колесный движительно-рулевой комплекс
Классы МПК: | B63H1/04 с осями вращения, расположенными под прямыми углами к направлению движения, например гребные колеса B63H5/03 подвижно смонтированных по отношению к корпусу судна, например со средствами для изменения положения узла гребного колеса или лопастей или для убирания лопастей |
Автор(ы): | Фальмонов Е.В. |
Патентообладатель(и): | Фальмонов Евгений Васильевич |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-11-30 публикация патента:
10.03.2004 |
Изобретение относится к водному транспорту и может быть использовано для судов, используемых в условиях мелководья, засоренной акватории, а также в ледовых условиях. Движительно-рулевой комплекс (ДРК) установлен в оконечности судна, содержит два гребных колеса с жестко установленными плицами и имеет симметричную относительно диаметральной плоскости (ДП) судна конструкцию. Каждое колесо имеет независимо управляемый привод, а плицы развернуты относительно осей колес для подгребания воды от бортов к ДП судна и обжатия отбрасываемой струи. ДРК может содержать устройство для регулирования заглубления гребных колес. Гребные колеса могут быть переменного диаметра в форме усеченного конуса с возрастающим от борта к ДП судна диаметром и иметь не перпендикулярные ДП судна оси. Плицы ДРК могут быть винтовой формы с оптимальными углами входа в воду в районе борта и выхода из воды в районе ДП судна. Колеса могут быть иметь объемную конструкцию, а плицы образованы цилиндрическими поверхностями обшивки, закрепленными на звездообразных дисках. ДРК может содержать волновыпрямитель в виде крыла с устройством регулирования его угла атаки и поднятия над уровнем воды. При движении судна во льду гребными колесами вперед ширина последних по плицам может быть больше ширины корпуса судна по конструктивной ватерлинии. Для снижения низкочастотных колебаний рама может быть закреплена на транце судна посредством демпферов. Изобретение позволяет повысить кпд движителя и управляемость судна. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6
Формула изобретения
1. Колесный движительно-рулевой комплекс, установленный в оконечности судна, содержащий выполненные с жестко установленными плицами два гребных колеса, имеющих симметричную относительно диаметральной плоскости судна конструкцию, при этом каждое колесо имеет независимо управляемый привод, отличающийся тем, что установленные на колесах плицы развернуты относительно осей колес для подгребания воды от бортов к диаметральной плоскости судна и обжатия отбрасываемой струи.2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что он содержит устройство для регулирования заглубления гребных колес, например, в виде рамы, шарнирно закрепленной на транце судна с приводом ее подъема-опускания.3. Комплекс по п.1 или 2, отличающийся тем, что гребные колеса выполнены переменного диаметра, которые могут быть вписаны в усеченный конус, оси гребных колес не перпендикулярны диаметральной плоскости судна, а диаметр каждого из гребных колес возрастает от борта к диаметральной плоскости судна.4. Комплекс по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что плицы имеют винтовую форму с оптимальными углами установки на входе в воду в районе борта и на выходе из воды в районе диаметральной плоскости судна.5. Комплекс по п.1 или 2, отличающийся тем, что колеса выполнены в виде объемной конструкции с плицами, образованными цилиндрическими поверхностями обшивки, закрепленными на звездообразных дисках.6. Комплекс по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что он содержит волновыпрямитель в виде крыла с устройством регулирования его угла атаки и поднятия над уровнем воды.7. Комплекс по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что для прокладки канала при движении судна во льду гребными колесами вперед ширина гребных колес по плицам больше ширины корпуса судна по конструктивной ватерлинии.8. Комплекс по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что для снижения низкочастотных колебаний рама закреплена на транце судна посредством демпферов.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к водному транспорту, может быть использовано при проектировании, строительстве и эксплуатации судов, предназначенных для работы в условиях мелководья, в засоренной акватории, а также в ледовых условиях. Известен ДРК, авторское свидетельство 1000348 от 08.09.80 г., состоящий из гребного колеса с поворотными плицами, установленного на круговой поворотной платформе с приводом вертикального перемещения. Это устройство имеет сложную конструкцию и уязвимое гребное колесо с поворотными плицами. Цель создания изобретения - обеспечение повышенной надежности при работе судна на мелководье, во льду, при лесосплаве в сочетании с высокими пропульсивными качествами, суперманевренностью, высокими динамическими и скоростными характеристиками судна и состава. Указанная цель достигается применением колесного движительно-рулевого комплекса (ДРК), расположенного в оконечности судна, выполненного в виде пары гребных колес с независимым приводом, симметричной относительно ДП судна конструкции, с жестко установленными и развернутыми относительно оси колеса плицами. При этом плица имеет аксиально-винтовую форму с оптимальным углом входа кромки в воду у наружного обода колеса и оптимальным углом выхода кромки плицы из воды у внутреннего обода колеса (для расчетной скорости хода судна). Колесный ДРК содержит устройство для регулирования заглубления гребных колес, выполненное в виде рамы, шарнирно закрепленной на транце судна с приводом ее подъема-опускания. Для повышения пропульсивных качеств колесного ДРК его рама оборудуется волновыпрямителем с устройством регулирования угла атаки крыла и поднятия его над уровнем воды. Форма гребных колес выполнена в виде усеченных конусов с наружным ободом меньшего диаметра, чем обод внутренний (ближний к ДП судна). Для использования в особо тяжелых условиях (например, для судов ледового класса) гребные колеса имеют объемную конструкцию с внутренним набором, образованную цилиндрическими поверхностями плиц и плоскими звездообразными дисками, причем ширина гребных колес по плицам больше, чем максимальная ширина корпуса судна по КВЛ. Сущность изобретения "Колесный ДРК" поясняется чертежами, гдена фиг.1 изображена схема управляемости судна с колесным ДРК;
на фиг.2 - колесный ДРК, продольный разрез;
на фиг.3 - колесный ДРК, вид с кормы;
на фиг.4 - колесный ДРК, вид сверху;
на фиг.5, 6 - схема работы ДРК во льду. Колесный ДРК представляет собой устройство, состоящее из правого 1 и левого 2 гребных колес симметричной относительно ДП судна конструкции с жестко установленными на них аксиально-винтовыми плицами 3, с независимым (например, гидравлическим) приводом 4 колес. Гребные колеса 1 и 2 установлены на раме 5, шарнирно закрепленной посредством демпферов 6 на оконечности судна 7 и устройства 8 подъема-опускания ДРК. Кормовее колес установлен волновыпрямитель с приводом 9 регулировки угла атаки и подъема из воды крыла 10. Гребные колеса 1 и 2 могут быть выполнены с объемными плицами 11, образованными цилиндрическими поверхностями обшивки, упрочненными по кромке профилем 12. Цилиндрическая обшивка, закрепленная на звездообразных дисках 13, по торцам колеса подкреплена изнутри набором 14. На кромках плиц устанавливаются зубцы 15. Для судна-парома колеса разнесены к бортам для образования проезда, а к раме прикреплена аппарель. Работа колесного ДРК
1. Управляемость, маневренность. Управление судном осуществляется изменением величины и направления вектора тяги ДРК путем изменения соотношения числа оборотов и направления вращения гребных колес. Как видно на схеме управляемости судна с колесным ДРК фиг. 1, максимальный момент, разворачивающий судно, может быть достигнут при вращении гребных колес на максимальных оборотах в противоположном направлении
![колесный движительно-рулевой комплекс, патент № 2225327](/images/patents/243/2225327/2225327-2t.gif)
M0=P
![колесный движительно-рулевой комплекс, патент № 2225327](/images/patents/243/2225003/8226.gif)
![колесный движительно-рулевой комплекс, патент № 2225327](/images/patents/243/2225024/945.gif)
![колесный движительно-рулевой комплекс, патент № 2225327](/images/patents/243/2225327/2225327-3t.gif)
Для толкача L/b = 4
![колесный движительно-рулевой комплекс, патент № 2225327](/images/patents/243/2225052/247.gif)
![колесный движительно-рулевой комплекс, патент № 2225327](/images/patents/243/2225052/247.gif)
![колесный движительно-рулевой комплекс, патент № 2225327](/images/patents/243/2225327/2225327-4t.gif)
где P - величина упора на одном гребном колесе;
L/2 - расстояние от ЦМ судна (состава) до оси гребных колес;
b - расстояние между центрами плиц;
![колесный движительно-рулевой комплекс, патент № 2225327](/images/patents/243/2225024/945.gif)
ЦМ - центр массы судна (состава). Управляемость судна на переднем и заднем ходу будет идентична. Следовательно, с точки зрения управляемости колесный ДРК может устанавливаться как на кормовой, так и на носовой оконечности. Величина разворачивающего судно момента зависит от угла
![колесный движительно-рулевой комплекс, патент № 2225327](/images/patents/243/2225024/945.gif)
![колесный движительно-рулевой комплекс, патент № 2225327](/images/patents/243/2225024/945.gif)
![колесный движительно-рулевой комплекс, патент № 2225327](/images/patents/243/2225024/945.gif)
![колесный движительно-рулевой комплекс, патент № 2225327](/images/patents/243/2225024/945.gif)
![колесный движительно-рулевой комплекс, патент № 2225327](/images/patents/243/2225051/176.gif)
Класс B63H1/04 с осями вращения, расположенными под прямыми углами к направлению движения, например гребные колеса
шагающий движитель - патент 2513348 (20.04.2014) | ![]() |
колесный движительно-рулевой комплекс судна ледового плавания - патент 2456201 (20.07.2012) | ![]() |
катамаран - патент 2443592 (27.02.2012) | ![]() |
колесно-лопаточный движитель - патент 2401769 (20.10.2010) | |
колесный движитель - патент 2399500 (20.09.2010) | |
колесный движитель - патент 2368533 (27.09.2009) | ![]() |
катамаран - патент 2351500 (10.04.2009) | ![]() |
колесно-лопаточный движитель - патент 2329180 (20.07.2008) | ![]() |
колесно-лопаточный движитель - патент 2293040 (10.02.2007) | |
движитель - патент 2263605 (10.11.2005) | ![]() |
Класс B63H5/03 подвижно смонтированных по отношению к корпусу судна, например со средствами для изменения положения узла гребного колеса или лопастей или для убирания лопастей