Волновой движитель

 

Изобретение относится к судостроению и касается создания движителей, использующих энергию морских волн для движения судов. Волновой движитель имеет подводное поворотное тяговое крыло. Тяговое крыло шарнирно соединено со стойкой, закрепленной на горизонтальном валу. Горизонтальный вал расположен параллельно диаметральной плоскости судна. Судовой волновой движитель дополнительно снабжен небалансирным управляющим крылом. Управляющее крыло шарнирно закреплено на стойке. Волновой движитель дополнительно снабжен кинематической передачей с передаточным отношением, равным единице, между тяговым и управляющим крыльями. Ось поворота тягового крыла проходит через конструктивный центр бокового давления. Угол между средними гидродинамическими хордами тягового и управляющего крыльев не равен нулю. Тяговое крыло имеет несимметричный профиль и выпукло-вогнутую форму в продольном сечении. Технический результат реализации изобретения заключается в повышении эффективности использования энергии морских волн для движения судна. 2 ил.

Изобретение относится к судостроению, а именно к движителям, использующим энергию морских волн для движения судна.

Известен волновой движитель судна, содержащий подводное поворотное тяговое крыло, шарнирно соединенное со стойкой, закрепленной на горизонтальном валу, расположенном параллельно диаметральной плоскости судна (авторское свидетельство СССР N 1504161, кл. B 63 H 19/02, 04.11.1985 г.).

Недостатком известного устройства является относительно невысокий коэффициент использования энергии морских волн для получения тяги.

Предложенное техническое решение предназначено для повышения эффективности использования энергии морских волн для движения судна.

Технический результат достигается тем, что волновой движитель дополнительно снабжен небалансирным управляющим крылом, шарнирно закрепленным на стойке, и кинематической передачей с передаточным отношением, равным единице, при этом ось поворота тягового крыла проходит через конструктивный центр бокового давления, а угол между средними гидродинамическими хордами крыльев не равен нулю, причем тяговое крыло имеет несимметричный профиль и выпукло-вогнутую форму в продольном сечении.

На фиг. 1 показан волновой движитель, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, сечение А-А на фиг. 1.

Волновой движитель содержит горизонтальный вал 1, шарнирно соединенный с корпусной конструкцией судна, например с пилонами 2. К валу жестко прикреплена стойка 3, имеющая симметричный крыльевой профиль. Другой конец стойки шарнирно соединен с тяговым крылом 4, имеющим несимметричный профиль и выпукло-вогнутую форму по длине крыла.

Посредством кинематической передачи 5, например шестеренчатой, управляющее крыло 6 связано с тяговым крылом 4. Передаточное отношение равно единице. Тяговое усилие крыла 4 передается через стойку 3 и вал 1 опорно-упорному подшипнику 7, расположенному в корпусной конструкции судна. Поворот крыла 4 и связанного с ним крыла 6 ограничивается упорами 8.

Крылья 4 и 6 не параллельны друг другу. Угол рассогласования устанавливается при постройке и сохраняется постоянным в процессе эксплуатации.

Волновой движитель эффективно работает при направлении волн со стороны бортовых секторов, используя энергию орбитального движения воды и качки судна.

Под действием набегающего потока воды, вектор которого располагается под углом как к вертикальной, так и горизонтальной плоскости, стойка 3 непрерывно поворачивается и устанавливается во флюгерное положение к поперечной составляющей этого потока, а крыло 6, баллер которого при этом оказывается повернутым в перпендикулярное положение к поперечной составляющей, под действием потока устанавливается во флюгерное положение к нему.

Момент вращения крыла 6 через кинематическую передачу 5 поворачивает крыло 4 и устанавливает его с углом атаки к набегающему потоку, равным углу рассогласования между крыльями, заданному при постройке. Благодаря углу атаки и несимметричному профилю крыла, а также выпукло-вогнутой форме крыла по длине на крыле 4 создается подъемная сила, направленная под углом вперед, существенно большая, чем в прототипе и, кроме того, постоянно большая нуля. Разложение этой силы на составляющие дает две силы: параллельно оси вала 1 - волновую тягу и перпендикулярно оси вала 1 - силу, которая способствует установлению стойки 3 во флюгерное положение.

Выпукло-вогнутая форма крыла 4 по длине уменьшает его гидродинамическое сопротивление при вращении вокруг оси вала 1.

Предложенный волновой движитель может эффективно работать на любых судах, в том числе малокачающихся, когда для получения тяги используется преимущественно орбитальное движение воды при волнении и не используется качка. Особенно эффективным может быть применение данного предложения на парусных судах при ходе под парусом. Это обусловлено тем, что паруса наиболее эффективно работают при тех же курсовых углах ветра, при каких курсовых углах волны наиболее эффективно работает предложенный волновой движитель. А способность этого волнового движителя работать только за счет энергии орбитального движения воды при выполнении дает ему превосходство над всеми известными волновыми движителями при ходе судна под парусом, который существенно снижает качку.

Формула изобретения

Волновой движитель, содержащий подводное поворотное тяговое крыло, шарнирно соединенное со стойкой, закрепленной на горизонтальном валу, расположенном параллельно диаметральной плоскости судна, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен небалансирным управляющим крылом, закрепленным на стойке шарнирно, и кинематической передачей с передаточным отношением, равным единице, между названными крыльями, при этом ось поворота тягового крыла проходит через конструктивный центр бокового давления, а угол между средними гидродинамическими хордами крыльев не равен нулю, причем тяговое крыло имеет несимметричный профиль и выпукло-вогнутую форму в продольном сечении.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2