Волнодвижители подводного судна

Изобретение относится к судостроению, а именно к судовым устройствам, использующим энергию волн для создания дополнительной тяговой силы. Волнодвижители подводного судна, находящегося на перископной глубине, представляющие собой наклонную пластину, которая закреплена на рубке корабля, и штатные носовые рули (крылья). Для усиления тяговой силы, возникающей на пластине, на штатных носовых рулях (крыльях), опирающихся при вращении на упоры, при взаимодействии с волной возникает гидродинамическая сила F, вертикальная составляющая которой - сила N - уменьшает амплитуду качки, а горизонтальная составляющая - сила Т - создает тяговую силу, которая увеличивает скорость корабля V. Достигаемый технический результат - дизель-электрические подводные суда длительное время могут находиться на перископной глубине, не всплывая для подзарядки аккумуляторной батареи. 1 ил.

 

Изобретение относится к судостроению, а именно к судовым устройствам, использующим энергию волн для создания дополнительной тяговой силы.

Средние условия плавания океанских судов можно приравнять к непрерывному плаванию против набегающей волны интенсивностью 4 балла [1].

Со времен парусного флота из двух сил, действующих на судно (ветра и волнения моря), приоритет получила первая. Остался незамеченным тот факт, что энергия морских волн значительно больше энергии ветра, улавливаемой парусами. Волна, подходящая к носовой оконечности судна, обладает энергией

где p - плотность воды,

g - ускорение свободного падения,

а - амплитуда волны,

λ - длина волны

Следует отметить, что частицы жидкости в волне движутся по круговым орбитам, с радиусами, пропорциональными амплитуде волны:

где: Rh - радиус орбит частиц жидкости на глубине h;

Ro - радиус орбит частиц жидкости у свободной поверхности;

h - глубина жидкости;

λ - длина волны.

Следовательно, в морях и океанах волна на перископной глубине обладает достаточной энергией, которую можно использовать для движения корабля.

Эту энергию можно реализовывать в тяговую силу с помощью различных устройств, установленных на судах. Особый интерес представляют устройства, использующие энергию волн на подводных судах, так как основное плавание последних - это плавание на перископной глубине. Существуют ряд способов для движения подводных судов. Это и движение с помощью мускульной силы [2] и движение, где в качестве волнодвижителя используется наклонная пластина [3]. Последнее устройство принято нами за прототип. Подводное судно 1 (фиг. 1), идущее под перископом 4 оборудована на рубке 5 жестко закрепленной пластиной 6. Пластина установлена под углом α.

Как показали экспериментальные исследования, оптимальный угол α составляет 20°-30°. На пластине, подобно мелководью, происходит увеличение крутизны волны и обрушение последней. При этом происходит передача импульса внутренней стороне пластины в результате чего возникает сила тяги Т. К недостаткам этого устройства следует отнести то, что возникающая сила тяги не позволяет подводному судну самостоятельно двигаться без использования главной силовой установки и винтов.

Целью настоящего изобретения является оборудование подводного судна устройствами, использующими энергию волн которые позволят двигаться кораблю без подключения главной иловой установки и винтов.

Указанная цель достигается тем, что для усиления силы тяги пластины подключаются штатные носовые рули (крылья).

На подводном судне носовые рули приводятся во вращение в электрическую, гидравликой и воздухом, а в случае поломки этих систем предусмотрен вариант отключения крыльев от последних и перевод работы носовых рулей вручную или во флюгерный режим.

На подводном судне 1 (фиг. 1) на крыльях 2 возникает тяговая сила Т, если они при вращении будут опираться на упоры 3.

Упоры представляют собой металлические стержни, закрепленные в межкорпусном пространстве, ограничивающие угол перекладки крыльев при вращении.

Как показали экспериментальные исследования, оптимальный угол перекладки крыла составляет 20° на одну сторону.

Это устройство, использующее энергию волн, работает следующим образом: при движении носовой оконечности подводного судна 1 (фиг. 1), находящегося на перископной глубине, на волнении вниз на крыльях 2, опирающихся на верхние упоры 3, возникает гидродинамическая сила F, вертикальная составляющая которой - сила N уменьшает амплитуду качки, что благоприятно сказывается на условиях обитания экипажа, а горизонтальная составляющая - сила Т создает тяговую силу которая усиливает тяговую силу пластины 6.

В результате действия этих двух сил на устройствах 2 и 6 корабль может двигаться самостоятельно без включения главных двигателей, а используя только энергию волн.

При изменении фазы волны на противоположную, носовая оконечность судна идет вверх, крылья 2 опираются на нижние опоры 3, сила N будет направлена вниз, а направление силы Т не изменится, и она по-прежнему будет двигать корабль.

Список литературы.

1. Чикаренко В.Г. «Волнодвижители». Издательство «Спутник», 2015 г.

2. Патент №2081028, 1997 г.

3. Патент №2528449, 2011 г.

Волнодвижители подводного судна, находящегося на перископной глубине, представляющие собой наклонную пластину, закрепленную на рубке корабля, и штатные носовые рули (крылья), отличающиеся тем, что для усиления тяговой силы, возникающей на пластине, на штатных носовых рулях (крыльях), опирающихся при вращении на упоры, при взаимодействии с волной возникает гидродинамическая сила F, вертикальная составляющая которой - сила N - уменьшает амплитуду качки, а горизонтальная составляющая - сила Т - создает тяговую силу, которая увеличивает скорость корабля V.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области судостроения и может быть применено для строительства судов: как спортивно-развлекательных, так и грузовых (например, танкеров), использующих для своего передвижения энергию ветра.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к малым плавающим средствам - шлюпкам и плотам, а также к области их ходовых механизмов, в частности к приводу ходового винта.

Изобретение относится к судостроению, а именно к внутреннему устройству корпусов судов, двигателей и размещению грузов, а также к сфере гидроволновой энергетики, в частности к электрогенераторам.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к малым плавающим средствам - шлюпкам и плотам, а также к области их ходовых механизмов, в частности к приводу ходового винта.

Изобретение относится к судостроению, а именно к судовым волновым движителям, использующим энергию волн для движения судна или привод от двигателя при отсутствии волн.

Изобретение относится к судовым устройствам, в частности к плавучим якорям. Волнодвижитель парус-решетка представляет собой набор коротких по длине подводных парусов.

Изобретение относится к области нетрадиционных и возобновляющихся источников энергии, а именно волновой энергии и преобразования ее в другие виды, преимущественно в электрическую.

Изобретение относится к судовым устройствам, в частности к судовым волнодвижителям. Судовой волнодвижитель обладает более простой конструкцией, отсутствием вращательных механизмов и подвижных деталей.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к судовым движителям, использующим энергию волн. .

Изобретение относится к области судостроения, в частности к малым плавающим средствам - шлюпкам и плотам, в том числе спасательным, и касается их ходовых механизмов, а именно - привода ходового винта.

Изобретение относится к механическим двигателям и предназначено для использования на надувных лодках. Педальный привод надувного судна содержит педальный блок, сиденье, рычаг управления, киль и гребной винт.

Изобретение относится к плавательным спортивно-развлекательным устройствам, а именно к доскам для серфинга. Гребное плавательное устройство с двухтактным ручным (ножным) гидродинамическим движителем, возвратно-поступательного действия зонтично-лопастного типа содержит на нижней поверхности устройства две продольно-ориентированные соосные тяги, с рукоятками для рук и для стоп ног и имеет на торцах шарнирно закрепленные лопасти с упорами полного раскрытия.

Изобретение относится к судостроению и касается весел для спортивной гребли. Весло для спортивной гребли на байдарках и каноэ содержит веретено и лопасть в виде жесткой рамки, несущей рабочий орган в виде крыльев авиационного профиля.

Изобретение относится к водному и дорожному транспорту. .

Весло // 2147542
Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано при строительстве весельных гребных лодок. .

Изобретение относится к области водного транспорта, а именно к весельным движителям. .

Изобретение относится к подводным средствам передвижения, в частности к проницаемым подводным аппаратам (ППА), перемещающимся с помощью мускульной силы, которые могут быть использованы для спортивных, развлекательных, а также исследовательских целей в загрязненных водоемах и водорослях.

Изобретение относится к судостроению и касается весел для спортивной гребли. .

Изобретение относится к судостроению и касается весел для спортивной гребли на байдарках и каноэ. .
Наверх