Импульсный движитель для морских сред

Авторы патента:

H02K44/00 - Электрические машины, в которых электромагнитное взаимодействие между плазмой, потоком токопроводящей жидкости или потоком токопроводящих или магнитных частиц и системой катушек или магнитным полем обеспечивает преобразование энергии движущейся массы в электрическую энергию и наоборот

B63H11/025 - Реактивные движители (управление с использованием реактивной тяги B63H 25/46; силовые установки как таковые см. соответствующие классы)

B63H11/02 - жидкостные

Владельцы патента RU 2709082:

Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" (RU)

Изобретение относится к основным элементам судового оборудования и может быть использовано в качестве подводного движителя для морских сред. Импульсный движитель для морских сред содержит по меньшей мере один корпус с каналом для впуска и выпуска воды, в котором установлены электроды для генерирования тока в электрическом поле, а электроды подключены к источнику постоянного тока. Внутри корпуса установлена, по крайней мере, одна пара электродов напротив друг друга и на расстоянии вдоль корпуса. Между электродами на внешней поверхности корпуса установлены катушки индуктивности, количество которых равно числу пар электродов. Катушки индуктивности подключены к соответствующим источникам импульсов, а управление источником постоянного тока и источниками импульсов осуществляется системой управления, на вход которой подается сигнал от датчика скорости потока жидкости, установленного в корпусе. Достигается возможность регулирования рабочих характеристик движителя. 1 ил.

Изобретение относится к основным элементам судового оборудования и может быть использовано в качестве подводного движителя для морских сред.

Известны способ перемещения тела в морской воде и устройство для его реализации [RU 2271302 С1 МПК В63Н 19/00, опубликованная 10.03.2006], содержащее электроды и магниты, закрепленные на корпусе тела, отличающееся тем, что U-образные магниты расположены внутри корпуса и образуют на поверхности тела чередующиеся по кольцу в плоскости, перпендикулярной направлению движения тела, магнитные полюса, между которыми снаружи тела параллельно направлению движения расположены электроды, соединенные попарно с источником постоянного тока.

Недостатком данного устройства является наличие U-образных постоянных магнитов и как следствие невозможность регулирования интенсивности магнитного поля, что ограничивает его рабочие характеристики, например вырабатываемую мощность.

Известен электромагнитный движитель [RU 92647 U1 МПК В63Н 11/00, опубликованная 27.03.2010], содержащий корпус с каналами для впуска и выпуска воды, в котором установлены основные электроды для генерирования тока в электрическом поле, охватывающем сечение указанного канала, устройства для генерирования магнитного поля, ориентированного перпендикулярно электрическому полю, для создания основной Лоренцовой силы, и одна пара дополнительных электродов, изолированных от основных электродов, с возможностью обеспечения электрического пробоя воды и создания дополнительной Лоренцовой силы, совпадающей по направлению с основной, отличающийся тем, что движитель выполнен в виде набора модулей, каждый из которых содержит корпус, в котором установлены упомянутые основной и дополнительной электроды и устройство для генерирования магнитного поля, при этом в каждом модуле канал для впуска выполнен в виде диффузора, канал для выпуска - в виде конфузора с выходной сопловой частью.

Недостатком данного устройства является отсутствие системы управления и как следствие не возможность регулировать параметры движителя, например реактивную тягу, при изменяющихся требованиях к движению судна.

Задачей изобретения является создание импульсного движителя для морских сред, при осуществлении которого достигается технический результат, заключающийся возможности регулирования рабочих характеристик движителя.

Указанный технический результат достигается тем, что импульсный движитель для морских сред содержит, по меньшей мере, один корпус с каналом для впуска и выпуска воды, в котором установлены электроды для генерирования тока в электрическом поле, при этом электроды подключены к источнику постоянного тока, внутри корпуса установлена, по крайней мере, одна пара электродов напротив друг друга и на расстоянии вдоль корпуса, между электродами на внешней поверхности корпуса установлены катушки индуктивности, количество которых, равно числу пар электродов, катушки индуктивности подключены к соответствующим источникам импульсов, управление источником постоянного тока и источниками импульсов осуществляется системой управления, на вход которой подается сигнал от датчика скорости потока жидкости, установленного в корпусе.

На фиг. 1 - изображен импульсный движитель для морских сред, стрелкой показано направление движения потока жидкости со скоростью .

Импульсный движитель для морских сред состоит, по меньшей мере, из одного круглого или прямоугольного корпуса 1 с каналом для впуска и выпуска воды (фиг. 1). Внутри корпуса 1 установлены электроды 2, представляющие собой, например плоские пластины. Электроды 2 подключены к источнику постоянного тока 3 так, что положительный электрод 2 (анод) и отрицательный электрод 2 (катод), расположены напротив друг друга и на расстоянии вдоль корпуса, образуя пару. Количество пар электродов 2 может варьироваться и зависит, например, от мощности устройства. Для создания магнитного поля на внешней поверхности корпуса 1 между электродами 2 установлены катушки индуктивности 4, количество которых равно числу пар электродов 2. Катушки индуктивности 4 подключены к соответствующим источникам импульсов 5. Управление импульсным движителям осуществляется системой управления 6, которая принимает сигнал от датчика 7 скорости потока жидкости, установленного в корпусе 1, и выдает управляющие сигналы источнику постоянного тока 3 и источникам импульсов 5.

Импульсный движитель для морских сред работает следующим образом.

При включении источника постоянного тока 3 в морской воде происходит диссоциация солей на ионы (в нашем случае хлорида натрия). Под действием напряженности электрического поля, отрицательно заряженные анионы хлора Cl^- двигаются в сторону положительно заряженного электрода 2 (анода), а положительно заряженные катионы натрия Na⁺ в сторону отрицательно заряженного электрода 2 (катода), как показано стрелками. Подвижность анионов хлора выше, чем катионов натрия, поэтому для дальнейшего описания принципа работы рассмотрим только анионы хлора.

При движении анионов хлора к положительно заряженному электроду 2 (аноду) со скоростью внутри корпуса 1 создается поток. Система управления 6 принимает сигнал, поступающий от датчика 7 о скорости потока жидкости, обрабатывает его и по заданному алгоритму выдает управляющие сигналы источникам импульсов 5. Под воздействием пульсирующего магнитного поля, создаваемого катушками индуктивности 4, анионы хлора испытывают силу Лоренца , направленную перпендикулярно вектору магнитной индукции , Траектория движения анионов хлора изменяется, они пролетают анод и устремляются к следующему аноду, создавая поток жидкости, движущейся со скоростью . Изменение рабочих характеристик импульсного движителя достигается использованием системы управления 6, которая регулирует величину тока источника постоянного тока 3 и амплитуду и частоту тока источников импульсов 5.

Импульсный движитель для морских сред, содержащий, по меньшей мере, один корпус с каналом для впуска и выпуска воды, в котором установлены электроды для генерирования тока в электрическом поле, при этом электроды подключены к источнику постоянного тока, отличающийся тем, что внутри корпуса установлена, по крайней мере, одна пара электродов напротив друг друга и на расстоянии вдоль корпуса, между электродами на внешней поверхности корпуса установлены катушки индуктивности, количество которых равно числу пар электродов, катушки индуктивности подключены к соответствующим источникам импульсов, управление источником постоянного тока и источниками импульсов осуществляется системой управления, на вход которой подается сигнал от датчика скорости потока жидкости, установленного в корпусе.

Изобретение относится к пневмоаккумуляторной станции. Пневмоаккумуляторная электростанция содержит электрический входной/выходной контур, компрессорные и расширительные средства и искусственно изготовленный пневмоаккумулятор.

Капиллярно-пористый электрод для магнитогидродинамических плазменных устройств // 2637816

Изобретение относится к энергетике и может использоваться для преобразования энергии в магнитогидродинамических (МГД) плазменных устройствах, к которым относятся МГД генераторы электрической энергии и МГД ускорители плазменных сред.

Способ получения электроэнергии за счет свободнодисперсных систем как электроактивных сред // 2597255

Изобретение относится к устройствам генерации электроэнергии. Технический результат - увеличение эффективности (КПД) и упрощение процесса получения электрической энергии.

Многофункциональная магнитогидродинамическая (мгд) машина // 2492570

Изобретение относится к области электротехники и энергомашиностроения, а именно к энергопреобразующим устройствам роторного типа. .

Гибридный автомобиль // 2481969

Изобретение относится к автомобильному транспорту, использующему в качестве силового привода колес электродвигатели. .

Электромагнитный движитель // 2377156

Изобретение относится к движителям и может быть использовано на морских судах. .

Электромагнитный движитель // 2327597

Изобретение относится к движителям и может быть использовано на морских судах. .

Устройство для создания перемещающегося магнитного поля (варианты) // 2314625

Изобретение относится к области электротехники, а именно к асинхронным электрическим машинам, и может быть использовано в ракетостроении, судостроении, а также в некоторых технологических процессах, связанных с центрифугированием.

Способ и устройство для уменьшения сопротивления движению объектов в пространстве (варианты) // 2313172

Изобретение относится к гидро- и аэродинамике объектов, движущихся с большой скоростью. .

Морское судно // 2281223

Изобретение относится к судостроению, а именно к магнитогидродинамическим движителям. .

Высокоскоростное судно с гибридным водным движителем (варианты) // 2703372

Изобретение относится к области судостроения, а именно к высокоскоростным судам, движущимся по поверхности воды, над поверхностью воды и под водой. Высокоскоростное судно включает корпус обтекаемой формы, силовую установку, состоящую из двух либо более судовых движительных систем, одна из которых является маршевой силовой установкой для привода одного либо более грибных винтов, водозаборные устройства, систему каналов-трубопроводов, соединяющих водозаборные устройства с выпускными соплами, расположенными на смачиваемой наружной поверхности корпуса судна в зависимости от гидродинамического сопротивления участков корпуса судна в виде двумерного массива, при этом истекание реактивных водяных струй из поверхностных выпускных сопел направлено вдоль наружной поверхности корпуса судна в направлении против направления движения судна, при этом для водоизмещающего судна либо подводной лодки дополнительная вспомогательная судовая силовая установка состоит из водометной силовой установки для обеспечения высокоскоростного поверхностного потока воды вдоль наружной смачиваемой поверхности корпуса судна через выпускные сопла расположенные по смачиваемой поверхности корпуса судна.

Способ монтажа водометной насадки подвесного лодочного мотора // 2692027

Изобретение относится к судостроению, в частности к подвесным водометным двигателям плавучих средств. Монтаж водометной насадки подвесного лодочного мотора заключается в том, что проводят первичную сборку водометной насадки (ВН) и устанавливают ее на подвесной лодочный мотор (ПЛМ) с закрепленной на его дейдвуде пластиной.

Водометный движитель // 2689900

Изобретение относится к области судостроения, а именно к водометным движителям, и может быть использовано в качестве привода судов различного назначения для повышения КПД движителя и его работоспособности.

Гидролет (варианты) // 2686771

Изобретение относится к области транспортных средств, а именно к вариантам реактивных аппаратов с использованием реактивного водного движителя. Каждый вариант реактивного аппарата с использованием реактивного водного движителя включает корпус-фюзеляж, крылья для создания аэродинамической подъемной силы, водопроводящую систему, соединяющую водозаборное устройство с силовой водометной установкой и с системой водовыпускных каналов, кабину управления, интегрированную систему управления реактивным аппаратом.

Магнитогидродинамический программно-управляемый шаговый двигатель для морских микродронов // 2686342

Изобретение относится к судовым реактивным движителям. Магнитогидродинамический программно-управляемый шаговый двигатель для морских микродронов выполнен в виде двух цилиндрических труб вложенных друг в друга с ортогонально размещёнными электромагнитами.

Движитель для скоростных судов // 2684887

Изобретение относится к судостроению, а именно к движителям. Устройство движителя для скоростного судна состоит из двигателя, в котором сгорает топливо, канала, отводящего продукты сгорания под днище судна и щели в днище судна, направляющей продукты сгорания (газы) назад по ходу судна.

Высокоскоростное судно-экраноплан с вертикальным взлетом и посадкой (варианты) // 2681784

Изобретение относится к области транспортных средств, а именно к реактивным аппаратам с использованием реактивного водного движителя. Реактивный аппарат с использованием реактивного водного движителя включает корпус-фюзеляж, крылья для создания аэродинамической подъемной силы, водопроводящую систему, соединяющую водозаборное устройство с силовой водометной установкой и с системой водовыпускных каналов, кабину управления, интегрированную систему управления реактивным аппаратом, при этом в режиме вертикального подъема, зависания, разгона, торможения и посадки, для возможности создания устойчивого суммарного уравновешивающего вертикального реактивного момента относительно центра тяжести поднимаемой части реактивного аппарата от истечения водяных струй из подъемных водовыпускных сопел, подъемные водовыпускные сопла расположены на периметре несущих круговых сегментных консолей, расположенных вдоль боковых сторон протяженного корпуса-фюзеляжа, выполненного в виде тримарана либо катамарана, при этом маршевый водомет с водозаборным устройством выполнен погружным и закреплен к корпусу-фюзеляжу при помощи трансформируемой телескопической конструкции.

Водометный движитель для подвесного лодочного мотора // 2671592

Изобретение в целом относится к судовым движителям, а именно к движителям с реактивной водяной струей, создаваемой с помощью насосов вращающегося типа, а именно к водометным движителям моторных лодок.

Высокоскоростное судно для передвижения по поверхности воды, над поверхностью воды и под водой // 2669249

Изобретение относится к области судостроения, а именно к высокоскоростным судам, движущимся по поверхности воды, над поверхностью воды и под водой. Заявлено высокоскоростное судно с использованием реактивного водного движителя, включающее корпус сигарообразной либо дискообразной обтекаемой формы, несущие крылья с элементами механизации для создания аэродинамической подъемной силы, водометную силовую установку, водозаборные устройства, систему каналов-трубопроводов, соединяющих водозаборные устройства с силовой водометной установкой и с выпускными соплами, интегрированную систему управления, при этом выпускные сопла от маршевой водометной установки расположены в хвостовой части корпуса, кроме этого, выпускные сопла от силовой водометной установки расположены в виде двумерного массива по наружной поверхности корпуса в зависимости от гидродинамического сопротивления участков корпуса, выпускные сопла от силовой водометной установки, расположенные по наружной поверхности судна, имеют изменяемый силовой вектор тяги, водозаборное устройство, используемое при движении судна над поверхностью воды, выполнено погружным и закреплено к корпусу при помощи трансформируемой системы телескопических конструкций.

Многоструйный реактивный движитель для высокоскоростных судов, движущихся по поверхности воды, над поверхностью воды и под водой (варианты) // 2651949

Изобретение относится к области судостроения, а именно к реактивным водным движителям, которые могут быть установлены на надводных либо подводных водоизмещающих судах, либо на универсальных судах, движущихся по поверхности воды, над поверхностью воды и под водой.

Магнитогидродинамический программно-управляемый шаговый двигатель для морских микродронов // 2686342