ВОЛНОХОД Российский патент 1997 года по МПК B63B1/10 B63B1/14 B63H19/02 

Изобретение относится к морскому судостроению и касается конструирования штормоустойчивых морских плавсредств с надводным расположением корпуса.

Известен волноход, содержащий надводный корпус, связанный вертикальными полупогруженными стойками с сигарообразными подводными поплавками, имеющими движители и соединяющие их герметизированные горизонтальные перемычки (см. SU, патент СССР N 893124, кл. B 63 B 1/10, 1981).

Однако для своего поступательного перемещения он не может использовать энергию волн и обладает пониженными эксплуатационными качествами.

Технический результат от внедрения описываемого изобретения состоит в использовании энергии волн и в повышении эксплуатационных качеств волнохода.

Этот технический эффект достигается тем, что волноход, содержащий надводный корпус, связанный вертикальными погруженными стойками с сигарообразными подводными поплавками, имеющими движители и соединяющие их герметизированные горизонтальные перемычки, выполнен с размещенными по каждому борту по крайней мере тремя боковыми поплавками, каждый из которых шарнирно связан посредством поворотной консоли с соответствующей ему кареткой, установленной в верхней части своей вертикальной полупогруженной стойки, при этом каждая каретка выполнена с выступающими с внутренней стороны за ее пределы двумя кронштейнами, шарнирно соединенными с пластинами внутренних концов консоли, а к каждой из консолей на удалении, не выступающем за пределы днища корпуса судна, шарнирно соединены два удаленные друг от друга на ширину консоли вертикальных штока левой и правой зубчатых реек, каждая из которых зацеплена с цилиндрической шестерней полуоси, на внутреннем конце которой посажена ведущая обойма обгонной муфты, причем обе ведомые ступицы левой и правой обгонных муфт имеют одинаковое направление вращения и посажены на концах вала, имеющего в средней части коническую шестерню, зацепленную с конической шестерней вала отбора мощности, связанного со входным валом мультипликатора, соединенного на выходе через инерционную обгонную муфту с электрогенератором.

Кроме того, с тыльной стороны каждой вертикальной зубчатой рейки может быть установлен подпружинивающий ее ролик, каждая поворотная консоль может быть выполнена с возможностью удержания ее в промежуточном положении на соответствующей ей каретке посредством пружины с регулируемым натяжением, а подводные сигарообразные поплавки могут быть жестко связаны фланцами с герметизированными горизонтальными перемычками, которые могут быть выполнены с крыльевой гидродинамической обтекаемой формой.

На фиг. 1 изображен вид на волноход со стороны его кормовой оконечности; на фиг. 2 боковой вид волнохода; на фиг. 3 вид сбоку на рейки устройства волнохода для отбора энергии; на фиг. 4 функциональная схема вышеупомянутого устройства для отбора энергии волн; на фиг. 5 вид А на фиг. 1; на фиг. 6 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 7 разрез В-В на фиг. 1.

Волноход содержит корпус 1, вертикальные полупогруженные стойки 2 и погруженные в воду сигарообразные подводные поплавки 3 с движителями 4. Волноход имеет с каждого борта по меньшей мере по три боковых поплавка 5. Каждый из последних связан посредством поворотной консоли 6 с кареткой 7, находящейся в верхней части соответствующей ей стойки 2. Каретка 7 с внутренней стороны (под днищем корпуса) имеет выступающие кронштейны 8, позволяющие при небольшом удалении поплавка 5 от стойки 2 иметь увеличенную амплитуду его вертикального перемещения. Консоль 6 в области каретки 7 выполнена из двух пластин 9, шарнирно соединенных концами с кронштейнами 8. К каждой пластине 9 в промежуточной части, не выступающей за пределы корпуса 1, шарнирно присоединен вертикальный шток 10, верхним концом жестко связанный с одной из зубчатых реек. Левая зубчатая рейка 11 зацеплена с шестерней 12, посаженной на левую полуось 13, которая противоположным концом жестко соединена с ведущей обоймой 14 левой обгонной роликовой муфты. Соответственно правая зубчатая рейка 15 зацеплена с шестерней 16, посаженной на первую полуось 17, связанную с ведущей обоймой 18 правой обгонной муфты. С тыльной стороны рейки подпружинены упорными роликами 19. Внутренние ведомые ступицы 20 и 21 этих обгонных муфт посажены на концах вала 22, в средней части которого размещена коническая шестерня 23, зацепленная с конической шестерней 24, посаженной на входной вал мультипликатора 25. Выходной вал мультипликатора 25 посредством инерционной обгонной муфты 26 соединен с электрогенератором 27. Благодаря массивной инерционной обгонной муфте 26 сохраняется равномерная передача крутящего момента на электрогенератор 27 в промежуточные моменты нахождения консоли 6 в крайних (верхнем и нижнем) положении. Передние (носовые) и задние (кормовые) стойки 2 в нижней своей части соединены между собой крыльевыми перемычками 28, имеющими обтекаемую гидродинамическую форму и расположенными под углом атаки к горизонтальной плоскости, позволяющим (как у судов на подводных крыльях) создавать подъемную силу на рейсовой скорости движения. Нижние части стоек 2, контактирующие извне с водой, имеют обтекаемую форму и соединены герметизированными фланцами 29 с сигарообразными поплавками 3. Внутри каждого из поплавков 3 в кормовой части расположена судовая силовая установка 30, топливные цистерны 31 и руль 32. В свободных полостях поплавков 3 размещены накопители 33 энергии (при наличии надпалубных ветроустановок, не показанных на чертежах). Герметизированные от воды поплавки 3 через пустотелые стойки 2 сообщены с корпусом 1 и соответственно с атмосферой, обеспечивая одновременно свободный доступ к судовым силовым установкам обслуживающего персонала и свежего воздуха.

Волноход эксплуатируется следующим образом. После первого спуска на воду (в доке) при порожнем корпусе 1 (без полезных грузов, команды и пассажиров) заполнение топливом сигарообразных поплавков 3 выбирается таким, при котором днище корпуса 1 со снятыми боковыми поплавками 5 будет находиться в непосредственной близости от горизонтальной поверхности воды или касаться ее. После установки боковых поплавков 5 корпус 1 независимо от последующей его загрузки всегда будет находиться в подводном положении. Консоли 6 на спокойной воде с помощью мощных пружин 34, имеющих регулируемый натяг, устанавливаются в среднее положение (при общей загрузке корпуса 1 на 60-70%). В дальнейшем при плавании на больших волнах каждый из поплавков 5 будет повторять амплитуду h_m его колебаний и препятствовать передаче энергии волн на надводный корпус 1. Для более эффективного повторения траектории волн поплавки 5 снабжены с двух боковых сторон закрылками 35 обтекаемой формы. В принципе, энергии, вырабатываемой по меньшей мере шестью мощными электрогенераторами 27 и аккумулируемой размещенными в поплавках 3 накопителями, достаточно для небыстроходного длительного плавания без потребления топлива вообще. При дополнительном надпалубном размещении, например, двух ветроустановок (на чертеже не показаны) энергоснабжение такого экологически чистого плавсредства существенно улучшается и может быть вполне достаточным для нормального поступательного движения на электрическом ходу. В основном (топливном) варианте исполнения при достаточной мощности дизельных судовых установок 30 и соответствующей им загрузке корпуса 1 волноход после достижения рейсовой скорости может при верхнем расположении кареток 7 и подъеме всех боковых поплавков 5 выйти на форсированный глиссирующий (или близкий к нему) режим. Это в ряде случаев может быть важным особенно при изменении курса в сторону терпящего бедствие другого судна. Так как колебания вверх-вниз поплавков 5 на волнах происходят невзаимосвязанно между собой, усредненное результирующее их воздействие на судно будет незначительным и в идеальном случае стремиться к нулевому, что позволит даже в штормовую погоду (при размещении поплавков 3 ниже уровня волн) сохранять постоянным горизонтальное положение палубы корпуса 1. Этому дополнительно будут способствовать обтекаемые плоскости крыльевых перемычек 28 особенно во время движения судна. При разной загрузке корпуса 1 с целью сохранения одинаковой плавучести (и глубины погружения) боковых поплавков 5 каретки 7 снабжены средствами их вертикального перемещения в пределах верхней части стоек 2 (на чертежах эти средства не показаны).

Использование: изобретение относится к морскому судостроению и касается конструирования штормоустойчивых морских плавсредств с надводным расположением корпуса. Сущность изобретения заключается в том, что волноход содержит надводный корпус, который связан вертикальными полупогруженными стойками с сигарообразными подводными поплавками, имеющими движители и соединяющие их герметизированные горизонтальные перемычки. Волноход выполнен с размещенными по каждому борту по крайней мере тремя боковыми поплавками, каждый из которых шарнирно связан посредством поворотной консоли с соответствующей ему кареткой, установленной в верхней части своей вертикальной полупогруженной стойки, при этом каждая каретка выполнена с выступающими с внутренней стороны за ее пределы двумя кронштейнами, шарнирно соединенными с пластинами внутренних концов консоли, а к каждой из консолей на удалении, не выступающем за пределы днища корпуса судна, шарнирно соединены два удаленные друг от друга на ширину консоли вертикальных штока левой и правой зубчатых реек, каждая из которых зацеплена с цилиндрической шестерней полуоси, на внутреннем конце которой посажена ведущая обойма обгонной муфты, причем обе ведомые ступицы левой и правой обгонных муфт имеют одинаковое направление вращения и посажены на концах вала, имеющего в средней части коническую шестерню, зацепленную с конической шестерней вала отбора мощности, связанного со входным валом мультипликатора, соединенного на выходе через инерционную обгонную муфту с электрогенератором. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Волноход, содержащий надводный корпус, связанный вертикальными полупогруженными стойками с сигарообразными подводными поплавками, имеющими движители и соединяющие их герметизированные горизонтальные перемычки, отличающийся тем, что он выполнен с размещенными по каждому борту по крайней мере тремя боковыми поплавками, каждый из которых шарнирно связан посредством поворотной консоли с соответствующей ему кареткой, установленной в верхней части своей вертикальной полупогруженной стойки, при этом каждая каретка выполнена с выступающими с внутренней стороны за ее пределы двумя кронштейнами, шарнирно соединенными с пластинами внутренних концов консоли, а к каждой из консолей на удалении, не выступающем за пределы днища корпуса судна, шарнирно соединены два удаленные друг от друга на ширину консоли вертикальных штока левой и правой зубчатых реек, каждая из которых зацеплена с цилиндрической шестерней полуоси, на внутреннем конце которой посажена ведущая обойма обгонной муфты, причем обе ведомые ступицы левой и правой обгонных муфт имеют одинаковое направление вращения и посажены на концах вала, имеющего в средней части коническую шестерню, зацепленную с конической шестерней вала отброса мощности, связанного с входным валом мультипликатора, соединенного на выходе через инерционную обгонную муфту с электрогенератором. 2. Волноход по п. 1, отличающийся тем, что с тыльной стороны каждой вертикальной зубчатой рейки установлен подпружинивающий ее ролик, каждая поворотная консоль выполнена с возможностью удержания ее в промежуточном положении на соответствующей ей каретке посредством пружины с регулируемым натяжением, а подводные сигарообразные поплавки жестко связаны фланцами с герметизированными горизонтальными перемычками, которые выполнены с крыльевой гидродинамической обтекаемой формой.