судовая трансмиссия (варианты)

Формула изобретения

1. Трансмиссия судна, состоящая из наклонного гребного вала с винтом и кронштейна, отличающаяся тем, что гребной вал соединен с валом двигателя через промежуточный вал и два шарнира, представляющие собой шарниры равных угловых скоростей, карданные шарниры или муфты, обеспечивающие вращение валов под углом друг к другу, а кронштейн гребного вала закреплен на корпусе судна с возможностью подъема вверх, причем шарниры расположены под днищем и закрыты обтекателем.

2. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что кронштейн закреплен с возможностью перемещения по дуге с центром в центре шарниров, например на рычаге или рычагах или на дугообразном пилоне, находящемся в дугообразных направляющих.

3. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что кронштейн соединен с закрепленным на корпусе рычагом или скользящим креплением через промежуточный элемент, например рычаг или рычаги.

4. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что кронштейн соединен с корпусом посредством элемента, обеспечивающего кронштейну две степени свободы перемещения относительно него, например посредством кулисы.

5. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что кронштейн соединен с корпусом судна через рычаг или прямолинейно скользящее крепление, а гребной вал закреплен в кронштейне с возможностью осевого перемещения и/или самоориентирования.

6. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что на кронштейне имеется антикавитационная плита.

7. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что на кронштейне или антикавитационной плите с возможностью поворота закреплен руль или рули, причем управление рулем или рулями осуществляется посредством тросопружинного, рычажного, оболочно-тросового, гидравлического, пневматического, электрического привода или через телескопический карданный вал.

8. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что руль или рули установлены на корпусе с возможностью подъема, причем механизм подъема руля или рулей связан с механизмом подъема кронштейна.

9. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что кронштейн соединен с корпусом с возможностью поворота в горизонтальной плоскости.

10. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что на корпусе судна имеется выступ или выступы, взаимодействующие с кронштейном в его горизонтально повернутых положениях с целью обеспечения поднятия гребного вала только в паз.

11. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что кронштейн подпружинен в направлении вниз.

12. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что кронштейн крепится к корпусу разрушаемым креплением, например шплинтом.

13. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что кинематика кронштейна снабжена фиксатором с несимметричным регулируемым усилием.

14. Трансмиссия судна, состоящая из наклонного гребного вала с винтом и кронштейна, отличающаяся тем, что гребной вал соединен с валом двигателя через промежуточный вал и два шарнира, представляющие собой шарниры равных угловых скоростей, карданные шарниры или муфты, обеспечивающие вращение валов под углом друг к другу, а кронштейн гребного вала закреплен на корпусе судна с возможностью подъема вверх, причем шарниры расположены в имеющемся на внутренней стороне днища патрубке с фланцем.

15. Трансмиссия по п.14, отличающаяся тем, что кронштейн закреплен с возможностью перемещения по дуге с центром в центре шарниров, например на рычаге или рычагах или на дугообразном пилоне, находящемся в дугообразных направляющих.

16. Трансмиссия по п.14, отличающаяся тем, что кронштейн соединен с закрепленным на корпусе рычагом или скользящим креплением через промежуточный элемент, например рычаг или рычаги.

17. Трансмиссия по п.14, отличающаяся тем, что кронштейн соединен с корпусом посредством элемента, обеспечивающего кронштейну две степени свободы перемещения относительно него, например посредством кулисы.

18. Трансмиссия по п.14, отличающаяся тем, что кронштейн соединен с корпусом судна через рычаг или прямолинейно скользящее крепление, а гребной вал закреплен в кронштейне с возможностью осевого перемещения и/или самоориентирования.

19. Трансмиссия по п.14, отличающаяся тем, что на кронштейне имеется антикавитационная плита.

20. Трансмиссия по п.14, отличающаяся тем, что на кронштейне или антикавитационной плите с возможностью поворота закреплен руль или рули, причем управление рулем или рулями осуществляется посредством тросопружинного, рычажного, оболочно-тросового, гидравлического, пневматического, электрического привода или через телескопический карданный вал.

21. Трансмиссия по п.14, отличающаяся тем, что руль или рули установлены на корпусе с возможностью подъема, причем механизм подъема руля или рулей связан с механизмом подъема кронштейна.

22. Трансмиссия по п.14, отличающаяся тем, что кронштейн соединен с корпусом с возможностью поворота в горизонтальной плоскости.

23. Трансмиссия по п.14, отличающаяся тем, что на корпусе судна имеется выступ или выступы, взаимодействующие с кронштейном в его горизонтально повернутых положениях с целью обеспечения поднятия гребного вала только в паз.

24. Трансмиссия по п.14, отличающаяся тем, что кронштейн подпружинен в направлении вниз.

25. Трансмиссия по п.14, отличающаяся тем, что кронштейн крепится к корпусу разрушаемым креплением, например шплинтом.

26. Трансмиссия по п.14, отличающаяся тем, что кинематика кронштейна снабжена фиксатором с несимметричным регулируемым усилием.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к судостроению и предназначено в основном для малых и средних судов.

Известны суда с наклонным валом /см. книгу "Разъездные туристские и спортивные катера", Хуан Баадер, Ленинград: Судостроение, 1977/.

Их недостаток - подверженность выступающих под днищем винта, кронштейна и руля повреждениям, трудность снятия с мели, невозможность прохождения мелководий. Особенно это относится к глиссирующим судам и судам на подводных крыльях.

Сущность изобретения в том, что наклонный гребной вал соединен с валом двигателя или промежуточным валом через 2 шарнира равных угловых скоростей, 2 карданных шарнира или 2 муфты, обеспечивающих работу валов под углом друг к другу /далее "шарнир"/, а кронштейн гребного вала закреплен на корпусе судна с возможностью подъема вверх.

В этом случае при необходимости /а при наезде на мель - самопроизвольно/ гребной вал с винтом может быть поднят к днищу /особенно, если винт двухлопастный/ или выше уровня днища.

На тихоходных /водоизмещающих/ судах шарнир может находиться под днищем и закрыт от повреждений и для уменьшения гидродинамического сопротивления обтекателем.

На быстроходных судах верхний шарнир может быть расположен в нише днища и закрыт кожухом, повторяющим обводы судна. Или на внутренней стороне днища может иметься патрубок большого диаметра /больше диаметра шарнира/, закрывающийся изнутри фланцем с отверстием для вала.

Возможен и промежуточный вариант - шарнир наполовину утоплен в днище, а выступающая половина закрыта обтекателем.

Если шарнир находится выше уровня днища, то для того чтобы гребной вал мог подняться, в днище должен быть продольный паз. Здесь возможны два варианта: или гребной вал в поднятом положении выходит за пределы кормы, и в этом случае продольный паз может доходить до кормы. Или если гребной вал проходит под повышающимся участком днища водоизмещающего судна и не доходит до кормы, то продольный паз может плавно сойти на нет, зато может иметься поперечный полукруглый паз для винта, или продольный паз может окончиться поперечным пазом.

Возможны три варианта размещения шарнира: снаружи, на проходе через стенку корпуса, и внутри корпуса судна.

1 вариант. В корпусе судна закреплен промежуточный вал, выходящий в воду, где и размещен шарнир.

2 вариант. На гребном валу закреплена наружная обойма шарнира равных угловых скоростей /граната/ со сферической наружной поверхностью, или же карданный шарнир или муфта помещены в стакан со сферической наружной поверхностью, причем центр сферы совпадает с центром шарнира. Шарнир размещен в стенке ниши, перпендикулярной гребному валу в его рабочем положении. Уплотнительная манжета при этом размещена на сфере /на максимальной или меньшем ее диаметре, в последнем случае уплотнений может быть два/.

3 вариант. Гребной вал с помощью подшипника /или двух, или двухрядного/ закреплен в поворотной буксе, имеющей сферическую или цилиндрическую наружную поверхность, причем букса может быть закреплена с возможностью поворота в одной плоскости на горизонтальной поперечной оси, проходящей через центр шарнира, или сферическая букса может быть закреплена с возможностью поворота в двух плоскостях, например в гнезде со сферической внутренней поверхностью. При этом буксу можно не фиксировать от осевого проворота, а можно зафиксировать, например, шипом /шипами/ на наружной поверхности буксы, входящим в секторный паз гнезда.

Возможны четыре варианта кинематики поднимающегося кронштейна:

Вариант А. Кронштейн поднимается по дуге с центром в центре шарнира и закреплен на гребном валу свободно - с возможностью осевого перемещения. В этом варианте возможны два подварианта: или кронштейн закреплен на рычаге /рычагах/, с точкой или осью вращения, совпадающих с центром шарнира, или кронштейн закреплен на дугообразном пилоне /пилонах/, размещенном в дугообразных направляющих, центр дуги которых совпадает с центром верхнего шарнира.

В вариантах "В" и "С" гребной вал сам является рычагом. В этих вариантах крепление гребного вала в кронштейне должно исключать его осевое перемещение относительно кронштейна.

Вариант В. Кронштейн соединен с размещенными на корпусе прямолинейными направляющими или рычагом через промежуточный элемент, например рычаг.

Вариант С. Кронштейн соединен с корпусом через элемент, допускающий две степени свободы перемещения кронштейна относительно него, например через кулису.

Вариант D. Кронштейн закреплен на корпусе любым способом, допускающим его поднятие, но при этом гребной вал закреплен в кронштейне с возможностью осевого перемещения и, возможно, самоориентирования.

На глиссирующем судне на кронштейне может потребоваться антикавитационная плита.

Руль судна может быть расположен на кронштейне или антикавитационной плите. В этом случае привод руля должен предусматривать подвижность кронштейна, например тросовый привод с пружинной компенсацией, рычажный, посредством телескопического карданного вала, гидропривод и т.п.

Или руль /рули/ может быть установлен на корпусе. В этом случае руль может быть подъемным /швертботного типа/, причем подъем руля может быть связан с подъемом кронштейна.

Способность гребного вала работать под углом в ведущему валу может быть использована для поворота судна, для чего кронштейн должен быть закреплен с возможностью поворота в горизонтальной плоскости. Такое решение целесообразно использовать для водоизмещающих судов без паза в днище. Если при этом руль /а еще лучше - два/ разместить на кронштейне и увязать его поворот с поворотом кронштейна в горизонтальной плоскости, то по маневренности такое судно будет уступать только крыльчатому движителю или водомету.

Если же применить такое решение на глиссирующем судне, то неоходимо предусмотреть блокировку поднятия кронштейна при повернутом гребном вале /иначе при наезде на препятствие вал не попадет в продольный паз/, например в виде выступа на транце по обе стороны от продольного паза /саму корму в этом случае имеет смысл сделать по дуге/.

Для предотвращения самопроизвольного поднятия кронштейна под действием гидродинамических сил он может быть снабжен разрушаемым креплением /например, шплинтом/ или подпружинен в направлении вниз.

Кинематика поднятия кронштейна может быть снабжена фиксатором с несимметричным регулируемым усилием для фиксации кронштейна в крайних и, если необходимо, в промежуточных положениях.

Применение трасмиссии может улучшить гидродинамику яхт.

Предлагаемая трансмиссия лучше всех известных /не считая водомета/ защищает винт от ударов о плавающие предметы и дно, потому что вследствие вращения винта и скругленности его входной кромки усилие удара направлено вверх-назад под углом 65-70 градусов к вертикали. А угловая колонка или подвесной мотор в первый момент откидываются по касательной строго назад или даже назад-вниз. В предлагаемой же трансмиссии винт откидывается вверх-назад под углом примерно 75 градусов к вертикали, то есть почти оптимально.

Тяга винта, хотя и неполная, сохраняется и в поднятом положении.

Основной недостаток трансмиссии - наличие продольного паза в корме у глиссирующих судов - малосущественен при изготовлении судов из стеклопластика методом формования, так как паз и ниша формуются заодно с корпусом и получаются легкими и надежными.

На прилагаемых эскизах изображена предлагаемая трансмиссия - фиг.1 - вид сбоку, фиг.2 - вид сзади, где 1 - корпус судна, 2 - ниша в днище, 3 - кожух, закрывающий нишу, 4 - продольный паз в днище, 5 - шарнир, 6 - гребной вал с винтом, 7 - кронштейн, 8 - рычаг V-образной формы обтекаемого сечения, 9 - направляющие в виде т-образного паза или профиля, 10 - антикавитационная плита.

Работает трансмиссия так: в штатном режиме вращение через шарниры 5 и гребной вал 6 передается на гребной винт. При наезде на препятствие или преднамеренно гребной вал 6 с кронштейном 7 и рычагом 8 могут быть подняты вверх. Кронштейн 8 при этом скользит по направляющим 9, а гребной вал входит в паз 4. При этом под днищем не имеется выступающих деталей, и можно продолжить движение с небольшой скоростью.