Способ получения и регулирования тяги судна

 

Изобретение относится к способам получения и регулирования тяги судовых движителей. Сущность изобретения: в судовом движителе, например, гребном винте, по крайней мере одну лопасть, вектор линейной скорости которой прямо или под углом направлен навстречу набегающему потоку, обусловленному орбитальным движением воды при волнении, отодвигают от оси вращения, регулируют частоту вращения лопастей, обеспечивают ее равенство частоте вращения орбитального движения воды при волнении со смещением по фазе на 180° и совпадению по направлению. Другой разновидностью способа является непрерывное изменение расстояния лопастей от оси вращения, причем лопасти движителя вращают с частотой, большей чем частота орбитального движения воды при волнении, при этом отодвигают от оси вращения лопасти, движущиеся прямо или с некоторым углом навстречу потоку воды, а лопасти, которые движутся прямо или с некоторым углом в направлении потока воды, сдвигают к оси их вращения. Использование изобретения обеспечивает экономию топлива за счет использования энергии морских волн путем получения дополнительной тяги и позволяет регулировать величину тяги. 3 з. п. ф лы, 1 ил.

Изобретение относится к судостроению, а именно к судовым движителям.

Известен способ получения и регулирования тяги (упора) судна, при котором гребные лопасти устанавливают под углом атаки к набегающему потоку и вращают вокруг оси, при этом для регулирования тяги изменяют частоту вращения, угол атаки лопастей и величину отстояния лопастей от оси вращения.

Недостатком данного способа является то, что для получения тяги непрерывно расходуются судовые запасы энергии.

Предложенное изобретение предназначено для решения технической задачи получения дополнительной тяги за счет энергии морских волн и регулирования этой тяги во всем диапазоне от нуля до максимума.

Технический результат достигается тем, что одну или несколько рабочих лопастей, вектор линейной скорости которых направлен навстречу набегающему потоку, отодвигают от оси вращения, регулируют частоту вращения этих лопастей, обеспечивая постоянство направления вектора линейной скорости на отодвинутых от оси вращения лопастях навстречу набегающему потоку, при этом величину дополнительной тяги регулируют, изменяя расстояние между отодвинутыми лопастями и осью вращения движителя, причем при изменении направления волн с одного борта на другой изменяют направление вращения лопастей, а для обеспечения маневра реверса изменяют угол наклона лопастей к оси вращения.

На чертеже показан пример реализации способа в трехлопастном винте регулируемого шага.

При направлении набегающего потока воды, обусловленного ходом судна и качкой его или орбитальным движением воды при волнении закрепленные в ступице 1 лопасти 2 и 3 остаются на том же расстоянии от оси гребного винта, что и при работе винта при отсутствии волнения. При этом эти лопасти могут быть установлены под углом атаки к набегающему потоку для получения тяги или установлены поперек него для получения дополнительного вращающего момента гребного винта.

Лопасть 4 на штанге 5 отодвигают от ступицы, а ступицу вращают с помощью судового двигателя. При этом частоту вращения регулируют таким образом, чтобы вектор линейной скорости отодвинутой лопасти (поз.4) был направлен навстречу набегающему потоку. На фиг. 1 набегающий поток, или его вертикальная составляющая, направлен вниз. Линейная же скорость лопасти направлена навстречу ему вверх. В результате на отодвинутую лопасть воздействует поток, скорость которого равна сумме скоростей набегающего потока воды (ее вертикальной составляющей) и линейной скорости отодвинутой лопасти. Горизонтальная составляющая подъемной силы есть не что иное, как тяга, полученная за счет энергии судового двигателя и дополнительной энергии от морской волны.

Для регулирования величины дополнительной, волновой, тяги изменяют расстояние между отодвинутой лопастью и осью вращения лопасти.

При таком способе регулирования добиваются совпадения частот вращения лопастей с частотой орбитального движения воды при волнении, причем вращение лопастей совпадает по направлению с орбитальным движением воды, отставая от орбитального движения воды на 180^о.

Другой разновидностью способа является способ, при котором лопасти движителя вращают с частотой не равной, преимущественно большей, чем частота орбитального движения воды при волнении. Лопасти в процессе работы непрерывно перемещают в радиальном направлении, а именно, отодвигают от оси вращения лопасти, которые движутся навстречу потоку воды прямо или под некотоpым углом, а лопасти, которые движутся в направлении потока воды при ее орбитальном движении, перемещают к оси вращения лопастей.

Данная разновидность способа позволяет регулировать полученную тягу в более широком диапазоне.

Для изменения направления тяги не меняют направление вращения лопастей, изменяют лишь угол их наклона к оси вращения.

Предложенный способ позволяет экономить судовые запасы топлива за счет использования энергии морской волны, обеспечивает работу движителя при отсутствии волнения моря за счет судового двигателя и плавную регулировку волновой тяги во всем ее диапазоне.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЯГИ СУДНА, при котором лопасти винта устанавливают с углом атаки к набегающему потоку, вращают вокруг оси винта и регулируют тягу путем изменения частоты вращения, угла установки лопастей и величины отстояния лопастей от оси вращения, отличающийся тем, что отодвигают от оси вращения лопасти, векторы линейной скорости которых направлены навстречу набегающему потоку, обусловленному орбитальным движением воды или качкой судна на волнении, образуя волновую составляющую тяги, которую регулируют путем изменения величины выдвижения лопастей.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что лопасти движителя вращают с частотой орбитального движения воды при волнении.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что лопасти движителя вращают с частотой, превышающей частоту орбитального движения воды при волнении, при этом отодвигают от оси вращения лопасти, движущиеся прямо или под углом навстречу потоку воды, и сдвигают к оси вращения лопасти, движущиеся прямо или с некоторым углом в направлении потока воды.

4. Способ по пп. 1 3, отличающийся тем, что при изменении направления волны с одного борта на другой изменяют направление вращения лопасти.

РИСУНКИ

Рисунок 1