волновой движитель

Формула изобретения

Волновой движитель, содержащий управляющее и тяговое подводные поворотные крылья, установленные на баллерах и связанные между собой кинематической передачей, при этом управляющее крыло выполнено небалансирным, отличающийся тем, что тяговое крыло также выполнено небалансирным, баллер управляющего крыла неподвижно закреплен на корпусе судна, к названному баллеру неподвижно присоединены кронштейны, к наружным концам которых шарнирно присоединена шестерня, жестко связанная с штангами, к противоположным концам которых шарнирно присоединено тяговое крыло, управляющее крыло связано с баллером шарнирно, внутри него жестко закреплено зубчатое колесо соосно с баллером, входящее в зацеплении с упомянутой шестерней, оба крыла снабжены упорами для ограничения их отклонения от горизонтали и пружинами для удержания в горизонтальном положении.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к судостроению, а именно к движителям, использующим энергию морских волн для движения судна.

Известен волновой движитель, содержащий управляющее и тяговое подводные поворотные крылья, установленные на баллерах и связанные между собой кинематической передачей, при этом управляющее крыло выполнено небалансирным (авторское свидетельство СССР N 592671, МКИ B 63 H 19/02, 1974).

Недостатком известного устройства является невысокая эффективность использования энергии морских волн для получения тяги. Предложенное изобретение предназначено для устранения этого недостатка.

Технический результат достигается тем, что в известном волновом движителе тяговое крыло также выполнено небалансирным и шарнирно соединено со штангами, противоположные концы которых шарнирно соединены с баллером управляющего крыло, жестко соединенным с корпусом судна и шарнирно с управляющим крылом, при этом кинематическая передача содержит зубчатое колесо, жестко соединенное с управляющим крылом, и шестерню, установленную на кронштейне, жестко закрепленном на баллере управляющего крыла, входящую в зацепление с зубчатым колесом и жестко связанную со штангами, крылья снабжены устройствами управления, например пружинами, которые соединяют управляющее крыло с корпусом судна, а тяговое - со штангами.

На фиг. 1 показан волновой движитель, вид сбоку, разрез;

на фиг. 2 - то же, вид сверху;

на фиг. 3 - работа волнового движителя (направление набегающего потока встречное горизонтальное);

на фиг. 4 - то же, направление набегающего потока снизу-спереди.

Условные обозначения, принятые в тексте и на чертежах:

Y - текущая гидродинамическая подъемная сила на крыльях;

P - волновая тяга;

T - вертикальная составляющая подъемной силы.

Волновой движитель содержит управляющее подводное поворотное крыло 1, шарнирно соединенное с баллером 2, неподвижно соединенным с корпусом судна.

На баллере 2 жестко закреплены кронштейны 3. Зубчатое колесо 4 жестко соединено с крылом 1 и шарнирно с баллером 2, на котором установлены подшипники крыла. Шестерня 5 шарнирно соединена с кронштейном 3 и входит в зацепление с зубчатым колесом 4. К шестерне 5 жестко прикреплены штанги 6, к другим концам которых шарнирно присоединено небалансирное тяговое крыло 8 с помощью шарниров 7.

Крыло 1 может быть связано с корпусом судна упругим элементом (пружиной) 9, а крыло 8 - упругим элементом 10, которые помогают возвращать небалансирные крылья 1 и 8 при работе в исходное горизонтальное положение, а также помогают формировать необходимый угол атаки.

Формирование угла атаки может осуществляться также с помощью упоров 11 в крыле 1 и упоров 12 в крыле 8. Возможно применение других устройств управления, в том числе с силовыми приводами, работающими на энергии судового источника.

Работа предлагаемого движителя.

При горизонтальном набегающем потоке (фиг. 3) оба крыла устанавливаются вдоль потока. Гидродинамической подъемной силы в этот момент на крыльях не возникает.

Когда под действием морского волнения и качки судна набегающий поток отклоняется от горизонтали, небалансирное крыло 1 стремится повернуться во флюгерное положение благодаря гидродинамической подъемной силе Y, возникшей на крыле за счет угла атаки крыла к набегающему потоку, который формируется устройством управления, например пружиной 9. Разложение силы Y на составляющие дает силу P - волновую тягу, которая используется для движения судна, и силу T, которая поворачивает крыло.

Поворот крыла 1 сопровождается поворотом зубчатого колеса 4 и шестерни 5 с прикрепленными к ней штангами 6. Штанги 6 поворачиваются в сторону, противоположную повороту крыла 1. Вместе со штангами перемещается навстречу набегающему на него потоку крыло 8, совершая одновременно с этим поворот в шарнирах 7 и устанавливаясь с углом атаки к этому потоку. Угол атаки на крыле 8 формируется устройством управления, например пружиной 10 или упорами 12.

Таким образом, крыло 8, перемещаясь по вертикали и поворачиваясь в шарнирах 7, работает как машущее крыло, используя в качестве привода управляющее крыло 1. Тяга на крыле 8, приходящаяся на единицу площади крыла, больше, чем тяга, приходящаяся на единицу площади у крыла 1, что объясняется большей абсолютной величиной вектора подъемной силы и большим наклоном этого вектора к горизонту.

Поворот управляющего крыла от горизонтали осуществляется до того момента, пока вращающий момент гидродинамической подъемной силы не сравняется с противодействующим моментом, обусловленным прежде всего пружиной 9, или пока крыло 1 не встанет на упоры 11. После этого с поворотом угла скоса набегающего потока к горизонту крыло 1 под действием пружины 9 также начнет поворачиваться в сторону горизонта. Крыло 8 при этом, пройдя через положение, когда его хорда будет параллельна штангам, отклонится в противоположную сторону и будет создавать тягу за счет угла атаки противоположного знака. Крыло 1, пройдя горизонтальное положение под действием пружины 9, продолжит поворот под действием гидродинамической подъемной силы, двигая штанги 6 с крылом 8 навстречу набегающему потоку.

Предложенный волновой движитель способен более эффективно использовать энергию морского волнения для получения тяги, может эффективно работать в более широком диапазоне скоростей хода судна и балльности волнения моря, может использоваться на практически некачающихся судах и других плавсредствах.