Способ управления гребным винтом регулируемого шага

 

Использование: судостроение, а именно управление винтами регулируемого шага (ВРШ). Сущность изобретения: одну из лопастей ВРШ при ходе судна, например, под парусом устанавливают в плоскости, проходящей через его ось, при этом ступицу расцепляют с гребным валом, обеспечивая ее свободное вращение на гребном валу. Лопасть, установленную в плоскости, проходящей через ось гребного винта, поворачивают напорной поверхностью навстречу набегающему потоку воды, обусловленному ее орбитальным движением при волнении, а две другие лопасти поворачивают и устанавливают напорными поверхностями навстречу друг другу под некоторыми углами к поперечной плоскости винта. Углы могут быть равны по величине и обратны по знаку. Использование способа снижает сопротивление движению судна и обеспечивает получение тяги за счет использования энергии морских волн. 5 ил.

Изобретение относится к судостроению, а именно, к гребным ВРШ.

Известен способ управления ВРШ, когда при отсутствии вращения гребного вала, например при ходе судна под парусом или на буксире, или за счет других движителей, его лопасти поворачивают и устанавливают в плоскости, проходящей через ось ВРШ (ось линии вала), т.е. во флюгерное положение, а линию вала застопоривают.

Недостатком известного способа является то, что при этом ВРШ не создает тяги (упора), но создает сопротивление движению судна, хотя оно меньше, чем гидродинамическое сопротивление при расположении лопастей под углом к поперечной плоскости ВРШ.

Целью изобретения является устранение названных недостатков путем получения тяги с помощью трехлопастного ВРШ за счет энергии морских волн.

Указанная цель достигается тем, что при остановленных гребном двигателе и гребном вале обеспечивают возможность свободного вращения ступицы ВРШ, а его лопасти поворачивают и устанавливают под разными углами к поперечной плоскости ВРШ, при этом одну лопасть устанавливают в плоскости, проходящей через ось ВРШ, причем ее нагнетающую поверхность обращают навстречу набегающему потоку воды при ее орбитальном движении, обусловленном волнением, а нагнетающие поверхности двух других лопастей обращают навстречу друг другу и устанавливают под некоторыми углами к поперечной плоскости ВРШ.

На фиг. 1 показан гребной ВРШ, у которого имеются три лопасти, установленные под равными углами к поперечной плоскости ВРШ; на фиг.2 ступица с лопастью (лопасть повернута влево от поперечной плоскости); на фиг.3 то же (лопасть повернута вправо от поперечной плоскости); на фиг.4 то же (лопасть повернута в плоскость, проходящую через ось ВРШ); на фиг.5 гребной ВРШ, расцепленный с гребным валом.

Конкретный пример реализации способа.

При движении судна под действием судового двигателя, например дизеля, все лопасти 1, 2 и 3 трехлопастного винта, установленные с возможностью поворота в ступице 4, повернуты на равные углы к поперечной плоскости винта, обусловленные заданными параметрами движения судна.

При движении судна под действием других движителей, например под парусом, останавливают гребной двигатель данного ВРШ, застопоривают гребной вал 5, расцепляют ступицу 4 с гребным валом 5, для чего, например с помощью внутреннего вала 6 отодвигают ее от гребного вала 5, выводят штыри 7 из зацепления с гнездами (не показаны) в гребном валу 5, обеспечивая свободное вращение ВРШ на внутреннем валу 6 с помощью опорно-упорного подшипника.

Две лопасти, например лопасти 1 и 2, поворачивают напорными поверхностями друг к другу и устанавливают под некоторыми углами к поперечной плоскости ВРШ. Эти углы могут быть равны по величине, но обратны по знаку. Лопасть 3 поворачивают и устанавливают в плоскости, проходящей через ось ВРШ, причем нагнетающую поверхность этой лопасти поворачивают навстречу набегающему потоку воды, обусловленному ее орбитательным движением или качкой судна на волнении: при направлении волны справа в диапазоне углов от 0 до 180^о, когда вращение воды происходит против часовой стрелки, если смотреть со стороны кормы судна, лопасть 3 при нахождении ее в верхнем положении ориентируют поверхностью вправо, а при направлении волны слева в том же диапазоне курсовых углов, когда вращение воды осуществляется по часовой стрелке, напорная поверхность лопасти 3 при нахождении ее в верхнем положении должна быть повернута влево.

Благодаря такому положению лопасть 3 работает как флюгер, устанавливаясь вдоль набегающего потока, и поворачивает ступицу 4 с лопастями 2 и 1, которые устанавливаются с некоторыми углами атаки к набегающему потоку, проекция вектора скорости которого на поперечную плоскость судна может изменяться в диапазоне углов от 0 до 360^о.

Поскольку частицы воды при волнении находятся в движении постоянно, а лопасти 1 и 2 находятся постоянно под некоторыми углами атаки к набегающему потоку, на ВРШ постоянно создается подъемная сила Жуковского, горизонтальная составляющая которой является волновой тягой, движущей судно. При этом, если направление волны перпендикулярно диаметральной плоскости судна, а частицы воды при волнении движутся по строго круговой орбите, волновая тяга, создаваемая ВРШ, будет постоянной.

Реализация способа позволяет не только снизить сопротивление движению судна, но и получить дополнительную тягу за счет энергии морских волн.

Работоспособность способа проверена на модели в реальных условиях.

Формула изобретения

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ГРЕБНЫМ ВИНТОМ РЕГУЛИРУЕМОГО ШАГА с тремя лопастями и ступицей, соединенной с гребным валом, состоящий в том, что при движении судна под действием других движителей гребной вал застопоривают, а лопасти винта устанавливают во флюгерное положение, отличающийся тем, что ступицу разобщают с гребным валом, одну из лопастей поворачивают нагнетающей поверхностью навстречу набегающему потоку воды, а две другие лопасти поворачивают и устанавливают нагнетающими поверхностями друг к другу на углы к поперечной плоскости, равные по величине и обратные по знаку.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5