ВОЛНОВОЙ ДВИЖИТЕЛЬ СУДНА Российский патент 1995 года по МПК B63H19/02 B63H1/36 

Изобретение относится к судостроению, а именно к движителям, использующим для получения тяги (упора) энергию морских волн.

Известен крыльевой волновой движитель судна, содержащий подводное крыло, упруго присоединенное к стойке, соединенной с корпусом судна посредством вала, а также горизонтальный вал, установленный с возможностью вращения в подшипниках, закрепленных в корпусе судна, параллельно ДП судна.

Недостатком известного движителя является отсутствие возможности использования других источников энергии для увеличения тяги, а также для регулирования этой тяги.

Целью изобретения является обеспечение возможности увеличения тяги за счет энергии судового двигателя и регулирования значения этой тяги.

Технический результат достигается тем, что движитель выполнен с пустотелым валом, расположенным в продольной плоскости судна, соединенным с приводом его вращения, к другому концу баллера симметрично первому шарнирно присоединено второе крыло, снабженное механизмом формирования угла атаки, при этом баллер соединен с пустотелым валом с возможностью перемещения перпендикулярно его оси и снабжен приводом перемещения, а также тем, что внутри полого вала расположен приводной вал с шестерней, сопряженной с зубчатой рейкой, закрепленной на баллере.

На фиг. 1 показан общий вид крыльевого волнового движителя судна; на фиг.2 - разрез крыла с механизмом формирования угла атаки; на фиг.3 показан движитель при работе в режиме получения тяги за счет судового двигателя; на фиг. 4 - то же, при работе в режиме совместного использования энергии судового двигателя и энергии морских волн; на фиг.5 - вид по стрелке А на фиг.4.

Крыльевой волновой движитель содержит закрепленный в корпусе судна 1 в подшипниках 2 пустотелый вал 3, в носовой части 4 которого установлен датчик угла набегающего потока (условно не показан). С валом 3 (пустотелым) соединен баллер 5, на котором шарнирно закреплены крылья 6 и 10. Баллео 5 установлен с возможностью поворота в пустотелом валу 3 и с возможностью поперечного перемещения вместе с крыльями при помощи привода, содержащего приводной вал 7 с шестерней 8, подвижно сопряженной со средней частью баллера 5, на одной стороне которой выполнена зубчатая рейка или круговая нарезка 9.

Внутри крыльев 6 и 10 закреплены механизмы формирования углов атаки, в качестве которых могут быть применены пружины, гидрошарниры, связанные с системой управления и т.д.

При отсутствии волнения крылья 6 и 10 располагают на одинаковом расстоянии от пустотелого вала 3, вращают вал с помощью судового двигателя (условно не показан), при этом крылья 6 и 10 под действием механизма 11 отклонены на одинаковые углы в разные стороны. Движитель при этом работает подобно гребному винту.

При наличии волнения для экономии топлива за счет использования энергии морской волны, вращая вал 7 привода с помощью шестерни и зубчатой рейки 9 вала, перемещают крылья в одну сторону. Пустотелый вал 3 вращают со скоростью, при которой вектор скорости отодвинутого крыла, приложенный к центру давления (ЦД), направлен навстречу вектору скорости набегающего потока или его проекции на поперечную плоскость. При этом за счет разности плеч L₁ и L₂ линейная скорость на одном крыле возрастает по сравнению со скоростью на другом пропорционально отношению этих плеч, а тяга на отодвинутом крыле возрастает пропорционально квадрату линейной скорости.

Для обеспечения увеличения скорости на отодвинутом от вала 3 крыле необходимо прилагать вращающий момент М_кр, посредством чего энергия от судового двигателя передается движителю.

Крыльевой волновой движитель может также работать только за счет энергии морского волнения и вызванной им качки судна. Для этого пустотелый вал 3 с помощью муфты сцепления (условно не показана) разъединяют с судовым движителем.

Под действием набегающего потока воды, обусловленного волнением моря, при направлении волнения под углом к диаметральной плоскости судна крылья отклоняются от горизонтали и устанавливаются под заданным углом атаки с помощью механизмов формирования угла атаки. При этом центры давления крыльев смещаются от оси вала 3, благодаря чему вал 3 поворачивается при изменении направления набегающего потока воды, обусловленного ее орбитальным движением и качкой судна. В результате вал 3, постоянно поворачиваясь с баллером 5 и крыльями 10, устанавливается в плоскость, перпендикулярную набегающему потоку, а центры давления крыльев располагаются ниже по потоку оси вала 3. На крыльях возникает подъемная сила, горизонтальная составляющая которой направлена вперед и является волновой тягой.

При движении судна навстречу или по направлению волны вал 3, как правило, неподвижен, а баллер 5 находится в горизонтальном положении.

Использование: область судостроения, для возможности создания тяги на основе энергии морских волн и судового двигателя, а также регулирования ее величины. Сущность изобретения: волновой движитель судна содержит крылья, закрепленные на баллере, связанном с приводным валом через механизм формирования угла атаки. Баллер установлен с возможностью поворота в пустотелом валу и с возможностью поперечного перемещения вместе с крыльями посредством привода. При отсутствии волнения вал вращают с помощью судового двигателя. Крылья отклонены в разные стороны и работают подобно гребному винту. При наличии волнения крылья используют как для увеличения скорости при работе двигателя, так и для создания тяги только за счет качки судна при разобщенной муфте сцепления. 1 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. ВОЛНОВОЙ ДВИЖИТЕЛЬ СУДНА, содержащий крыло, шарнирно соединенное с одним концом баллера и снабженное механизмом формирования угла атаки, расположенным в полости крыла, отличающийся тем, что он выполнен с пустотелым валом, расположенным в продольной плоскости судна, соединенным с приводом его вращения, к другому концу баллера симметрично первому шарнирно присоединено второе крыло, снабженное механизмом формирования угла атаки, при этом баллер соединен с пустотелым валом с возможностью перемещения перпендикулярно к его продольной оси и снабжен приводом перемещения. 2. Движитель по п.1, отличающийся тем, что внутри полого вала расположен приводной вал с шестерней, сопряженной с зубчатой рейкой, закрепленной на баллере.