РЕВЕРСИВНО - РУЛЕВОЙ ВОДОМЕТНЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ
REVERSE-STEERING WATER-JET PROPELLER

Изобретение относится к области судостроения, в частности к реверсивно-рулевым устройствам судов с водометными движителями.
Известен реверсивно-рулевой водометный движитель, содержащий реверсивную заслонку, навешенную поворотно на горизонтальной оси за соплом. Реверсивное устройство закреплено на частях водометного движителя (RU, С1, № 2534500, 2014).
Недостатками известного решения являются низкая эффективность и сложность конструкции.
Наиболее близким к заявленному устройству является реверсивный изогнутый водовод заднего хода, установленный на горизонтальной оси (RU, С1, № 2659367, 29.06.2018).
Недостатками известного решения являются низкая эффективность вследствие гидродинамических потерь при изменении направления потока реактивной струи при движении задним ходом и сложность конструкции.
Заявленное изобретение направлено на повышение эффективности движителя за счет снижения гидродинамических потерь и упрощение конструкции.
Указанные технические результаты достигаются тем, что в реверсивно-рулевом водометном движителе, содержащем дефлектор и реверсивный изогнутый водовод заднего хода, установленный с возможностью поворота в вертикальной плоскости, на дефлекторе размещена поворотная головка управления судном, реверсивный водовод выполнен трубчатым и установлен непосредственно на поворотной головке под ее выходным отверстием посредством проушины, закрепленной на наружной поверхности поворотной головки и кронштейна, взаимодействующего с боковой поверхностью трубчатого сплошного водовода, при этом в рабочем положении водовода краевая часть головки управления размещена во внутренней полости изогнутого водовода.
Выходная концевая часть реверсивного трубчатого водовода выполнена прямолинейной.
Водовод заднего хода конструктивно выполнен как одно целое с гидроплитой.
Во внутренней полости концевой части реверсивного водовода, контактирующей в рабочем положении с наружной поверхностью краевой части головки управления, выполнена кольцевая выборка, диаметр которой больше наружного диаметра поворотной головки управления.
Заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «новизна», т.к. проведенный поиск не выявил источник информации, откуда было бы известно решение, совпадающее с совокупностью признаков независимого пункта формулы.
Реализация заявленного изобретения не противоречит известным законам физики механики, а также была испытана на опытных образцах спецтехники, что позволяет утверждать о его соответствии условию патентоспособности «промышленная применимость».
Поскольку из известных источников информации не известен прием размещения водовода на поворотной головке с возможностью сопряжения его с выходным ее отверстием для осуществления заднего хода, предложенное техническое решение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».
На фиг. 1 представлен общий вид водометного движителя в положении «движение вперед и направо»; на фиг. 2 - общий вид в положении «задний ход и налево»; на фиг. 3 - продольный разрез при движении вперед; на фиг. 4 - продольный разрез при движении назад; на фиг. 5 - вариант совмещения водовода с гидроплитой.
Заявленный реверсивно-рулевой водометный движитель крепится на транце 1 речного или морского судна и содержит дефлектор 2 с поворотной головкой 3, на наружной поверхности которой шарнирно установлен трубчатый реверсивный изогнутый водовод 4 заднего хода, выходной участок 5 которого выполнен прямолинейным. Водовод 4 в поперечном сечении может быть выполнен любой формы: круглой, прямоугольной (квадратной), овальной и т.д.
Посредством пары кронштейнов 6 и проушин 7, соединенных друг с другом шарнирно, водовод 4 размещен под выходным отверстием поворотной головки 3.
Для осуществления поворота судна на головке 3 выполнен выступ 8, взаимодействующий с тягой, тросом, сервоприводом (не показаны).
Один из кронштейнов 6 снабжен рычагом 9 управления водоводом 4, взаимодействующим с тросом, тягой или сервоприводом (не показаны), посредством которого осуществляют поворот водовода 4 для изменения режима движения «вперед/стоп/назад».
Концевая часть поворотной головки 3 при повороте водовода 4 для осуществления движения судна задним ходом размешается во внутренней полости концевой части реверсивного водовода 4. Для более плотного соединения поворотной головки 3 с водоводом 4 в его внутренней концевой части выполнена выборка (проточка) 10 с эластичной герметизирующей прокладкой (не показана). Диаметр кольцевой выборки водовода 4 несколько больше наружного диаметра поворотной головки 3 управления
На нижних торцевых кромках кронштейнов 6 установлена гидроплита 11, которая конструктивно выполнена как одно целое с водоводом 4 заднего хода. Гидроплита 11 может располагаться как ниже водовода 4 заднего хода, так и быть интегрирована в его средней части, т.е. совмещены друг с другом.
На нижней поверхности гидроплиты 11 установлены ребра жесткости 12, параллельные продольной оси водовода 4. Гидроплита 11 размещена в выемке гидролыжи 13 судна, консольная часть которой выступает за пределы транца 1.
Устройство работает следующим образом.
При движении судна вперед посредством передачи усилия приводом на выступ 8 осуществляется поворот головки 3 и, как следствие, - судно маневрирует посредством управления вектором реактивной тяги. При движении вперед ребра жесткости гидроплиты 11 выполняют роль дополнительных рулей, а сама гидроплита 11 улучшает гидродинамические качества судна в глиссирующем режиме, при этом водовод 4 не имеет контактов с выходным отверстием поворотной головки 3.
В случае необходимости воздействием через рычаг 9 на кронштейн 6 осуществляют поворот водовода 4 в проушине 7, в результате чего проточка 10 водовода 4 размещается на наружной поверхности концевой части поворотной головки 3, зазор герметизируется эластичной прокладкой, в результате чего исходящий поток воды из дефлектора 2 движителя меняет направление своего движения в сторону носовой части судна. Таким образом судно движется назад. Поскольку водовод 4 заднего хода закреплен непосредственно на поворотной головке 3 при ее повороте осуществляется маневрирование на заднем ходу посредством управления вектором реактивной тяги. Гидроплита 11 в этом случае выполняет роль волноотбойника.
Для реализации режима "СТОП" осуществляют частичный поворот водовода 4 в проушине 7, при этом реактивные струи уравновешивают друг друга при работающем водометном движителе.
При установке гидроплиты 11 с отрицательным углом гидроплита при движении вперед выполняет роль регулируемого триммера.
В процессе перевода устройства в положение задний ход при движении вперед гидроплита 11 выполняет роль динамического тормоза.
Среднее положение устройства соответствует нулевой тяге при работающем водометном движителе.
Триммирование происходит следующим образом. При глиссирующем режиме движения судна оператор при помощи привода управления реверсом плавно изменяет угол наклона гидроплиты 11 до отрицательных значений. При этом передняя часть гидроплиты поднимается в выемку, выполненную в корпусе судна, а задняя часть гидроплиты 11 при этом опускается за габарит сечения корпуса судна. При этом выемка в корпусе судна образует кормовой редан, в результате чего набегающий поток воды создает избыточное давление в задней части гидроплиты 11, создающее подъемную силу, которая через места крепления реверса передается транцевой части судна 1.
Режим динамического торможения осуществляется следующим образом. При переводе реверса в положение «ноль» или «задний ход» при глиссирующем режиме движения передняя часть гидроплиты 11 выходит за габарит сечения корпуса судна, а задняя поднимается. Гидроплита 11 своей передней частью захватывает набегающий поток воды и направляет его вверх под углом. При этом возникает тормозной эффект и отрицательная подъемная сила, которая через крепления реверса воздействует на кормовую часть судна, препятствуя заглублению носа судна.