МОТОРНОЕ СУДНО В.С.ГРИГОРЧУКА Российский патент 1997 года по МПК B63H21/17 B60L8/00 

Изобретение относится к судостроению и касается конструирования моторных морских судов.

Известно моторное судно, содержащее корпус с остроскулыми обводами и транцем, имеющий внутренний и наружный посты управления, кокпит, каюты команды, моторный отсек с установленным в нем двигателем внутреннего сгорания, кинематически связанным с гребным винтом, а также установленные на палубе грот- и бизань-мачты.

Однако известное моторное судно обладает низкими эксплуатационными качествами.

Цель изобретения повышение эксплуатационных качеств моторного судна.

Цель достигается тем, что у моторного судна, содержащего корпус с остроскулыми обводами и транцем, имеющий внутренний и наружный посты управления, кокпит, каюты команды, моторный отсек с установленным в нем двигателем внутреннего сгорания, кинематически связанным с гребным винтом, а также установленные на палубе грот- и бизань-мачты, на этих мачтах установлены генераторы электрических зарядов, которые электрически соединены через переключатели с генераторами постоянного тока, размещенными в корпусе судна, выходы которых через переключатели соединены с управляющим блоком, аккумуляторными батареями, установленными в их отсеке внутри корпуса, и с установленным в нем тяговым электродвигателем.

У такого моторного судна каждый генератор электрических зарядов целесообразно выполнять из двух или большего количества флюгеров одинаковой конструкции, установленных на мачтах с возможностью вращения в горизонтальной плоскости, при этом каждый из флюгеров может быть выполнен из передней части в виде обтекаемой пластины, установленной вертикально на подшипниках, и из соединенной с этой пластиной задней части, выполненной из гибкой металлической сетки, имеющей два вывода, оканчивающиеся штепсельными разъемами, и покрытой слоем синтетической электризирующейся ткани, поверх которой уложен слой шерстяной ткани, при этом задняя часть флюгера может быть заключена в гибкий водонепронницаемый чехол, на котором в шахматном порядке могут быть закреплены генераторы волн в виде треугольных пластинок, а на передней части флюгера могут быть установлены Т-образные держатели его задней части.

Кроме того, у такого моторного судна конструкция всех генераторов постоянного тока может быть одинаковой, и каждый из них может содержать корпус с крышкой, на которых установлены с помощью изоляторов входные и выходные выводы, а внутри корпуса могут быть установлены два конденсатора, электрически подключенные к входным и выходным выводам.

Вместе с этим у такого моторного судна конструкция всех конденсатов может быть одинаковой, и каждый из них может иметь пластины одинаковой полярности, соединенные между собой проводником и подключенные к одному из выходных выводов соответствующего генератора постоянного тока, и пластины другой полярности, соединенные между собой проводником и подключенные к другому выходному выводу соответствующего генератора постоянного тока, при этом пластины образуют вставленные друг в друга пакеты, а пространство между ними заполнено диэлектриком, при этом каждый конденсатор разделен на несколько секций, в нижней торцовой части каждой из которых может быть установлена зарядная пластина, отделенная от остальных пластин этой секции слоем такого же диэлектрика, как вышеуказанный, при этом зарядовые пластины секций соединены между собой проводником и подключены к одному из входных выводов соответствующего генератора постоянного тока.

Кроме того у такого моторного судна на его мачтах целесообразно устанавливать антенны из металлических штырей, соединенных проводниками с входными выводами входных переключателей, которые подключены к входным выводам генераторов постоянного тока.

Вместе с этим у такого моторного судна двигатель внутреннего сгорания и тяговый электродвигатель могут быть выполнены с общим редуктором, входные валы которого через соединительные муфты целесообразно связывать с двигателем внутреннего сгорания и с тяговым электродвигателем, а выходной вал с гребным винтом.

На фиг.1 изображено судно; на фиг.2 то же, вид сверху; на фиг.3 - флюгер генератора электрических зарядов; на фиг.4 то же,вид сверху; на фиг.5 задняя часть флюгера генератора электрических зарядов; на фиг.6 то же, вид сверху; на фиг.7 схема волнового движения задней части флюгера генератора электрических зарядов; на фиг.8 один из генераторов постоянного тока, разрез; на фиг. 9 конденсатор с зарядовыми пластинами генератора постоянного тока; на фиг.10 принципиальная схема действия конденсатора с зарядовой пластиной; на фиг.11 схема общего расположения силовой установки описываемого моторного судна; на фиг.12 электрическая схема этой установки с приводом гребного винта моторного судна от тягового электродвигателя.

Моторное судно содержит корпус 1 с остроскулыми обводами и транцем, при этом корпус 1 имеет внутренний и наружный посты управления, кокпит, каюты для команды, моторный отсек (на чертеже не показаны). На палубе моторного судна установлены грот-мачта 2 и бизань-мачта 3. На обеих мачтах на вертикальных подшипниках 4 смонтированы флюгера 5 и 6 генераторов электрических зарядов одинаковой конструкции, но разные по размерам. Каждый флюгер содержит переднюю часть 7 в виде обтекаемой пластины из легкого и прочного материала, имеющей продольный паз 8, через который пропущен бесконечный трос 9, перекинутый через верхний 10 и нижний 11 ролики, закрепленные на осях кронштейнов 12 и 13. Ролик 11 жестко соединен с ручкой 14. На тросе 9 закреплены соединительные пластины 15 с отверстиями. Задняя часть флюгера выполнена из нескольких одинаковых по конструкции участков 16,17 и 19. Задняя часть флюгера имеет гибкий водонепроницаемый чехол 19, внутри которого размещена гибкая металлическая сетка 20. Задняя часть флюгера покрыта слоем синтетической электризирующейся ткани 21, например, акриловой, или полиамидной, или капроновой. Поверх ткани 21 уложен слой шерстяной ткани 22. На наружной поверхности чехла 19 закреплены держатели 23 Т-образной формы. Пальцы 24 соединяют держатели 23, пропущенные в пазах 8, с соединительными пластинами троса 9. Сетка 20 связана со штепсельным разъемом 25. Штепсельные разъемы 26 и 27 связывают верхние секции задних частей флюгеров в виде их сеток 20 между собой и с сеткой 20 нижней секции. Снаружи на чехлах 19 в шахматном порядке размещены генераторы 28 волн, выполненные по форме треугольных пластинок, изготовленных из легкого металла или прочной пластмассы. В верхней части каждой из мачт 3,4 установлены антенны 29 и 30, выполненные из медных штырей и соединенные проводниками с входными выводами входных переключателей 31 и 32. Посредством штепсельных разъемов оба флюгера с помощью проводников соединены с двумя другими входными выводами входных переключателей. Выходные выводы этих переключателей подключены к электрической линии 33, соединенной с выходными выводами генераторов 34,35 и 36 постоянного тока, количество которых определяется размерами флюгеров и др. Все генераторы 34,35 и 36 имеют одинаковое устройство, и каждый из них содержит корпус 37 с ножками 38 для его крепления к корпусу 1 судна. Сверху корпус 37 закрыт крышкой 39, на которой расположены выходные выводы 40,41,42 и 43, установленные на изоляторах 44. Внутри каждого из генераторов постоянного тока размещено по два конденсатора 45 и 46, имеющих одинаковую конструкцию. Каждый конденсатор содержит пакет пластин 47 одной полярности, соединенных между собой проводником и электрически подключенных к одному из выходных выводов, и пакет пластин 48 другой полярности, соединенных проводником между собой и подключенных к другому выходному выводу. Пакеты пластин 47 и 48 вставлены друг в друга, и между ними уложен диэлектрик 49 с большой проницаемостью в электрическом поле. Материалом для диэлектрика 49 могут быть сплавы ТiО₃, BaTiO₃, KHPO₄, LiNbO₃ и др. Каждый конденсатор разделен на несколько секций 50,51 и 52, количество которых не ограничено. В торцевой части каждой из секций установлена зарядовая пластина 53, отделенная от остальных пластин слоем диэлектрика 49. Все пластины 53 одного конденсатора 45 или 46 соединены между собой проводником и подключены к выходному выводу 54 генератора постоянного тока, а все пластины 53 другого конденсатора к входному выводу 55, размещенному в нижней части корпуса 37 генератора постоянного тока на изоляторах 56. Выходные выводы от одного конденсатора каждого из генераторов постоянного тока соединены в единую цепь 57 и подключены к входным выводам выходного переключателя 58, а выходные выводы другого конденсатора каждого из этих генераторов включены в единую цепь 59 и подключены к входным выводам выходного переключателя 60. При этом выходные выводы этих переключателей 58 и 60 подключены к входному управляющему блоку 61, который электрически соединен с аккумуляторными батареями 62, размещенными в аккумуляторном отсеке, а через регулятор 63 с тяговым электродвигателем 64. Блок 61 содержит включатели, предохранители, приборы для измерения силы тока, напряжения, заряда и разряда батарей 62 (на чертеже не показано). Регулятор 63 имеет устройство для изменения частоты и направления вращения вала электродвигателя 64, а также устройство для его включения и отключения (на чертеже не показано).

В силовую установку моторного судна входит двигатель 65 внутреннего сгорания дизельного или карбюраторного типа, который посредством соединительной муфты 66 связан с первым входным валом общего редуктора 67, имеющим ручку 68 включения заднего хода. Соединительная муфта 69 связывает электродвигатель 64 с вторым входным валом редуктора 67, выходной вал которого с помощью дейдвудного вала 70 связан с гребным валом 71. Флюгера 5 и 6 могут быть зафиксированы в любом положении посредством ручек 72.

Эксплуатируется моторное судно следующим образом. Оно может двигаться с помощью флюгеров 5 и 6, либо посредством работы двигателя 65. В первом случае при наличии ветра необходимо повернуть ручки 72 и освободить флюгера 5 и 6 грот-мачты 2 и бизань-мачты 3, которые немедленно развернуться в направлении ветра. Перемещение судна возможно под любым углом действия ветра. Обтекая поверхности флюгеров 5 и 6, воздух с силой давит на генераторы 28 волн. Под действием силы F напора воздуха задние части флюгеров 5 и 6 прогибаются в направлении стрелок,показанных на фиг.7 сплошными линиями, а при отрыве воздушного вихря, под действием возникшего при этом разрежения и вследствие возникшей силы F давления воздуха с противоположной стороны,задние части флюгеров 5 и 6 возвращаются в исходное положение (на фиг.7 это показано пунктирными стрелками). Таким образом, под действием напора воздуха происходит постоянное волнообразное движение участков 16,17,18 задних частей флюгеров 5 и 6 (фиг.7). Ткань 22 при этом трется о ткань 21, в результате чего на последней возникают электрические заряды, положительные или отрицательные в зависимости от используемого материала, что несущественно для работы генераторов постоянного тока. Возникшие на ткани 21 заряды переходят на сетки 20, с которых по проводникам стекают на входные выводы переключателей 31 и 32. При отрицательных зарядах подвижные части переключателей 31 и 32 устанавливаются в положения, показанные на фиг.12 сплошными линиями, а при положительных зарядах эти подвижные части переводятся в положения, показанные пунктирными линиями. Далее заряды поступают на входную электрическую линию 33, а затем на входные выводы 54 и 55 генераторов 34,35 и 36 постоянного тока и далее на пластины 53 каждого из конденсаторов 45 и 46 каждой секции 50,51 и 52.

Отрицательные заряды создают вокруг пластин 53 электрическое поле, воздействующее на диэлектрик 49, и поляризуют его, создавая в нем электрические диполи. В результате этого на ближайшей к нему пластине 48 возникают электрические заряды противоположного знака. Электрическое поле вокруг пластины 48 вызывает поляризацию следующего слоя диэлектрика 49 и появление на прилегающей к нему пластине 47 отрицательных зарядов. И так далее до тех пор, пока на всех пластинах 47 и 48 не появятся электрические заряды соответствующего знака, и конденсаторы 45 и 46 генераторов 34,35 и 36 не окажутся заряженными (см. фиг.10). Возникшая на конденсаторах разность потенциалов, пропорциональная зарядам на пластинах 53, подается в электрическую цепь 57, а затем на входные выводы переключателей 58 и 60, подвижные части которых установлены в положениях, показанных сплошными линиями на фиг.12. Далее разность потенциалов поступает на блок 61, откуда идет либо на подзарядку аккумуляторных батарей 62, либо на регулятор 63 и электродвигатель 64, который посредством включенной соединительной муфты 69 и редуктора 67 приводит во вращение гребной винт 71. Если двигатель 65 не работает, муфта 66 должна отключаться. Обе муфты 66 и 69 должны включаться в том случае, если электродвигатель 64 и двигатель 65 работают одновременно на гребной винт 71. Регулятором 63 можно изменять частоту и направление вращения вала электродвигателя 64 и тем самым изменять скорость и направление поступательного движения судна. С помощью блока 61 можно направлять вырабатываемый ток либо на зарядку аккумуляторных батарей 62, либо на питание электродвигателя 64, либо одновременно на работу последнего и на подзарядку батарей, а также контролировать все параметры электрического тока.

Воздух над морем может быть часто ионизирован и может при этом содержать в большом количестве чаще всего положительные электрические заряды. При отсутствии ветра движение моторного судна может происходить следующим образом. Флюгера 5 и 6 устанавливаются в положение, показанное на фиг.2, и стопорятся ручками 72. Положительные заряды из атмосферы над морем стекают на штыри антенн 29 и 30 и по проводникам поступают на входные выводы переключателей 31 и 32, подвижные части которых должны быть при этом установлены в положения, показанные на фиг.12 пунктирными линиями. В этом случае флюгера 5 и 6 оказываются отключенными от электрической цепи. Положительные заряды поступают на зарядовые пластины 53 конденсаторов 45 и 46 генераторов 34,35 и 36 постоянного тока и создают на них электрические поля, а на пластинах 47 и 48 разность потенциалов, как было выше здесь описано, но уже обратной полярности (это на фиг.10 показано пунктирными линиями). Для того, чтобы полярность тока, подаваемого на блок 61, не изменялась, необходимо подвижные части переключателей 58 и 60 установить в положение, показанное пунктирными линиями на чертеже фиг.12. Снимаемый с входного блока 61 электрический ток, как было описано выше, поступает на аккумуляторные батареи 62 и электродвигатель 64.

При необходимости можно использовать флюгера 5 и 6 вместе с антеннами 29 и 30, но в этом случае один из входных и один из выходных переключателей должны находиться в положении, показанном пунктирными линиями на чертеже фиг. 12. При этом один из конденсаторов каждого из генераторов постоянного тока будет работать от антенн 29 и 30, а другой от флюгеров 5 и 6, а создаваемая ими электроэнергия будет поступать в цепи 57 и 59, а далее на блок 61.

При втором случае двигатель 65 внутреннего сгорания преобразует энергию топлива в механическую работу и посредством соединительной муфты 66, редуктора 67 и дейдвудного вала 70 приводит во вращение гребной винт 71, который отбрасывает назад струю воды и обеспечивает этим движение судна вперед. Задний ход последнего обеспечивается переменной направления вращения гребного винта 71 с помощью ручки 68.

Предлагаемое судно может эксплуатироваться взамен парусных и парусно-моторных судов при длительных морских путешествиях, особенно в крайних широтах, где ветры дуют постоянно, а сила и направление их характеризуются стабильностью.

Положительный эффект от использования изобретения заключается в значительной экономии топлива, в устранении необходимости создания компромиссных обводов корпуса судна, в устранении необходимости наличия выдвижного шверта и перевозимого балласта, в упрощении конструкции судна, в повышении его грузоподъемности, в обеспечении возможности движения судна под любым углом к направлению ветра, в получении энергии на стоянке судна, а также в повышении безопасности плавания, так как исключается вероятность опрокидывания судна при резком порыве ветра.

Использование: изобретение относится к судостроению и касается конструирования моторных морских судов. Сущность изобретения заключается в том, что у моторного судна, содержащего корпус с остроскулыми обводами и транцем, имеющий внутренний и наружный посты управления, кокпит, каюты команды, моторный отсек с установленным в нем двигателем внутреннего сгорания, кинематически связанным с гребным винтом, на палубе корпуса размещены грот- и бизань- мачты, на которых установлены генераторы электрических зарядов, которые электрически соединены через переключатели с генераторами постоянного тока, размещенными в корпусе судна, выходы которых через переключатели соединены с управляющим блоком, аккумуляторными батареями, установленными в их отсеке внутри корпуса, и с установленным в нем тяговым электродвигателем. 5 з.п.ф-лы, 12 ил.

1. Моторное судно, содержащее корпус с остроскулыми отводами и транцем, имеющий внутренний и наружный посты управления, кокпит, каюты команды, моторный отсек с установленным в нем двигателем внутреннего сгорания, кинематически связанным с гребным винтом, а также установленные на палубе грот- и бизань-мачты, отличающееся тем, что на грот- и бизань-мачте установлены генераторы электрических зарядов, которые электрически соединены через переключатели с генераторами постоянного тока, размещенными в корпусе судна, выходы которых через переключатели соединены с управляющим блоком, аккумуляторными батареями, установленными в их отсеке внутри корпуса, и с установленным в нем тяговым электродвигателем. 2. Судно по п.1, отличающееся тем, что каждый генератор электрических зарядов выполнен из двух или большего количества флюгеров одинаковой конструкции, установленных на мачтах с возможностью вращения в горизонтальной плоскости, при этом каждый из флюгеров выполнен из передней части в виде обтекаемой пластины, установленной вертикально на подшипниках, и из соединенной с этой пластиной задней части, выполненной из гибкой металлической сетки, имеющей два вывода, оканчивающиеся штепсельными разъемами, и покрытой слоем синтетической электризирующейся ткани, поверх которой уложен слой шерстяной ткани, при этом задняя часть флюгера заключена в гибкий водонепроницаемый чехол, на котором в шахматном порядке закреплены генераторы волн в виде треугольных пластинок, а на передней части флюгера установлены Т-образные держатели его задней части. 3. Судно по пп.1 и 2, отличающееся тем, что конструкция всех генераторов постоянного тока является одинаковой и каждый из них содержит корпус с крышкой, на которых установлены с помощью изоляторов входные и выходные выводы, а внутри корпуса установлены два конденсатора, электрически подключенные к входным и выходным выводам. 4. Судно по п.3, отличающееся тем, что конструкция всех конденсаторов является одинаковой и каждый из них имеет пластины одинаковой полярности, соединенные между собой проводником и подключенные к одному из выходных выводов соответствующего генератора постоянного тока, и пластины другой полярности, соединенные между собой проводником и подключенные к другому выходному выводу соответствующего генератора постоянного тока, при этом пластины образуют вставленные друг в друга пакеты, а пространство между ними заполнено диэлектриком, при этом каждый конденсатор разделен на несколько секций, в нижней торцевой части каждой из которых установлена зарядовая пластина, отделенная от остальных пластин этой секции слоем такого же диэлектрика, как вышеуказанный, при этом зарядовые пластины секций соединены между собой проводником и подключены к одному из входных выводов соответствующего генератора постоянного тока. 5. Судно по пп. 1 4, отличающееся тем, что на его мачтах установлены антенны из металлических штырей, соединенных проводниками с входными выводами входных переключателей, которые подключены к входным выводам генераторов постоянного тока. 6. Судно по пп.1 6, отличающееся тем, что двигатель внутреннего сгорания и тяговый электродвигатель выполнены с общим редуктором, входные валы которого через соединительные муфты связаны с двигателем внутреннего сгорания и тяговым электродвигателем, в выходной вал с гребным винтом.