Электрогидравлический судовой движитель

 

Изобретение относится к судостроению, а именно к электрогидравлическим судовым движителям. Цель изобретения - повышение КПД движителя. Движитель имеет корпус с охватывающей его двухслойной эластичной оболочкой, состоящей из слоев 3, 4 и разделенной внутренними перегородками 5 на камеры 7, заполненные жидкостью, например водой. В камерах 7 размещены пары электроразрядных электродов 8 и формирователи электрических разрядов, соединенные с блоком электропитания на борту судна с помощью коммутационной аппаратуры, выполненной, например, на тиристорах. При включении электропитания движителя разряды в камерах раздают внешнюю эластичную оболочку, образуя бегущую волну деформации по эластичной оболочке, которая увлекает за собой прилежащие слои окружающей среды, создавая реактивную тягу движителя. 4 ил.

Изобретение предназначено для сообщения движения судам преимущественно подводного типа и может быть использовано в качестве движителя подводных лодок. Цель изобретения - повышение КПД путем уменьшения тепловых потерь. На фиг. 1 показано судно с электрогидравлическим движителем на цилиндрической и конической поверхности корпуса, частичный разрез; на фиг.2 - то же, с возбужденной бегущей волной по поверхности эластичной оболочки движителя; на фиг. 3 - судно с электрогидравлическим движителем, поперечный разрез; на фиг.4 - разрез А-А на фиг.3. Корпус 1 электрогидравлического судового движителя имеет цилиндрическую и коническую части с кормовой оконечностью 2, на которых выполнены два слоя эластичной оболочки: внешней 3 и внутренней 4, облегающий корпус 1. Между оболочками выполнены перегородки из эластичного материала, кольцевые 5 и продольные 6, которые разделяют полость двухстенной эластичной оболочки на секции-камеры 7. Внутри каждой камеры 7 укреплены пары электроразрядных электродов 8, установленные в пробках 9 и проходящие через корпус 1 и слой 4 оболочки. Все пары электродов 8 кольцевой системы подключены между собой параллельно. В одной из камер 7 каждой кольцевой системы укреплен формирователь разрядов, состоящий из одного электрода 8 пары и контакта на упругом токоподводе 10, образующем с электродом 8 пару нормально разомкнутых контактов. Токоподвод 10 имеет вывод 11 через элекроизолирующую пробку 12 в корпусе 1 и слое 4 эластичной оболочки. Все камеры 7 заполнены, например, водой или другой жидкостью, мало разлагающейся в процессе электрогидравлического эффекта. Кольцевые группы пар электродов 8 подключены к источнику электрического напряжения на борту судна (на чертежах не показан) через формирователи разрядов на токоподводах 10 с помощью типовой коммутационной аппаратуры, выполненной, например, на тиристорах. При этом формирователь разрядов первой кольцевой системы пар электродов помещен в камере 7 последней из кольцевых систем данной ступени движителя, число которых может быть произвольным и определяется конкретными условиями применения, т.е. размерами судна. Токоподвод 10 формирователя разрядов выполнен в толще стенки перегородки 5 каждой кольцевой системы или в непосредственной близости от нее с возможностью смещения вместе с перегородкой 5 в сторону электрода 8 соответствующей пары электроразрядника до замыкания на него. Выводы 11 токоподводов 10 формирователей разрядов и выводы 13 от электродов 8 пар электроразрядников через электроизолирующие пробки 9 и 12 подключены к схеме электропитания с помощью электроизолированных проводов. Материалом эластичных слоев 3 и 4, эластичных перегородок 5 и 6 может быть резина, фторопласт, другие полимеры в зависимости от назначения и размеров движителя. Электроды 8 могут быть стальными, медными, платиновыми и другими в зависимости от рода жидкости, заполняющей полости камер 7. В результате электрического разряда на всех парах электродов 8 в камерах 7 первой кольцевой системы одновременно образуются ударные волны вокруг каждой из пар электродов 8 в каждой камере 7 первой кольцевой системе, которые раздают во все стороны, кроме внутренней, имеющей под собой жесткий корпус 1, эластичные камеры 7, что приводит к вздутию кольцевой системы камер 7 по внешней оболочке 3. При этом перегородки 5, разделяющие кольцевые системы камер 7 с кольцевыми системами пар электродов 8, раздвигаются в противоположные стороны, наклоняя токоподвод 10 очередной кольцевой системы к электроду 8 этой очередной кольцевой системы до замыкания в момент начала фазы "схлопывания" предыдущих разрядов. В результате замыкания токоподвода 10 на электрод 8 очередной кольцевой системы срабатывает формирователь разрядов этой очередной системы пар электродов 8, что сопровождается разрядом и ударной волной во второй кольцевой системе камер 7, которая раздается по внешней оболочке 3. При этом спад давления в предыдущей кольцевой системе камер 7 вследствие "схлопывания" компенсируется раздвижением перегородок 5 и стягиванием внутрь по первой кольцевой системе камер внешней оболочки 3, что приводит к образованию и распространению по направлению следования очередных разрядов в очередных кольцевых системах камер бегущей волны деформации внешней оболочки 3, так как вторая кольцевая система камер в результате отклонения кольцевой перегородки 5 в сторону третьей кольцевой системы замыкает ее токоподвод 10 формирователя разрядов на электрод 8 третьей системы пар электродов и так далее до последней кольцевой системы разрядников данной ступени, формирователь разрядов которой размещен в первой кольцевой системе камер, т. к. после достижения волной деформации эластичной оболочки 3 до последней системы камер 7 данной ступени процесс распространения бегущей волны продолжится и распространится на вторую ступень движителя и одновременно возобновится на первой ступени. Данный процесс охватывает все ступени движителя и периодически повторяется в течение всего времени электропитания движителя. Так как бегущая волна деформации эластичной оболочки 3 увлекает за собой прилежащие слои окружающей среды (воды), то в результате реакции судно получает тягу движителя в противоположном направлении, т.е. в сторону основания конической части корпуса 1. Величина тяги определяется площадью поверхности эластичной оболочки 2, числом ступеней движителя, числом и размерами кольцевых систем камер 7 в ступени, физико-химическими характеристиками жидкости, заполняющей камеры, величиной напряжения и мощностью источника электропитания. Так как разряды в камерах 7 изолированы от внешней среды стенками эластичной оболочки 3, то это предотвращает полную передачу теплоты разряда внешней среде, т.е. обеспечивается повышение КПД за счет сохранения теплоты в жидкости камер 7. Чрезмерное перегревание камер предотвращается их частичным охлаждением в потоке окружающей среды, а эластичность самой оболочки 3 позволяет ей соответственно увеличивать размеры при возрастании объема жидкости в процессе нагревания при работе движителя. Ступени движителя могут быть выполнены практически по всей поверхности судна, что обеспечивает заданную площадь поверхности движителя, т.е. достигается любая заданная величина тяги движителя.

Формула изобретения

ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СУДОВОЙ ДВИЖИТЕЛЬ, содержащий корпус с установленными на нем группами пар электроразрядных электродов с формирователями разрядов, выполненных в виде пар нормально разомкнутых контактов, причем пары электродов каждой группы расположены по периметру одного из поперечных сечений корпуса и посредством формирователей разрядов электрически связаны с источником напряжения, формирователь разрядов ближайшей к носу корпуса группы пар электродов установлен за наиболее удавленной от носа корпуса группой пар электродов, а формирователи разрядов остальных групп пар электродов установлены в районах расположения последних, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД путем уменьшения тепловых потерь, корпус снабжен охватывающей его двухслойной оболочкой с внутренними эластичными перегородками, образующими камеры, заполненные жидкостью с электрической прочностью, соответствующей пробивному напряжению на указанных электродах, каждая пара электродов размещена в соответствующей камере, при этом один из контактов каждого формирователя разрядов связан с внутренней эластичной перегородкой камеры, а другой контакт установлен на одном из пары электроразрядном электроде.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4