опорные стойки, они установлены на равном расстоянии друг от друга. Концы балок снабжены опорными поплавками. На опорных стойках в нижнем и верхнем основании шарнирно закреплены направляющие ролики в форме спаренных конусов, выполненных с возможностью перемещения окантованных парусами канатов и натяжении их. Опорные стойки соединены между собой балкой и палубой при помощи растяжек, выполненных с возможностью приданию парусам устойчивости противостоянию силе и напору ветра. Концы парусных лент соединены с катушками барабанов при помощи канатов, катушки барабанов снабжены электрическими приводами с возможностью наматывания или разматывания парусных лент на барабаны. Балки могут быть выполнены в форме треугольника или дуги, жестко соединенной с прямой балкой, или прямоугольника, трапеции. Паруса в поперечном сечении выполнены в форме прямой линии, угла, или дуги, прямоугольника, трапеции.
Поставленная цель достигается другим вариантом, отличающимся тем, что одна или несколько балок снабжены катками и фиксаторами и соединены с канатами электрических лебедок, выполненных поворотными вокруг мачт с возможностью перемещения концов балок на борт судна во время швартовки к причалу и перемещения в исходное положение и фиксации к палубе в надлежащем положении во время плавания по морям, океанам.
Поставленная цель достигается третьим вариантом, отличающимся тем что одни концы балок шарнирно закреплены к борту судна, а другие концы их соединены между собой и лебедками при помощи канатов, выполненных поворотными.
Поставленная цель достигается четвертым вариантом. Четвертый вариант такой же, как первый вариант, отличается от него тем, что балки жестко соединены на палубе судна, в поперечном сечении выполнены в форме квадрата, или эллипса, или прямоугольника, снабжены раздвижными балками с опорными стойками и гидравлическим приводом, раздвижные балки соединены с поршнями в цилиндрах в центре полой балки. Выполнены с возможностью увеличения или уменьшения парусности при перемещении раздвижных балок внутрь основной балки при швартовке к причалу, или при направлении потока ветра, дующего в нос или под острым углом по направлению движения судна, при перемещении в исходное положение при плавании по морям, океанам при направлении движения ветра, дующего в корму или под надлежащим углом к корме.
Поставленная цель достигается пятым вариантом. Пятый вариант такой же, как четвертый вариант, отличается от него тем, что дополнительные балки снабжены пневматическим приводом.
Новизна заявленного технического решения по сравнению с известным патентом России 2297946 обусловлена тем, что за счет балок, снабженных опорными стойками и опорными поплавками, обеспечивается увеличение длины парусных лент, увеличение парусности и устойчивости от наклонов судна во время ветра.
За счет направляющих роликов в форме спаренных конусов формируется зазор с круглым отверстием между двумя роликами для крепления окантованных парусными лентами канатов, обеспечивающими упрощение конструкция устройства, отпадает необходимость применения направляющих, роликов, пружин, ускоряется монтаж и демонтаж оборудования и увеличивается надежность и долговечность конструкции.
За счет раздвижных балок, снабженных гидравлическим или пневматическими приводами, обеспечивается увеличение или уменьшение парусности и расширение технологических возможностей.
За счет поворотных балок происходит перемещение балок на борт судна, уменьшение их габаритов и перемещение судна в исходное положение.
За счет парусов, имеющих в поперечном сечении форму прямой линии, или угла, прямоугольника, дуги, многоугольника, трапеции, обеспечивается расширение технологических возможностей.
При исследовании заявленного технического решения по патентам, научным, научно-техническим материалам не обнаружена такая совокупность заявленных признаков, что позволяет судить о существенности и новизне заявленных признаков.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
На фиг.1 изображена схема парусно-моторного судна с парусами, выполненными в форме угла, при движении ветра вдоль левого гласа, вид сверху;
На фиг.2 то же, паруса расположены прямолинейно, движение ветра в корму;
На фиг.3 то же, паруса расположены в форме дуги;
На фиг.4 то же, паруса выполнены прямоугольной формы, движение ветра вдоль правого гласа;
На фиг.5 паруса выполнены в форме трапеции;
На фиг 6 паруса установлены на поворотных балках, расположенных на судне вокруг мачт;
На фиг.7 изображены паруса на поворотных балках, шарнирно закрепленных к борту судна;
На фиг.8 схематично изображены паруса в форме угла;
на фиг.9 изображено устройство крепления канатов парусных лент на опорных стойках;
на фиг.10 изображен узел крепления парусной ленты к опорной стойке;
на фиг.11 изображено устройство датчиков силы и направления ветра вид сверху;
на фиг.12 то же, вид с боковой стороны;
на фиг.13 изображено судно, с прямыми парусами, фронтальный вид;
на фиг.14 то же, паруса выполнены в форме дуги;
на фиг.15 изображен храповой механизм;
на фиг.16 изображено устройство во втором варианте;
на фиг.17, 18 изображен четвертый вариант устройства;
на фиг.19 изображена схема устройства гидравлического перемещения раздвижных балок;
на фиг 20 то же, пневматического перемещения раздвижных балок.
Парусно-моторное судно 1 снабжено балками 2, закрепленными на палубе 3. Длина балок 2 больше ширины судна. На балках 2 вертикально или под надлежащим наклоном в сторону ветру расположены и жестко закреплены опорные стойки 4. Концы балок 2 снабжены опорными поплавками 5. На опорных стойках 4 в нижнем и верхнем основании шарнирно закреплены направляющие ролики 6, выполненные в форме спаренных конусов, выполненных с возможностью при спаривании их образовывать зазор сечением в форме окружности для надежного крепления и перемещения окантованных парусами канатов и натяжении парусных лент для улавливания силы и напора потока ветра для преобразования напора и давления ветра в энергию движения судна. Судно 1 снабжено автоматическим регулятором 7 парусного вооружения, состоящего из датчика 8 направления ветра и датчика 9 силы ветра. Датчик 8 направления ветра состоит из металлической пластинки-флюгарки 10, трубки 11, выполненной с возможностью поворота вокруг своей вертикальной оси при помощи пластинки-флюгарки 10 потоком ветра. В нижнем основании пластинки-флюгарки 10 закреплен постоянный магнит 12, взаимодействующий с микропереключателями - герконами 13. Микропереключатели 13 расположены через надлежащий равный интервал друг от друга. Герконы 13 сорентированы по направлению ветра, взаимодействуют с магнитным полем. В результате чего происходит замыкание и размыкание электрической цепи, питающей соленоид 14, который при помощи штока 15 соединен с собачкой 16 храпового механизма 17, расположенного на катушке барабана 18. Герконы 13 замыкают электрические цепи, питающие электрические двигатели 19 барабанов 18. Герконы 13 расположены на кольцевой неподвижной опоре 19 под флюгаркой 10. Они сориентированы по направлению движения ветра и направлению движения судна 1. Герконы 13 соединяют с соленоидом 14 храпового механизма 17 барабана 18 и электрическим двигателем 20 катушки барабанов 18 при помощи электрической цепи. Парусные ленты 21 снабжены зацепами 22, контактирующими с микропереключателями 23 и 24. Датчик 9 состоит из флюгарки 10, приемника, состоящего из трубки 11 Пито, расположенного открытым концом навстречу потоку воздуха. Трубка 11 ориентируется флюгаркой 10. Во время шторма создается давление в трубке 11. Давление воздуха в трубке 11 передается в цилиндрический сосуд 25, частично заполненный глицерином с водой, в котором плавает поплавок 26 несущего стержня 27. Стержень 27 контактирует с микропереключателем 28. Микропереключатель 28 соединен с соленоидом 14 храпового механизма 17 барабана 18 и электрическим двигателем 20 барабана 18 при помощи электрической цепи. Воздух под поплавком 26 соединен при помощи отверстия 29 в трубке 11 с атмосферой. Опорные стойки 4 соединены между собой балкой 2 при помощи растяжек 30, выполненных с возможностью придания парусам 21 устойчивости и надежной опоры и противостояния силе и напору ветру. Концы парусных лент 21 соединены с катушками барабанов 18, снабжены электрическими двигателями 20. Выполнены с возможностью наматывания или разматывания парусных лент на барабаны 18. Паруса в поперечном сечении могут быть выполнены в форме прямой линии 31, или угла 32, дуги 33, прямоугольника 34, трапеции 35. Балки 2 могут быть прямой формы или в форме дуги или прямоугольника, трапеции, угла. На судне 1 установлен электрический генератор 40, электрический двигатель 41, снабженный гребным винтом 42.
Парусное судно 1 может быть выполнено во втором варианте, второй вариант (фиг.16) такой же, как первый вариант, отличается от него тем, что одна или несколько балок 2 снабжены катками 36 и фиксаторами 37 и соединены с лебедками 38 при помощи канатов 39, балки выполнены поворотными вокруг мачты. Выполнены с возможностью поворота и перемещения концов балок на борт судна во время швартовки к причалу для уменьшения габаритов судна и перемещения в исходное положение во время плавания по морям, океанам.
Парусное судно 1 может быть выполнено в третьим варианте. Третий вариант (фиг.7) такой же, как первый вариант, отличается от него тем, что одни концы балок 43 шарнирно закреплен к борту 44 судна 1, другие концы соединены с аналогичными балками 43 и лебедкой 38 при помощи канатов 39 и выполнены поворотными.
Парусное судно 1 может быть выполнено в четвертом варианте, четвертый вариант(фиг.17, 18, 19) такой же, как первый отличается от него тем, что балки 2 жестко соединены на палубе судна 1. В поперечном сечении выполнены в форме квадрата, эллипса, прямоугольника, снабжены раздвижными балками 45 такой же конфигурации, соединенными с одной стороны с поршнями 46, с другой стороны соединены между собой при помощи канатов 39. Концы раздвижной балки 45 снабжены опорными стойками 4, барабанами 18 опорными поплавками 5. Поршни 46 установлены горизонтально в цилиндрах в центре полой балки 2. Выполнены с возможностью увеличения или уменьшения парусности, заключающихся в перемещении раздвижных балок 45 внутрь основной балки 2 при швартовке к причалу или при направлении ветра, дующего в нос или под острым углом по направлению движения судна, и в перемещении в исходное положение при движении по морям или океанам при движении ветра в корму или под надлежащим углом к корме. Цилиндр 47 соединен с емкостью 48 для хранения гидравлического масла при помощи маслопровода 49 и гидравлического насоса 50. Микропереключатель - геркон 13 направления ветра и датчик 9 силы ветра соединены с гидравлическими насосами 50 при помощи электрической цепи. Выполнены с возможностью автоматического управления парусным вооружением, заключающим в том что при возникновении шторма или изменении направления ветра, дующего в нос или борт судна 1, происходит перемещение раздвижной балки 45 с опорной стойкой 4 и барабаном 18 для уменьшения габаритов судна.
Парусное судно 1 может быть выполнено в пятом варианте. Пятый вариант (фиг.18 и 20) такой же, как четвертый вариант, отличается от него тем, что дополнительная балка снабжена пневматическим приводом, состоящим из цилиндра 47, соединенного с электрическим насосом 51 и компрессором 52 через ресивер 53. Микропереключатель - геркон 13 направления ветра соединен с компрессором 52 и электрическим насосом 51 при помощи электрической цепи. Выполнены с возможностью автоматического управления парусным вооружением, заключающегося в том, что при возникновении шторма или изменения направления ветра, дующего в нос или борт судна 1, происходит перемещение раздвижной балки 45 внутрь основной балки 2 с опорной стойкой 4 и барабаном 18.
Устройство работает следующим образом. Парусно-моторное судно 1 управляется при помощи согласованных действий рулевого управления, парусов 21, 31-35 и гребных винтов 42, при этом судно делает повороты, увеличивает и уменьшает скорость хода. Если судно без движения, говорят, судно ложится на дрейф. Различают следующие курсы судна относительно движения ветра.
ФОРДЕВИД - при этом курсе попутный ветер дует в корму - в заднюю оконечность судна, при этом флюгарка 10 вращается вокруг вертикальной оси и устанавливается по направлению продольной оси симметрии судна. Трубка 11 устанавливается навстречу потоку ветра. Постоянный магнит 12 взаимодействует с герконом 13. При этом концы парусных лент 21 расположены на равном расстоянии от барабанов 18 и закреплены на барабанах 18 при помощи канатов 39. Канаты 39 зафиксированы храповыми механизмами. Балки 2 выполнены в форме прямой линии перпендикулярно продольной оси симметрии судна. Давление и напор ветра улавливается с трех сторон и преобразуется в энергию движения судна. При помощи храпового механизма 17 парусные ленты 21 надежно натянуты на барабаны 18 и направляющие ролики 6 и зафиксированы. Давление и напор ветра на парусные ленты 21 на опорные стоки 4 и мачты воспринимается, и энергия передается движению судна по прямой по отношению к движению судна. Паруса 32 могут быть выполнены в форме угла, или дуги 33, или в форме прямоугольника 34, или трапеции 35, вогнутая поверхность парусных лент этих конфигураций улучшает улавливание потока ветра и преобразует энергию движения ветра в энергию движения судна.
БУКШТАГ - ветер дует слева под надлежащим углом к корпусу судна 1. При направлении ветра по этому курсу флюгарка поворачивается вокруг своей вертикальной оси и устанавливается против герконов 13. Постоянный магнит 12 взаимодействует с герконами 13, замыкает электрическую цепь, питающую соленоид 14 храпового механизма 17. Соленоид 14 перемещает собачку 16 снизу вверх и расфиксирует храповой механизм 17. Геркон 13 замыкает электрическую цепь, питающую электрические двигатели 20 барабана 18. Электрический двигатель 20 вращает барабан 18 и наматывает на свою поверхность канаты 39. Канаты 39 перемещают ленты 21 на надлежащее расстояние. Электрический двигатель 41 вращает рулевое управление влево под надлежащим углом к движению судна. Как только концы лент 21 переместятся до заданной точки, они взаимодействуют с микропереключателем 23. Микропереключатель 23 размыкает электрическую цепь, питающую соленоид 14 и электрические двигатели 41 барабанов 18. При этом храповой механизм 17 надежно фиксирует канаты 39 на барабане 18. Барабан 18 прекращает вращаться. Ветер, дующий слева под надлежащем углом к корпусу судна, соприкасаясь с продольными боковыми парусами 21, изменяет свое направление и свой напор, и давление передается на передние паруса 21. Точка приложения равнодействующей силы сопротивлению ветра боковому перемещению судна изменяется за счет изменения направлению ветра в нужном направлении. При этом повышается КПД и скорость перемещения судна
Если ветер дует справа под некоторым углом к корпуса судна, флюгарка 10 поворачивается вокруг своей оси и устанавливается против геркона 13. Постоянный магнит 12 взаимодействует с герконом 13. Геркон 13 замыкает электрическую цепь, питающую соленоид 14 храпового механизма 17, электрический двигатель 41 лебедки 38. При этом соленоид 14 перемещает собачку 16 снизу вверх и расфиксирует храповой механизм 17 барабана 18, электрический двигатель 41 вращает барабан 18. Барабан 18 наматывает на свою поверхность канаты 39 и перемещает ленточные паруса 21 или 32-35 с одной стороны на другую до надлежащей точки. Как только конец ленты 21 или 32-35 переместится до заданной точки, зацеп 22 контактирует с микропереключателем 24, микропереключатель 24 размыкает электрическую цепь, питающую электрический двигатель 20 и соленоид 14. При этом электрический двигатель 20 прекращает перемещать ленточные паруса 21, храповой механизм 17 при помощи собачки 16 надежно фиксирует барабаны 18 в надлежащем положении. Электрический двигатель 41 вращает гребной винт 42, электрический двигатель поворачивает рулевое управление вправо под надлежащим углом к корпусу судна. Ветер, дующий справа под надлежащим углом к корпусу судна, соприкасаясь с продольным боковым парусом, изменяет свое направление, напор и давление ветра передается на корпус, при этом точка приложения равнодействующей силы сопротивлению воды и боковому перемещению судна передается на корпус судна. Боковые растяжки 30 создают надежную опору парусным лентам 21 и улучшают надежность и долговечность конструкции
Устройство может работать во втором варианте. Второй вариант такой же, как первый, отличается от него тем, что во время швартовки судна 1 к причалу расфиксируемые балки 2 замыкают электрическую цепь, питающую соленоид 14, соленоид 14 перемещает собачку 16 снизу вверх при помощи штока 15 и замыкает электрическую цепь, питающую электрический двигатель лебедки 38 и все электрические двигатели 20 барабанов 18. Электрические двигатели 20 вращают барабаны 18, они наматывают все парусные ленты на катушку барабана, электрический двигатель вращает лебедку 38 и при помощи катков 36 и каната 39 производит поворот на 90 градусов всех балок 2, содержащих опорные стойки 4, вокруг мачт и фиксацию их в надлежащем положении при помощи фиксатора 37, при этом все концы балок 2 перемещаются с опорными стойками 4 на палубу судна 1, уменьшают габариты судна 1 до минимума. Во время плавания судна по морям и океанам производим расфиксацию судна 1 и замыкаем электрическую цепь, питающую электрический двигатель другой лебедки 38, электрический двигатель вращает лебедку 38, она поворачивает одновременно все балки 2 в исходное положение перпендикулярно продольной оси симметрии судна. Производим фиксацию балок 2 к палубе судна 1 при помощи фиксатора 37, перемещаем все парусные ленты 21 с одного барабана до другого и фиксируем в надлежащем положении натянутые парусные ленты 21.
Устройство может работать в третьем варианте, третий вариант такой же, как первый вариант, отличается от него тем, что во время швартовки судна 1 к причалу замыкаем электрическую цепь, питающую соленоиды 14 и электрические двигатели 20 барабанов 18 и электрические лебедки 38. При этом срабатывает соленоид 14 и расфиксирует храповой механизм 17, электрический двигатель 20 вращает барабан 18, сматывает парусную ленту на катушку барабана 18. Все балки 2 на шарнирах перемещаются, поворачиваясь на 90 градусов к борту судна, уменьшая габариты судна. Во время движения судна по морям и океанам замыкаем электрическую цепь, питающую электрические лебедки 38, электрические лебедки 38 перемещают в исходное положение все балки 2 и устанавливают или перпендикулярно продольной оси симметрии судна, или под надлежащем углом в зависимости от направления ветра. Замыкаем электрическую цепь, питающую соленоид 14 и электрический двигатель 20 барабана 18, при этом соленоид 14 расфиксирует барабаны 18, электрический двигатель 20 вращает барабаны 18 и натягивает при помощи канатов 39 через направляющие ролики 6 парусные ленты 21 на опорные стойки 4 и фиксирует в надлежащем положении
Установка может работать в четвертом варианте. Четвертый вариант такой же, как и первый вариант, отличается от него тем, что балки 2 жестко соединены на палубе судна 1. В поперечном сечении выполнены в форме квадрата, эллипса, прямоугольника, снабжены раздвижными балками 45, соединенными с поршнями 46, установленными горизонтально внутри, в центе полой балки. Замыкают электрическую цепь питающую гидравлический насос 50, он перемещает гидравлическое масло из емкости 48 в цилиндры 47. Масло создает гидравлическое давление и перемещает выдвижную балку 45, при помощи штока увеличивая общую длину балок. При перемещении выдвижной балки 45 с нею одновременно перемещаются опорная стойка 4, барабан 18, опорные поплавки 5 и растягиваются гибкие растяжки 30, при этом увеличивается площадь парусности. Растяжки 30 создают надежную опору для парусных лент 21, которые противостоят напору и силе ветра. Если изменилось направление ветра, дующего в нос или под острым углом по направлению движения судна или в борт судна, флюгарка 10 поворачивается вокруг своей оси и устанавливается перед герконом 13, расположенным по направлению продольной оси симметрии судна, постоянный магнит взаимодействует с герконом 13. Геркон 13 замыкает одну электрическую цепь, питающую соленоид 14 и электрический двигатель насоса 50 гидравлического привода. Соленоид 14 расфиксирует храповой механизм 17 барабана 18. Электрический двигатель 20 вращает барабан 18. Барабан 18 сматывает парусные ленты 21. Насос 50 перекачивает гидравлическое масло из цилиндра 47 в емкость 48. Шток поршня 46 перемещает дополнительную раздвижную балку 45 внутрь полой балки 2 к центу, при этом на балке 45 одновременно перемещается опорная стойка 4, опорные поплавки 5, барабаны 18, расслабляются и свисают гибкие растяжки 30, при этом уменьшается габариты и площадь парусности.
Устройство может работать в пятом варианте. Пятый вариант такой же, как четвертый вариант, отличается от него тем, что при возникновении шторма срабатывает датчик 9 силы ветра. При этом флюгарка 10 поворачивает трубку открытым концом навстречу потоку ветра. Создается давление в трубке 11, оно передается в цилиндрический сосуд 25. Под действием ветра под поплавком 26 создается повышенное давление, а над поплавком 37 - пониженное давление. Поплавок 37 всплывает. При помощи стержня 27 происходит взаимодействие с микропереключателем 28. Он замыкает электрическую цепь, питающую электрический двигатель насоса 51. Электрический насос удаляет из цилиндра 47 сжатый воздух в ресивер 53. В цилиндре понижается давление и создается вакуум, поршень 46 перемещается горизонтально в цилиндре 47, при помощи штока он перемещает дополнительную балку 45 внутрь полой балки 2 к центру. Ресивер 53 предназначен для накопления сжатого воздуха и последовательного распределения между всеми цилиндрами 47 равного давления, сглаживания колебаний давления воздуха, вызванных пульсирующей подачей сжатого воздуха компрессором 52, и соединения цилиндров 47 с высоким и низким давлением. Дополнительные балки 45 перемещаются аналогично описанному при изменении направления ветра, дующего в нос или борт судна. После шторма или изменения ветра, дующего в корму или под надлежащим углом к корме, происходит автоматически перемещение боковых балок 45 за пределы основной балки 2. При этом флюгарка 10 поворачивается вокруг оси и устанавливается трубка 11 навстречу потоку ветра по направлению к корме или под надлежащим углом к корме. Давление в трубке 11 падает. Стержень 27 перемещается сверху вниз, микропереключатель 28 замыкает электрическую цепь, питающую компрессор 52. Он подает сжатый воздух в ресивер 53. Из ресивера 53 равномерно распределяется по цилиндрам 47. Поршни 46 перемещают дополнительные балки 45 в горизонтальной плоскости за пределы балки 2 в стороны. Далее все операции повторяются