Устройство создания упора между водой и судном повышенной маневренности



Устройство создания упора между водой и судном повышенной маневренности
Устройство создания упора между водой и судном повышенной маневренности
Устройство создания упора между водой и судном повышенной маневренности

Владельцы патента RU 2717702:

Государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Невинномысский государственный гуманитарно-технический институт» (RU)

Изобретение относится к скоростному транспортному судостроению со способом упора на специальное устройство между водой и самоходным судном. Предложено устройство создания упора между водой и судном повышенной маневренности с помощью двух транспортеров с независимым изменением их положения относительно судна, причём регулируемые правая и левая передние внутренние подвески жестко соединены с корпусом судна, а в задней части судна установлены кронштейн, правый и левый цилиндры фиксации оси транспортеров параллельно направлению движения судна. Использование заявленного устройства создания упора между водой и самоходным судном позволит устранить трение скольжения, уменьшить потери, повысить скоростной режим работы. 4 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к судостроению скоростных судов, особенно катеров и малотоннажных судов.

Уровень техники

Изобретение (по «Способу создания упора между водой и судном повышенной маневренности» № 2646005, опубл. 28.02.2018) относится к судостроению скоростных судов, особенно катеров и малотоннажных судов.

Изменение сопротивления движению судов по поверхности воды при увеличении скорости возрастает по квадратичной и даже кубичной зависимости и является проблемой при создании высокоскоростных плавательных средств. Для решения этой проблемы при изготовлении днища судна используют специальные материалы и обработку, способствующие снижению силы трения судна о воду; используют способ и устройство создания конструкций днища оптимальной формы, принудительную подачу воздушной прослойки между днищем и поверхностью воды; установку транспортерной ленты и, как минимум, два барабана под днищем судна.

Известен патент на изобретение РФ № 2514964, опубл. 10.05.2014, содержащий правый и левый борт корпуса, палубу, носовую часть, которая выполнена в виде бульба. Известен патент США № 5819677, опубликованный 13.10.1998г. по созданию носового бульба. Известен «Реданный катер с водометным движителем» патент на изобретение РФ № 2519303, опубл. 10.06.2014, содержащий корпус с остроскулыми обводами, транцевой кормой и килевым днищем, в котором выполнен поперечный редан.

Недостатком этих решений являются значительные потери на трение, существенное гидродинамическое сопротивление и плохие условия обтекаемости судна.

Известны патенты Великобритании №1173335, опубл. 10.12.1969; Франции №1510301, опубл.19.01.1968, содержащие вентиляторы для создания воздушной подушки.

Известен «Способ создания упора судна на воздушной подушке и судно для его осуществления» (W02013100778A1, опубл.04.07.2013), который основан на том, упор судна производится в капле воздушно-водяной аэрозоли (созданной компрессором, расположенным на судне со специальными каналами) летящей над водой посредством сжатого воздуха, выходящего из воздушной подушки.

Недостатком данного исполнения является то, что упор производится в капле воды, летящей над водой посредством сжатого воздуха, выходящего из воздушной подушки, при больших потерях энергии на трение скольжения воздушной подушки и частей транспортного средства о воду. Кроме того, необходима установка создания сжатого воздуха, брызгообразующая установка, отвод части воздушного потока от винта при формировании воздушной подушки.

Известны патенты и заявки: Китая CN 101704402 А от 12.05.2010; CN 102211654 А от 13.10.2011; Японии JР 2002316694 от 29.10.2002; Европы ЕР 2189368 А1 от 26.05.2010; США № 6.116.176 от12.09.2000; где упор судна о воду осуществляется через движущуюся относительно судна транспортерную ленту, которая стремится к неподвижному состоянию относительно поверхности воды.

Недостатком этих решений является неэффективное управления судном при существенном снижении трения при касании нижней части ленты поверхности воды. Потеря маневренности судна отрицательно сказывается на эксплуатационных показателях.

Известно также «Устройство снижения трения о воду» WO 2004037636 (А1) от 06.05.2004, выбранное в качестве прототипа, содержащее в различных вариантах: транспортерную ленту, имеющую как минимум два барабана под днищем судна; на ферме с рейкой крепления к корпусу судна, амортизаторами и приводом вращения через коническую передачу на один барабан; два транспортера по обе стороны судна, расположенные симметрично относительно продольной оси судна; в том числе и транспортерные ленты с поперечными планками для повышения сопротивления при рабочем приводе ленты и т.п.

Недостатком исполнения данного устройства является малая маневренность и отсутствие эффективного способа изменения режимов движения, особенно при глиссирующем режиме, так как усилие взаимодействия судна с поверхностью воды сведено к минимуму. Также недостатком является значительные перемещения судна при малом трении скольжения и, вследствие этого, недостаточная эффективность маневрирования при движении судна.

Раскрытие изобретения

В основу заявленного устройства создания упора между водой и судном повышенной маневренности положена задача при снижении потерь на трение скольжения, создать максимальную эффективность маневрирования при движении судна.

Техническим результатом, достигаемым в предлагаемом устройстве является исключение трения скольжения поверхности судна о поверхность воды при изменении направления движения.

При этом трение скольжения судна о поверхность воды заменяется трением качения поверхности транспортера. Работа сил трения скольжения используется для эффективности совершения маневра за счет изменения направления реакции воды о развернутую поверхность ленты транспортера.

Предлагаемое устройство повышает использование энергии при движении судна на повышенных скоростях по прямой, при разгоне и торможении, и при изменении направления движения.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство создания упора между водой и судном повышенной маневренности использует два транспортера, в которых нижние части ленты могут быть неподвижными относительно поверхности воды, причем согласно изобретению упор между водой и судном осуществляется с помощью двух транспортеров с независимым изменением их положения относительно судна и кинематики движения.

Опорная часть каждой из двух частей ленты выполнена на своей раме с возможностью независимо изменять свое положение в пространстве относительно корпуса и кинематику движения.

Независимое положение каждой ленты в пространстве определяет силовое взаимодействие на судно через реакции ленты о воду и изменяет закономерность движения судна при организации эффективного маневрирования судна.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявленное устройство отличается от известного тем, что независимое изменение положения рамы с лентой в пространстве позволяет использовать модуль и направление усилия поверхности воды на нижнюю часть ленты при совершении маневра судна на поверхности воды, а также торможении и ускорении движения судна с сокращением потерь на трение скольжения.

Таким образом, заявленное устройство соответствует критерию «Новизна».

Известны технические решения, где имеются специально установленные поверхности, способствующие совершению заданных маневров судна. Применение заявляемого устройства для улучшения маневрирования судна соответствует критерию «Промышленная применимость».

Эффективность предлагаемого устройства повышения маневренности судна достигается принципиально новыми возможностями регулирования интенсивности выполнения маневра, изменения величины и направления силы взаимодействия с водой при минимальных потерях подведенной энергии что обусловлено способностью изменять положение поверхностей ленты в пространстве.

Организация действия на судно реакции воды через поверхности лент в различных направлениях соответствует потребности маневрирования при больших скоростях движения, особенно в режиме глиссирования.

Авторами впервые предложено устройство изменения положения в пространстве опорных лент и кинематики движения, обеспечивающих действие на судно сил, различных по модулю и направлению при выполнении маневра, что соответствуют критерию «Изобретательский уровень».

Кроме этого, взаимодействие воды с лентой, движущей на подшипниках качения существенно сокращает потери на трение скольжения при изменении характера движения судна; сокращает расходы энергии движения, особенно при больших скоростях и глиссировании.

Заявленное устройство создания упора между водой и судном повышенной маневренности отличается от прототипа тем, что за счет изменения в пространстве подвижных лент упора и кинематики движения, сохранения их взаимодействия с водой обеспечиваются повышенная маневренность судна, особенно на больших скоростях движения и минимальные потери подведенной энергии.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 представлена схема устройства судна с упорами, вид спереди.

На фиг. 2 представлена схема устройства судна с упорами, вид сбоку.

На фиг. 3 представлена схема устройства судна с упорами, вид сверху.

На фиг. 4 представлена схема кронштейна подвески (поз. 5, 3) жесткого крепления к корпусу судна.

Осуществление изобретения

Признаки, отличающие заявленное устройство от прототипа, поясняются с помощью схемы устройства судна с упорами, представленной на фиг. 1-3 и схемой подвески жесткого крепления к корпусу судна, представленной на фиг. 4.

Устройство содержит корпус 1 судна; правый транспортер 2; регулируемую переднюю подвеску 3; регулируемую правую заднюю подвеску 4; регулируемую внутреннюю правую, жестко соединенную с корпусом судна, переднюю подвеску 5; регулируемую подвеску 6; упорную правую часть ленты 7; регулируемую внутреннюю левую, жестко соединенную с корпусом судна, переднюю подвеску 8; регулируемую внутреннюю левую заднюю подвеску 9; левый транспортер 10; наружную левую подвеску 11; наружную левую заднюю подвеску 12; упорную левую часть ленты 13; жесткий кронштейн 14; цилиндр 15; опорную поверхность поршня 16; шток 17; нижнюю опорную поверхность 18; верхний узел 19 кардана поворота; нижний узел 20 кардана поворота; узел крепления рамы 21 транспортера; правый поперечный цилиндр 22 подвески; кронштейн задний 23; левый поперечный цилиндр 24 подвески; левый наружный узел 25 подвески; правый наружный узел 26 подвески.

Работает устройство следующим образом. В начале движения корпус 1 судна погружен в воду; для выхода в скоростной режим передние регулируемые подвески (поз. 3, 5, 8, 11 фиг. 3) укорачиваются; поверхности 7 и 13 нижней части ленты транспортеров (поз. 2, 10 фиг. 3) изменяют угол наклона, поворачиваясь относительно оси у' и способствуют ускоренному подъему корпуса 1 судна; могут одновременно удлиняться задние подвески (поз. 4, 6, 9, 12 фиг. 3) и дополнительно поворачивают транспортеры (поз. 2, 10 фиг. 3) относительно оси у, активизируя подъем; при повороте налево две внутренние подвески (поз. 5, 6 фиг. 3) удлиняются и правый транспортер (поз. 2 фиг. 1) поворачивается относительно оси х' и создает дополнительное сопротивление заносу судна (можно активизировать сопротивление заносу поворотом левого транспортера (поз. 10 фиг. 1, 3)); при повороте в другую сторону удлиняются внутренние подвески (поз. 8, 9 фиг. 3) и поворачивается правый транспортер 10 (одновременно можно использовать левый транспортер 2); для экстренного торможения опускается передняя часть левого транспортера 10 и правого транспортера 2 (удлиняются подвески (поз. 3, 5, 8, 11 фиг. 3) и могут одновременно укорачиваться подвески (поз. 4, 6, 9, 12 фиг. 3).

Передача усилия движения от судна транспортерам и усилие торможения от транспортеров судну при сферическом движении транспортеров относительно точки судна осуществляется через подвеску 5 (фиг. 1) правого транспортера 2 (фиг. 1) и подвеску 8 (фиг. 1) левого транспортера 10 (фиг. 1).

Транспортеры 2 и 10 (фиг. 1, 3) способны совершать сферическое движение относительно корпуса 1 судна. Для фиксации оси транспортеров параллельно движению относительно судна, в задней его части установлен кронштейн (поз. 23 фиг. 4). Правый цилиндр (поз. 22 фиг. 3) перемещает заднюю часть правого транспортера (поз. 2 фиг. 3), а левый цилиндр (поз. 24 фиг. 3) перемещает заднюю часть левого транспортера (поз. 10 фиг. 3) и обеспечивают заданное положение транспортеров (поз. 2, 10 фиг. 3) относительно корпуса (поз. 1 фиг. 1, 2).

Необходимым и достаточным для регулировки положения транспортеров относительно корпуса являются три регулируемые подвески на каждом транспортере при одной неподвижной точке на корпусе судна.

Такое «Устройство создания упора между водой и судном повышенной маневренности» не обнаружено в существующих технических решениях упора судна. «Устройство создания упора между водой и судном повышенной маневренности» целесообразно применять при использовании судна на больших скоростях для улучшения маневренности, особенно при скольжении судна по поверхности воды.

Рассмотренное устройство создает условия эксплуатации судна с минимальными потерями на трение скольжения и использование трения качения при выполнении различных режимов движения.

Увеличение реактивных сил воды при выполнении маневров, траектория движения судна будет изменяться более эффективно. Использование движущихся лент в различных положениях транспортеров оптимизирует технико-экономические показатели эксплуатации судна. Кроме этого в приводе вращения лент транспортеров может использоваться дифференциал движения лент по криволинейным траекториям.

Устройство создания упора между водой и судном повышенной маневренности с помощью двух транспортеров с независимым изменением их положения относительно судна, причём регулируемые правая и левая передние внутренние подвески жестко соединены с корпусом судна, а в задней части судна установлены кронштейн, правый и левый цилиндры фиксации оси транспортеров параллельно направлению движения судна.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к судостроению, а именно к носовым и кормовым подруливающим устройствам судов. Судовое подруливающее устройство содержит водозаборник с водозаборным отверстием, осевой насос с электродвигателем и лопатками вращения, расположенный за водозаборником тройник, связанный с выходными каналами воды и снабженный средствами попеременного перекрытия выходных каналов.

Изобретение относится к аварийной или чрезвычайной остановке судна, обеспечиваемой азимутальным движительным агрегатом. Устройство управления для управления по меньшей мере двумя азимутальными движительными агрегатами судна содержит один или более рычагов для отдельного или совместного управления азимутальными движительными агрегатами, элемент активации аварийной остановки для активации процедуры аварийной остановки, после которой выполняется процедура аварийной остановки, при которой ориентация и движительная скорость азимутальных движительных агрегатов регулируются до тех пор, пока скорость хода судна по меньшей мере не уменьшится с момента активации процедуры аварийной остановки.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к транспортному средству водного скольжения, включающему в себя корпус, по меньшей мере одно сиденье и два расположенных по бокам от корпуса и опосредованно или непосредственно соединенных с корпусом выносных поплавка, причем с каждым выносным поплавком согласован управляемый отдельно в отношении своей приводной мощности приводной блок в каждом случае по меньшей мере с одним приводимым в движение двигателем, в частности электродвигателем, рабочим винтом.

Изобретение относится к судостроению, а именно к азимутальным подруливающим устройствам для движения судов. Судно включает в себя азимутальное подруливающее устройство, которое имеет корпус подруливающего устройства, вокруг которого перетекает вода, и включает в себя типовое центральное устройство, имеющее корпус, являющийся частью корпуса подруливающего устройства, трансмиссию, расположенную в корпусе центрального устройства и включающую вал гребного винта, проходящий в продольном направлении корпуса подруливающего устройства, и гребной винт, расположенный вне корпуса подруливающего устройства и оперативно соединенный с валом гребного винта.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к морским платформам. Предложена морская платформа (1), содержащая по меньшей мере один корпус (2), оборудованный распределенными на нем ориентируемыми силовыми установками (3, 4, 5, 6), и средства (7, 8, 9, 10, 11) управления их ориентацией и приведением в действие, причем средства управления включают в себя средства (12) отображения по меньшей мере части поверхности воды вокруг морской платформы (13) вблизи нее, связанные со средствами (14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21) управления работой по меньшей мере части ориентируемых силовых установок (3, 4, 5, 6) для создания и направления потока воды в сторону этой части поверхности.

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано в средствах для активного управления суднами. Средство активного управления судном включает в себя корпус проточного канала с размещенным в нем гребным винтом и защитную решетку, которая закреплена на входе в корпус проточного канала.

Изобретение относится к области судостроения и касается скоростных судов. Предложен способ создания упора между водой и судном с использованием двух транспортеров, в которых нижняя часть ленты неподвижна относительно воды, при этом используются транспортеры с независимым изменением их положения относительно судна и кинематики движения.

Изобретение относится к судостроению, а именно к движительным установкам. Движительная установка для эксплуатации в ледовых условиях и в свободных от льда водах для морского судна, имеющего корпус (S) с диаметральной линией (CL), проходящей между его носовым концом (3) и кормовым концом (4).

Изобретение относится к азимутальному подруливающему устройству. Способ создания азимутального подруливающего устройства (1) заключается в том, что начальную точку первого обтекателя (4) располагают на расстоянии (y) позади вертикальной оси (3) поворота.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к водометным движителям. Водометный двигательно-движительный комплекс включает осесимметричный корпус в виде судовой кольцевой насадки, в котором размещены статор электродвигателя и подвижно установленное круговое кольцо.

Изобретение относится к водному транспорту и может быть использовано для скоростных судов круглогодичной эксплуатации. Амфибийный колесный движитель (АКД), представляющий собой тело вращения, содержащий углубления и ребра по периферии.

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Электродвижительная установка транспортного средства с каскадным электрическим преобразователем содержит систему управления, первичный тепловой двигатель, генератор переменного тока, автоматические выключатели, электрический преобразователь и тяговый электродвигатель.

Изобретение относится к области технологии судового машиностроения, а именно к изготовлению гребных винтов. Сущность изобретения заключается в применении метода прямого лазерного выращивания для создания заготовки гребного винта с предварительным созданием 3D модели заготовки гребного винта, ее послойным разбиением на слои с шагом вертикального смещения слоев 0,8 мм и шагом поперечного смещения 2 мм, созданием управляющей работой комплекса для прямого лазерного выращивания программы и с последующей выдержкой, термообработкой и механической обработкой боковой поверхности заготовки.
Изобретение относится к судостроению, а именно к способу обработки судовых гребных винтов. Для шлифования и полирования лопастей гребного винта устанавливают гребной винт в устройство для шлифования и полирования лопастей для окончательной обработки, которое состоит из шпинделя.

Изобретение относится к водному транспорту и может быть использовано для скоростных судов круглогодичной эксплуатации. Колесный амфибийный глиссер содержит корпус, покрытый износостойкой прочной пластмассой для скольжения по воде, ледовому и снежному покрытию, энергетическую установку и пост управления.

Изобретение относится к системе управления для регулирования вибраций пропульсивного агрегата судна. Пропульсивный агрегат содержит рамную конструкцию, имеющую верхнюю часть, образующую опорный рычаг, выступающий наружу из корпуса судна, и нижнюю часть, образующую продольное отделение, снабженное гребным валом, имеющим по меньшей мере один присоединенный винт, и первый электромотор, выполненный с возможностью приведения в действие гребного вала.

Изобретение относится к судостроению, а именно к водным движителям. Движитель водного транспорта содержит корпус с якорем, цилиндром, поршнем, передаточным валом и плавниками.

Изобретение предназначено для использования главным образом в амфибиях для перемещения как по суше, так и по воде. Колёсно-лопастной движитель содержит колесо, которое крепится к ступице полуоси, установленной в балке моста транспортного средства.

Изобретение относится к области судостроения в части гребных винтов с уменьшенными уровнями вибрации и излучаемого шума. Малошумный гребной винт включает в себя резонансные демпфирующие устройства.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к конструкции композитной лопасти гребного винта. Композитная лопасть гребного винта включает сердечник из углепластика, слой вязкоупругого материала и наружную силовую оболочку из углепластика.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для определения структуры и свойств геологического разреза под дном акваторий. Заявлено устройство морской сейсмической разведки, включающее в себя судно, сейсмостанцию, блок управления низкочастотного источника, блок управления среднечастотного источника, блок управления высокочастотного источника, многоканальное приемное устройство, выполненное в виде приповерхностной сейсмической косы в кожухе и пьезокерамических гидрофонов, многоканальное приемное устройство, выполненное в виде заглубленной сейсмической косы в кожухе и пьезокерамических гидрофонов, пневматический, электроискровой и пьезокерамический источники колебаний, а также несущий трос, кабели для передачи данных, шланг высокого давления, вспомогательные тросы.

Изобретение относится к скоростному транспортному судостроению со способом упора на специальное устройство между водой и самоходным судном. Предложено устройство создания упора между водой и судном повышенной маневренности с помощью двух транспортеров с независимым изменением их положения относительно судна, причём регулируемые правая и левая передние внутренние подвески жестко соединены с корпусом судна, а в задней части судна установлены кронштейн, правый и левый цилиндры фиксации оси транспортеров параллельно направлению движения судна. Использование заявленного устройства создания упора между водой и самоходным судном позволит устранить трение скольжения, уменьшить потери, повысить скоростной режим работы. 4 ил.

Наверх