Подводный аппарат с плавниковым движителем

Изобретение относится к области судовых движителей и может быть использовано при проектировании малых подводных робототехнических средств. Подводный аппарат с плавниковым движителем содержит корпус, энергетическую установку, механизмы управления и плавниковый движитель, который состоит из последовательности поверхностей с жесткими ребрами, выполняющих перемещения в цепной сцепке, оснащенной шарнирами, которые снабжены торсионными пружинами и демпферами, обеспечивающими возникновение регулируемого гидроупругого эффекта. 2 ил.

 

Изобретение относится к области судовых движителей и может быть использовано при проектировании малых подводных робототехнических средств.

Известен плавниковый движитель, построенный для модели судна под руководством Г. Хертеля (см. Гидробионика в судостроении под ред. И.М. Петрова / И.М. Петров. - М.: Издательство ЦНИИТЭИС, 1970. стр. 100-101). Плавниковый движитель состоит из плавника, совершающего поступательно-вращательные колебания, привода поперечных перемещений плавника, привода вращательных перемещений плавника. Плавник представляет собой прямоугольный металлический лист постоянной толщины.

Недостатком конструкции является то, что такая форма плавника не является оптимальной по сравнению с крыловым профилем и приводит к значительным срывам потока при движении плавника. Это, в свою очередь, ухудшает пропульсивные характеристики плавникового движителя и увеличивает затраты энергии на движение плавучего объекта.

Известен плавниковый движитель типа «машущее крыло», разработанный норвежской фирмой «Wave Control Со» и использующий энергию качки судна (см. Слижевский Н.Б. Гидробионика в судостроении / Н.Б. Слижевский. - Николаев: Издательство УГМТУ, 2002. стр. 98-99). Плавниковый движитель состоит из горизонтально расположенного машущего крыла, смонтированного на специальных стойках в носовой оконечности судна. При качке носовая оконечность совершает вертикальные гармонические колебания, за счет чего горизонтально расположенное крыло совершает поступательно-вращательные колебания. Тем самым, на машущем крыле возникает горизонтальная составляющая гидродинамической силы, толкающая судно вперед.

Недостатком данного движителя является зависимость его эффективной работы от погодных условий - волнения моря. При этом возможно ухудшение его пропульсивных качеств и, соответственно, увеличение затрат энергии на движение судна.

Известен также плавниковый движитель, принятый в качестве прототипа (см. пат.RU №2360831 «Корабль с плавниковым движителем», опубл. 10.07.2009, кл. МПК: В63Н 1/36). Движитель состоит из последовательности гибких полосовых поверхностей с жесткими ребрами, выполняющими перемещения в цепной сцепке, задающей углы наклона жестких ребер по касательной к бегущей синусоиде, что в разные моменты времени образует геометрически сложные седловые поверхности со строго заданными скоростями деформации поверхности машущего крыла.

Недостатком движителя является то, что перемещения гибких полосовых поверхностей происходят по синусоидальному закону, который может быть не оптимальным для обеспечения пропульсивных качеств движителя. Тем самым, возможно увеличение затрат энергии на движение плавучего объекта.

Задачей изобретения является разработка нового плавникового движителя, состоящего из системы поверхностей с повышенным пропульсивным коэффициентом полезного действия, что, в свою очередь, уменьшает затраты энергии на движение подводного аппарата с плавниковым движителем.

Технический результат заключается в уменьшении затрат энергии на движение подводного аппарата с плавниковым движителем за счет использования регулируемого гидроупругого эффекта, который возникает, когда характеристики жесткости и демпфирования в шарнирах подобраны таким образом, чтобы частота колебаний первой поверхности, задаваемая с помощью механизмов управления, совпадала с основной собственной частотой всей системы поверхностей.

Поставленная задача достигается тем, что подводный аппарат с плавниковым движителем содержит корпус, энергетическую установку, механизмы управления и плавниковый движитель. Плавниковый движитель состоит из последовательности поверхностей с жесткими ребрами, выполняющими перемещения в цепной сцепке, оснащенной шарнирами. Шарниры снабжены торсионными пружинами и демпферами, обеспечивающими возникновение гидроупругого эффекта

Сущность изобретения поясняется чертежами:

на фиг. 1 показана схема подводного аппарата с плавниковым движителем;

на фиг. 2 показано устройство шарнира.

Подводный аппарат с плавниковым движителем содержит корпус 1, энергетическую установку 2, механизмы управления 3 и плавниковый движитель, состоящий из поверхностей 4-7 и жестких ребер 8-11, а также цепных сцепок 12-14, оснащенных шарнирами 15-17. Каждый шарнир 15-17 состоит из торсионной пружины 18 и демпфера 19.

Подводный аппарат с плавниковым движителем работает следующим образом. Внутри корпуса 1 расположена энергетическая установка 2, снабжающая энергией механизмы управления 3. Механизмы управления 3 задают поверхности 4 поступательно-вращательные колебания, которые передаются поверхностям 5-7 при помощи цепных сцепок 12-14. Частота колебаний поверхности 4 совпадает с основной собственной частотой системы поверхностей 4-7 (фиг. 1). Основная собственная частота определяется исходя из характеристик жесткости торсионных пружин 18 и демпфирования демпферов 19 (фиг. 2). Таким образом, создаются условия для возникновения регулируемого гидроупругого эффекта.

В результате разработан новый подводный аппарат с плавниковым движителем, состоящим из системы поверхностей, обладающим повышенными пропульсивными качествами, вследствие этого уменьшаются затраты энергии на движение подводного аппарата с плавниковым движителем.

Подводный аппарат с плавниковым движителем, состоящий из корпуса, энергетической установки, механизмов управления и плавникового движителя, состоящего из последовательности поверхностей с жесткими ребрами, выполняющих перемещения в цепной сцепке, оснащенной шарнирами, отличающимися тем, что шарниры снабжены торсионными пружинами и демпферами, обеспечивающими возникновение регулируемого гидроупругого эффекта.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к морской технике, а именно к морской пропульсивной установке. Морская пропульсивная установка содержит впускной направляющий блок для воды, пропульсивное устройство, содержащее корпус и гребной винт, при этом указанный корпус имеет передний его конец, соединенный с указанным впускным направляющим блоком для воды, первый и второй источники привода, сопловой узел, содержащий неподвижное сопло и поворотное сопло, при этом указанное неподвижное сопло имеет передний его конец, обтекатель контрнаправляющего типа, содержащий два отверстия для направления воды, расположенных соответственно на двух противоположных его концах и соответственно искривленных к указанному пропульсивному устройству.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к высокоскоростным судам полупогружного типа, либо к высокоскоростным подводным лодкам, оснащенным гибридными движителями, воздействующими непосредственно на воду.

Изобретение относится к водному транспорту и может быть использовано для судов, предназначенных для работы на акваториях с ограниченными глубинами. Колесный движительно-рулевой комплекс с поворотными плицами размещен в кормовой части корпуса судна и состоит из двух гребных колес симметричной конструкции с винтовыми плицами, которые имеют раздельно управляемый привод.

Изобретение относится к области судостроения, а именно морских движителей, и может быть использовано в качестве движителя на судах различного назначения. Узел соединения композитной лопасти с металлической ступицей гребного винта включает в себя металлическую ступицу, прижимной диск, композитную лопасть и фиксирующие винты.

Изобретение относится к авиации, в частности к конструкциям воздушных винтов, а также к судостроению, в частности к конструкциям ходовых винтов. Движитель содержит распределительный корпус, вал с шестерней для приема вращения от вала отбора мощности и от двигателя внутреннего сгорания.

Изобретение относится к движителям для надводных и подводных судов, а также может использоваться для боевых торпед. Устройство движителя для надводного и подводного транспорта имеет сигарообразную форму и состоит из расположенных на одной продольной оси переднего шнека и заднего шнека с разнонаправленными сплошными саблевидными лопастями.

Изобретение относится к судостроению, а именно к движителям для скоростных судов. Движитель для скоростных судов предназначен для обеспечения движения судов с большими скоростями и установлен на корпус судна с плоским днищем и двигателем.

Изобретение относится к судостроению, а именно к судовым движительно-рулевым комплексам. Движительно-рулевой комплекс (ДРК) водоизмещающего судна содержит совокупность взаимодействующих с корпусом судна и установленных в его кормовой части гребного винта и руля, связанных с центральным постом их управления.

Изобретение относится к системам и движителям, а более конкретно к устройствам, которые продвигают жидкость и суда в режиме колебаний в жидкостях и на суше. Устройство для приведения в движение судов и жидкости при энергии текучей среды содержит лопасть, жестко соединенную с приводным валом.

Изобретение относится к управляемости на плаву гусеничного шасси. В плавающее гусеничное шасси в передней части гидродинамических решеток дополнительно устанавливаются водометные движители шнекового типа.

Изобретение относится к области судовых движителей и может быть использовано при проектировании малых подводных робототехнических средств. Подводный аппарат с плавниковым движителем содержит корпус, энергетическую установку, механизмы управления и плавниковый движитель, который состоит из последовательности поверхностей с жесткими ребрами, выполняющих перемещения в цепной сцепке, оснащенной шарнирами, которые снабжены торсионными пружинами и демпферами, обеспечивающими возникновение регулируемого гидроупругого эффекта. 2 ил.

Наверх