Активный руль судна

 

Изобретение относится к судостроению, в частности к средствам активного управления судами - активным рулям. Активный руль содержит полый баллер и перо руля, в которое вмонтирован водометный движитель, кинематически связанный через вертикальный вал, проходящий внутри полого баллера, с двигателем. Водометный движитель включает в себя вертикальные роторы, установленные с возможностью вращения с реверсом в симметричных цилиндрических нишах канала по всему размаху пера руля. Входной и выходной каналы выполнены в виде прямоугольных щелей по всему размаху посередине пера симметрично относительно плоскости симметрии пера руля. Достигается повышение эффективности руля. 4 ил.

Изобретение относится к судостроению, в частности к средствам активного управления судами - активным рулям.

Известен активный руль судна (см. а.с. СССР 1004198, МКИ В 63 Н 25/30, 1983 г. ), содержащий полый баллер и перо руля, имеющее входной и выходной каналы и в которое вмонтирован движитель, выполненный в виде центробежного насоса, привод которого осуществляется от двигателя через вертикальный вал, проходящий внутри полого баллера. Это устройство принято в качестве прототипа.

Как следует из описания к устройству-прототипу, при работе движителя (центробежного насоса) струя воды, выходящая из цилиндрической формы сопла, создает тягу, которая при заданных углах перекладки руля обеспечивает необходимое маневрирование судна в ограниченной акватории без использования главных движителей, а схема расположения водопроводящих каналов исключает авторотацию рабочего органа и валовой линии.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности активного руля.

Цель достигается тем, что в активном руле судна, содержащем полый баллер и перо руля, имеющее входной и выходной каналы и в которое вмонтирован движитель, кинематически связанный через вертикальный вал, проходящий внутри полого баллера, с двигателем, движитель выполняют в виде вертикальных роторов с возможностью вращения с реверсом в симметричных цилиндрических нишах канала по всему размаху пера руля, причем входной и выходной каналы выполняют в виде прямоугольных щелей по всему размаху посередине пера симметрично относительно плоскости симметрии пера руля.

Кроме того, входной канал образуют носовыми предкрылками пера руля, а выходной канал образуют кормовыми закрылками пера руля, причем предкрылки и закрылки выполняют с возможностью поворота относительно собственных вертикальных осей.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где фиг.1 - продольный разрез активного руля; фиг. 2 - сечение профиля пера руля при создании тяги роторным водометным движителем в плоскости симметрии пера руля; фиг. 3 - вариант сечения профиля пера руля при создании управляющей тяги роторным водометным движителем при перекладке кормовых закрылков под углом к плоскости симметрии пера руля; фиг. 4 - вариант сечения профиля пера руля при использовании активного руля в качестве обычного руля.

Активный руль состоит из пера руля 1, в которое вмонтирован повторяющий профиль пера руля 1 корпус 2 водометного роторного движителя, вертикальных роторов 3 с возможностью вращения с реверсом, приводимых посредством вала 4, проходящим через полый баллер 5 руля. В корпусе 2 по всему размаху пера руля 1 выполнены симметричные цилиндрические ниши 6, в которые установлены роторы 3. В пере руля 1 имеются входной канал 7, образованный носовыми предкрылками 8 пера руля 1, и выходной канал 9, образованный кормовыми закрылками 10 пера руля 1. Входной 7 и выходной 9 каналы выполнены в виде прямоугольных щелей по всему размаху посередине пера 1 симметрично относительно плоскости симметрии пера руля 1. Причем предкрылки и закрылки выполнены с возможностью поворота относительно собственных вертикальных осей. Профили поперечного сечения роторов 3 могут быть любых форм, которые при их вращении обеспечивают неперетекание жидкости через цилиндрические ниши 6 из выходного плоского щелевого канала 9 во входной канал 7.

Стрелками показаны направления вращения роторов 3, направления поворота предкрылков 8 и закрылков 10, направления создаваемых потоков во входном 7 и выходном 9 каналах и набегающий поток на руль.

Активный руль работает следующим образом.

При вращении вертикальных роторов 3, как показано стрелками на фиг.2, окружающая вода засасывается через входной канал 7 и выбрасывается через выходной канал 9 по всему размаху пера руля 1. При этом создается тяга роторным водометным движителем, которая при заданных углах перекладки руля обеспечивает необходимое маневрирование судна в ограниченной акватории без использования главных движителей, а выполнение входного 7 и выходного 9 каналов роторного водометного движителя в виде прямоугольных щелей по всему размаху посередине пера 1 относительно плоскости симметрии пера руля 1 позволит использовать движитель максимального гидравлического сечения, что повысит эффективность предлагаемого активного руля.

Следует отметить, что поворотом закрылков 10, как показано на фиг.3, можно обеспечить необходимое маневрирование судна без поворота баллера 5 руля, т.е. без использования рулевой машины.

Кроме того, при соединении предкрылков 8 и закрылков 10, как показано на фиг. 4, получается конфигурация обычного плавнообтекаемого пера руля с минимальным сопротивлением, которая может использоваться на режимах хода судна под главными движителями без работы роторного водометного движителя.

В результате предложенный активный руль судна за счет использования роторного водометного движителя с максимально возможным гидравлическим сечением повышает эффективность при создании тяги при маневрировании судна.

Формула изобретения

1. Активный руль судна, содержащий полый баллер и перо руля, в которое вмонтирован водометный движитель, кинематически связанный через вертикальный вал, проходящий внутри полого баллера, с двигателем, отличающийся тем, что водометный движитель включает в себя вертикальные роторы, установленные с возможностью вращения с реверсом в симметричных цилиндрических нишах канала по всему размаху пера руля, причем входной и выходной каналы выполнены в виде прямоугольных щелей по всему размаху посередине пера симметрично относительно плоскости симметрии пера руля.

2. Активный руль судна по п.1, отличающийся тем, что входной канал образован носовыми предкрылками пера руля, а выходной канал образован кормовыми закрылками пера руля, причем предкрылки и закрылки выполнены с возможностью поворота относительно собственных вертикальных осей.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4