движитель
Классы МПК: | B62M27/00 Движители для саней или подобных транспортных средств B63H5/14 устанавливаемых в невращающихся трубах или кольцах, которые, например с целью управления судном могут переставляться |
Автор(ы): | Швилкин В.А., Халенков М.А. |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество Авиационный научно- технический комплекс им.А.Н.Туполева |
Приоритеты: |
подача заявки:
1998-01-23 публикация патента:
10.10.1999 |
Изобретение относится к области транспортных средств типа аэросаней, судов на воздушной подушке или подводных аппаратов. Движитель содержит винт, размещенный в канале защитного кольца, выполненного с двойной обшивкой и снабженного элементами управления направлением движения. Защитное кольцо выполнено составным из размещенных по окружности чередующихся неподвижных сегментов и сегментов-рулей, при этом неподвижные сегменты жестко соединены между собой с помощью цилиндрических трубчатых силовых осей, на которых закреплены с возможностью поворота сегменты-рули. Силовые оси лежат в плоскости вращения винта. Носовая и хвостовая части неподвижных сегментов и сегментов-рулей защитного кольца выполнены герметичными, образуя внутренние полости, сообщающиеся с каналом перед винтом и сзади винта через перфорацию во внутренней обшивке сегментов. Изобретение направлено на повышение эффективности рулей и уменьшение сопротивления движению. 2 з.п.ф-лы, 7 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7
Формула изобретения
1. Движитель, содержащий винт, размещенный в канале защитного кольца, выполненного с двойной обшивкой и снабженного элементами управления направлением движения, отличающийся тем, что защитное кольцо выполнено составным из размещенных по окружности чередующихся неподвижных сегментов и сегментов-рулей, при этом неподвижные сегменты жестко соединены между собой с помощью цилиндрических трубчатых силовых осей, на которых закреплены с возможностью поворота сегменты-рули, причем силовые оси лежат в плоскости вращения винта. 2. Движитель по п. 1, отличающийся тем, что носовая и хвостовая части неподвижных сегментов и сегментов-рулей защитного кольца отделены стенкой, образуя внутренние полости, сообщающиеся с каналом перед винтом и сзади винта соответственно через перфорацию во внутренней обшивке сегментов. 3. Движитель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что на торцах неподвижных сегментов и сегментов-рулей защитного кольца выполнены фаски, ширина которых в каждом сечении, параллельном плоскости вращения винта, пропорциональна расстоянию сечения от этой плоскости.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области транспорта, и, в частности, касается транспортных средств типа аэросаней, судов на воздушной подушке или подводных аппаратов. Известен движитель аэросаней, содержащий воздушный винт, размещенный в канале защитного кольца, выполненного с двойной обшивкой и снабженного элементами управления направлением движения. Управление аэросанями по курсу осуществляется за счет поворота движителя вокруг вертикальной оси. Для управления по тангажу используются горизонтальные воздушные рули, размещенные в канале движителя позади воздушного винта (см. патент США N 5082465 по кл. B 63 H 7/00, 1992 г.). Недостатками такого конструктивного решения являются большие шарнирные моменты, необходимые для поворота движителя и управления санями по курсу, большое аэродинамическое сопротивление движителя из-за размещенных в ускоренном потоке за винтом рулевых поверхностей, а также из-за близости быстровращающихся лопастей к воздушным рулям - высокий уровень высокочастотных винтовых (главным образом "лопастных" гармоник) вибраций и шума на местах водителя и пассажиров и высокий уровень шума на местности. При отклонении рулей, размещенных позади винта, на кольце возникают силы противоположного направления, уменьшающие эффективность рулей. Задачей изобретения является повышение эффективности рулей, уменьшение аэродинамического (гидродинамического) сопротивления движителя, уменьшение шарнирных моментов, необходимых для управления транспортным средством, уменьшение уровня высококачественных вибраций и шума, вызванных вращающимся винтом, и снижение веса конструкции. Это достигается тем, что защитное кольцо выполнено составным из размещенных по окружности чередующихся неподвижных сегментов и сегментов-рулей, при этом неподвижные сегменты жестко соединены между собой с помощью цилиндрических трубчатых силовых осей, на которых закреплены с возможностью поворота сегменты-рули, причем силовые оси лежат в плоскости вращения винта. Кроме того, носовая и хвостовая части неподвижных сегментов и сегментов-рулей защитного кольца выполнены герметичными, образуя внутренние полости, сообщающиеся с каналом перед винтом и сзади винта соответственно через перфорацию во внутренней обшивке сегментов. При этом на торцах неподвижных сегментов и сегментов-рулей защитного кольца выполнены фаски, ширина которых в каждом сечении, параллельном плоскости вращения винта, пропорциональна расстоянию сечения от этой плоскости. На фиг. 1 показан движитель, вид спереди;на фиг. 2 - то же, вид сверху;
на фиг. 3 - то же, вид сбоку;
на фиг. 4 - схема управляющих сил на отклоненном сегменте-руле и прилегающих неподвижных сегментах (распределение по хорде сегмента);
на фиг. 5 - то же, распределение по дуге кольца;
на фиг. 6 - зависимости максимального динамического заброса давления вблизи передней и задней поверхностей лопастей от радиуса сечения для прототипа и предлагаемой конструкции;
на фиг. 7 - составляющие скорости и линии тока в проекции на плоскость, параллельную плоскости вращения винта. Движитель представляет собой винт 1, размещенный в канале 2 защитного кольца 3, имеющего двойную обшивку 4 и 5. Защитное кольцо 3 выполнено составным из размещенных по окружности чередующихся неподвижных сегментов 6, горизонтального сегмента-руля 7 и боковых сегментов-рулей 8 и 9, при этом неподвижные сегменты 6 жестко соединены между собой с помощью цилиндрических трубчатых силовых осей 10, на которых сегменты-рули 7, 8 и 9 закреплены с возможностью поворота на подшипниках 11, причем силовые оси 10 лежат в плоскости 12 вращения винта. Все сегменты-рули 7, 8 и 9 выполнены с удлиненной (на 20 - 30%, за счет хвостовой части) и выступающей за габариты неподвижных сегментов 6 кольца 3 хордой. Обтекатели 13 подшипников 11 выполнены выступающими наружу от теоретического контура кольца 3. Двигатель, вращающий винт, детали крепления защитного кольца к транспортному средству и проводка управления к сегментам-рулям условно не показаны. Боковые сегменты-рули 8 и 9 могут быть установлены со смещением относительно средней (по высоте) линии защитного кольца; величина этого смещения задается углом 32 установки. Величина угла 32 выбирается в пределах 0 - 10o. Носовая и хвостовая части каждого сегмента-руля 7, 8 и 9 выполнены герметичными и их внутренние полости 14 и 15 сообщаются с каналом 2 перед винтом и сзади винта 1, соответственно, через перфорацию 16 во внутренней обшивке 4 носовой и хвостовой частей сегмента-руля. Каждый неподвижный сегмент 6 защитного кольца 3 выполнен герметичным и усилен герметичной, лежащей в плоскости вращения винта 12, стенкой 17, герметично соединенной с внутренней 4, наружной 5 и торцевой 18 обшивками сегмента и разделяющей неподвижный сегмент 6 на две герметичные носовую 19 и хвостовую 20 полости, сообщающиеся с каналом 2 перед и сзади винта 1, соответственно, через перфорацию 16 во внутренней обшивке 4 неподвижного сегмента 6. Суммарная площадь перфорации 16 составляет от 3 до 10% площади внутренней оболочки 4 сегментов-рулей 7, 8 и 9 и неподвижных сегментов 6 защитного кольца 3. На торцах неподвижных сегментов 6 и сегментов-рулей 7, 8 и 9 выполнены фаски 21, ширина которых в каждом сечении, параллельном плоскости вращения винта 12, пропорциональна расстоянию сечения от этой плоскости. Двигатель (условно не показан) вращает винт 1. Тяга винтокольцевого движителя, как известно, создается как винтом, так и за счет области пониженного давления на передней губе 22 защитного кольца 3. При неотклоненных сегментах-рулях 7, 8 и 9 аэродинамическое (гидродинамическое) взаимодействие движителя с потоком дает только силу тяги движущую транспортное средство - управляющие силы и моменты равны нулю. При отклонении сегмента-руля 7 (соответственно 8 и 9) на угол 6 на руле и прилегающих неподвижных сегментах возникают дополнительные аэродинамические (гидродинамические) силы, направленные по нормали к плоскости хорд сегмента. Типичное распределение этих сил представлено на фиг. 4 - распределение 23 по хорде сегмента-руля 7 (соответственно 8 и 9), распределение 24 по хорде неподвижного сегмента 6 (вблизи сегмента-руля) и на фиг. 5 - распределение 25 по дуге защитного кольца 3 на участке сегмента-руля и распределение 26 на прилегающих неподвижных сегментах. Отметим, что дополнительные силы на сегменте-руле 7 (соответственно 8 и 9) и прилегающих участках неподвижных сегментов получаются одного знака и таким образом усиливается эффективность собственно руля. Величина этих сил определяется скоростями потока в канале движителя и скоростью транспортного средства. В широком диапазоне углов отклонения руля (до
![движитель, патент № 2139217](/images/patents/332/2139153/963.gif)
![движитель, патент № 2139217](/images/patents/332/2139153/963.gif)
![движитель, патент № 2139217](/images/patents/332/2139217/2139217-2t.gif)
![движитель, патент № 2139217](/images/patents/332/2139217/2139217-3t.gif)
Класс B62M27/00 Движители для саней или подобных транспортных средств
движитель для снегохода - патент 2526314 (20.08.2014) | ![]() |
движитель для снегохода - патент 2526311 (20.08.2014) | ![]() |
подвеска снегохода - патент 2524502 (27.07.2014) | ![]() |
движитель для снегохода - патент 2523884 (27.07.2014) | ![]() |
движитель для снегохода - патент 2523883 (27.07.2014) | ![]() |
снегоход и задняя подвеска снегохода - патент 2521894 (10.07.2014) | ![]() |
тяговая машина с почвообрабатывающими прицепными орудиями, приводимыми в действие мускульной силой человека - патент 2520851 (27.06.2014) | ![]() |
снегоход - патент 2517918 (10.06.2014) | ![]() |
снегоход с усовершенствованным приводным механизмом - патент 2485001 (20.06.2013) | ![]() |
рама снегохода - патент 2480368 (27.04.2013) | ![]() |
Класс B63H5/14 устанавливаемых в невращающихся трубах или кольцах, которые, например с целью управления судном могут переставляться
кольцевой судовой движитель - патент 2526303 (20.08.2014) | ![]() |
винт с кумулятивным эффектом - патент 2405713 (10.12.2010) | ![]() |
судовой двигатель с гондолой, устанавливаемой под корпусом судна - патент 2372246 (10.11.2009) | ![]() |
паром речной - патент 2332327 (27.08.2008) | ![]() |
винтовой движитель - патент 2331546 (20.08.2008) | ![]() |
пропульсивная система с электродвигателями - патент 2327596 (27.06.2008) | ![]() |
пропульсивная система соловьева - патент 2326021 (10.06.2008) | ![]() |
пропульсивная система - патент 2323124 (27.04.2008) | ![]() |
пропульсивная система с погружным электрическим двигателем - патент 2323123 (27.04.2008) | ![]() |
пропульсивная система с погружным электродвигателем - патент 2320516 (27.03.2008) | ![]() |