БЫСТРОХОДНОЕ СУДНО Российский патент 2010 года по МПК B63B1/18 B63B1/20 

Изобретение относится к судостроению и касается создания быстроходных судов (БС). Судно имеет плоскокилеватый корпус с транцем и транцевой плитой или с транцем и кормовым подрезом с реданом, а также автоматически управляемые кормовые интерцепторы, которые шарнирно закреплены на днище или транцевой плите и установлены за задней кромкой среза транцевой плиты или днища редана кормового подреза с возможностью автономного выдвига каждого интерцептора по дуге вниз. БС оборудовано системой управления и следящими приводами, которые по сигналам системы управления заставляют каждый интерцептор через исполнительный механизм (ИМ) и кинематическую цепь устанавливаться в заданное положение. Шток ИМ шарнирно соединен с первым рычагом качалки, вал которой установлен в гермоопорах гермокожуха. Второй рычаг качалки через тягу шарнирно закреплен на интерцепторе. Качалка снабжена упорами с амортизаторами и фиксатором, ограничивающими углы поворота качалки, а также указателем в виде шкалы и стрелки, показывающих выдвиг интерцептора.

Исполнительный механизм и все неподвижные опорные элементы кинематической цепи, а именно опора исполнительного механизма, гермокожух с валом качалки, корпус фиксатора с вилкой, амортизаторы упоров, стойка шкалы или стрелки указателя выдвига интерцептора установлены на едином основании, а подвижные элементы кинематической цепи в виде рычагов качалки с шарнирами, рычагов с упорами, с проушиной фиксатора и со стрелкой или шкалой указателя жестко закреплены на валу качалки. При этом неподвижные опорные и подвижные элементы кинематической цепи вместе с исполнительным механизмом отрегулированы друг относительно друга по взаимному расположению и выполнены в виде единого кинематического блока, который установлен внутри корпуса судна на вертикальный фундамент и ориентирован своей продольной осью вдоль продольной оси фундамента. Этот фундамент закреплен на транце в плоскости, перпендикулярной диаметральной плоскости судна, и его продольная ось наклонена к вертикали под углом, равным углу килеватости заднего среза транцевой плиты или днища редана кормового подреза. Кроме того, внутренняя полость гермокожуха соединена с внешней средой через выгородку, вваренную между фундаментом и транцем или днищем кормового подреза, и внутри гермокожуха на валу качалки закреплен только рычаг, шарнирно соединенный с тягой интерцептора. Исполнительный механизм выполнен с шарнирной подвеской и с возможностью перемещения центра шарнира подвески в направлении продольной оси механизма и параллельно продольной оси основания кинематического блока. При этом центр шарнира подвески механизма установлен с возвышением над основанием блока, равным полусумме возвышений шарнира рычага штока над основанием в среднем и начальном положениях штока. Крепление рычага тяги на валу качалки внутри гермокожуха выполнено с возможностью изменения его длины. Гермокожух оборудован съемной крышкой и смотровым окном, расположенным на крышке или боковой поверхности гермокожуха и закрытым прозрачным материалом, например ударопрочным стеклом.

При размещении интерцепторов в кормовом подрезе [1] или под кринолином [2], расположенным за транцем и выше его днищевого среза, интерцепторы выполняют с выпуклой цилиндрической рабочей поверхностью, а в случае транцевой плиты, являющейся плавным продолжением днища корпуса, с вогнутой цилиндрической поверхностью.

Технический результат от реализации изобретения заключается в повышении точности взаимного расположения деталей кинематического блока, в устранении перекосов и уменьшении трения в шарнирных соединениях, а следовательно, в повышении надежности работы блока с исполнительным механизмом. Кроме того, существенно упрощается и сокращается время монтажа и демонтажа блока и ИМ, улучшаются условия их обслуживания в процессе эксплуатации судна.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к судостроению, более конкретно оно касается конструирования быстроходных судов, оборудованных автоматически управляемыми интерцепторами и предназначенных для движения в переходном режиме и в режиме глиссирования.

В настоящее время быстроходные суда с комплексами автоматически управляемых интерцепторов находят все большее применение в судостроении. Одним из аналогов изобретения является судно по патенту РФ №1676190 [3], а также дополнительно описанное в журнале "Катера и яхты" [4, рис.3].

Известное судно содержит корпус с интерцепторами и приводы их управления, каждый из которых содержит тяги, рычаги и силовой элемент (исполнительный механизм). При этом каждая тяга одним концом шарнирно прикреплена к соответствующему интерцептору, а другая - к соответствующему рычагу. С целью повышения гидродинамических и эксплуатационных качеств судна оно снабжено пластиной (транцевой плитой), жестко прикрепленной к кормовой кромке днища в плоскости последнего, и на ней установлены упомянутые интерцепторы. При этом каждый привод управления выполнен с приводным валом (валом качалки), расположенным за кормовой оконечностью в опорах гермокожуха и жестко соединенным с соответствующими ему упомянутыми рычагами. Гермокожух закреплен снаружи на корпусе судна, а привод управления снабжен дополнительным рычагом. Один конец этого рычага жестко закреплен на упомянутом приводном валу, а другой соединен с силовым элементом.

Недостатком указанного судна является то, что приводной вал с опорами в кожухе и силовой элемент установлены по разные стороны от транца (внутри и вне корпуса судна) и, следовательно, имеют разные установочные базы, что не позволяет в условиях стапеля и допусков на сварку обеспечить параллельность осей шарниров всех звеньев кинематики привода интерцепторов и приводит к значительным угловым перекосам и увеличению трения в шарнирах. Перекосы помимо увеличения трения в шарнирах создают трудности при стопорении рычагов приводного вала и при установке упоров-ограничителей для этих рычагов, поскольку стопор и упоры устанавливаются на своих отдельных площадках. Для устранения указанных недостатков требуется большой объем подгоночных работ в стесненных условиях, обусловленных местом расположения силового элемента и наличием другого установленного рядом оборудования.

Известно также быстроходное судно, описанное в журнале "Военный парад" [5] и в патенте РФ №2108260 [6, фиг.2], которое является наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения и выбрано в качестве прототипа. Это быстроходное судно имеет плоскокилеватый корпус с наклонным транцем и с транцевой плитой, за срезом которой установлены автоматически управляемые кормовые интерцепторы. Днище перед интерцепторами плавно отогнуто от линии киля вверх на величину 0,35-0,55 высоты кормовых интерцепторов [6]. Каждый интерцептор шарнирно закреплен с помощью 4-х штанг на транце или транцевой плите и выдвигается по дуге вниз из-за среза транцевой плиты посредством двух тяг, шарнирно закрепленных на 2-х средних штангах. Эти тяги своими вторыми концами также шарнирно соединены с двумя рычагами, в свою очередь, жестко закрепленными на выступающих концах вала качалки, установленного в гермоопорах гермокожуха. Гермокожух внутренним объемом открыт внутрь корпуса судна и закреплен вокруг отверстия на транце с помощью болтов. Через это отверстие внутрь корпуса судна выходит третий приводной рычаг, который одним концом жестко закреплен посередине вала качалки внутри кожуха, а другим концом шарнирно соединен со штоком исполнительного механизма. Этот механизм может иметь как фланцевое крепление на своем фундаменте на транце, так и шарнирную подвеску, т.е. представлять собой раздвижную тягу.

В случае фланцевого крепления исполнительного механизма между его штоком и третьим рычагом качалки предусматривается серьга, обеспечивающая согласование поступательного и вращательного движений. Для установки упоров, ограничивающих отклонение третьего приводного рычага качалки и интерцептора, а также фиксатора, фиксирующего интерцептор в максимально поднятом положении, на транце предусмотрены отдельные специальные площадки.

Основными недостатками прототипа являются перекосы в шарнирах из-за невозможности после сварки в условиях стапеля и судостроительных допусков на точность изготовления корпусных конструкций обеспечить параллельность осей шарниров (в кинематической цепи передачи движения от исполнительного механизма к интерцептору) задней кромке среза транцевой плиты, а также точность и длительность монтажа деталей указанной цепи на своих фундаментах и площадках. Особенно в случае, когда днище является килеватым и транец имеет наклон, а параллельность осей шарниров можно достигнуть только с помощью клиновидных прокладок. Если учесть, что кормовые интерцепторы побортно выполнены из двух секций и каждый из четырех интерцепторов [7] закреплен на четырех штангах, а в кинематической цепи должно быть, по крайней мере, четыре детали с фундаментами на клиновидных подкладках (исполнительный механизм и гермокожух, упоры и фиксатор), то объем подгоночных работ становится очень большим и трудоемким.

Предлагаемое изобретение направлено на устранение указанных недостатков, а именно на существенное повышение точности изготовления и монтажа деталей кинематической цепи, на устранение перекосов в шарнирах, а также на существенное сокращение времени монтажа указанных деталей кинематики и ИМ на судне в стесненных условиях. Это достигается тем, что на быстроходном судне, имеющем плоскокилеватый корпус с транцем и транцевой плитой или с транцем и кормовым подрезом, установлен комплекс автоматически управляемых кормовых интерцепторов. Интерцепторы установлены за задней кромкой среза транцевой плиты или днища редана кормового подреза и шарнирно закреплены на транцевой плите или днище кормового подреза. В состав комплекса входят система управления интерцепторами, интерцепторы и следящий привод с кинематикой. Следящий привод комплекса включает в себя блоки управления и кинематические блоки с исполнительными механизмами, которые выдвигают интерцепторы по дуге вниз в поток. Опора каждого исполнительного механизма, корпус фиксатора с вилкой и гермокожух устанавливаются на единое основание и крепятся на нем с помощью сварки. После сварки все посадочные и крепежные места для ИМ, вала качалки и шарниров обрабатываются в цехе на станках с высокой точностью и выполняется монтаж ИМ и всех элементов кинематики (вал качалки устанавливается в гермокожухе, проводится его уплотнение, на валу крепятся рычаг тяги и рычаг штока, рычаги вилки фиксатора и стрелки указателя выдвига интерцептора, коромысло с упорами и их амортизаторы, устанавливаются шарниры в рычагах). Гермокожух проверяется на герметичность и регулируется обжатие уплотнения вала в гермоопорах, проводится регулировка взаимного расположения элементов кинематики относительно друг друга при среднем положении штока ИМ и нахождении рычага штока в строго вертикальном положении относительно плоскости основании кинематического блока (регулируется положение центра шарнира подвески ИМ в его опоре, чтобы обеспечить правильное вышеуказанное положение рычага штока; положение упоров по высоте относительно своих амортизаторов при поворотах вала с коромыслом, обусловленных переводом штока из начального положения в конечное; устанавливается правильное взаиморасположение проушины фиксатора и его вилки, стрелки указателя относительно его шкалы, закрепленной на отдельной стойке). После этого кинематический блок с ИМ передается на стапель для установки на вертикальный фундамент, который закреплен на транце внутри корпуса судна перпендикулярно его диаметральной плоскости и имеет продольную ось, наклоненную под углом к вертикали, равным углу килеватости задней кромки среза днища или транцевой плиты. Внутренний объем гермокожуха открыт в сторону выгородки на фундаменте, которая выполнена между опорной поверхностью фундамента и наружной поверхностью транца или днищем кормового подреза, и через эту выгородку соединен с внешней средой.

При размещении интерцепторов в кормовом подрезе или под кринолином, расположенным за транцем и выше его днищевого среза, интерцепторы выполняют с выпуклой цилиндрической рабочей поверхностью, а в случае транцевой плиты, являющейся плавным продолжением днища корпуса, - с вогнутой цилиндрической поверхностью.

Изобретение поясняется примерами конкретного исполнения предлагаемого изобретения и чертежами, на которых изображено:

на фиг.1 - продольный разрез кормовой части судна с транцем и транцевой плитой;

на фиг.2 - продольный разрез кормовой части судна с транцем и кормовым подрезом;

на фиг.3 - сечение вертикального фундамента и кинематического блока по плоскости А-А, проходящей через ось вала качалки на фиг.2;

на фиг.4 - взаиморасположение основания блока и центров шарниров подвески и штока ИМ при различных положениях штока;

на фиг.5 - блок-схема комплекса автоматически управляемых кормовых интерцепторов.

Быстроходное судно (фиг.1-3) содержит корпус 1 с плоскокилеватым и остроскулым днищем 2, транцем 3 и транцевой плитой 4 (фиг.1) или кормовым подрезом 5 (фиг.2). За задним срезом Б транцевой плиты 4 или днища редана 2 (в случае кормового подреза 5) установлены ножи 6 кормовых интерцепторов, которые с помощью штанг 7 шарнирно закреплены в опорах 8 на транцевой плите 4 или днище 9 кормового подреза 5. Эти шарниры на фиг.1 и 2 отмечены позицией 10 и позволяют интерцепторам перемещаться по дуге на заданный угол вниз с помощью тяг 11, шарнирно (шарниры 12) закрепленных на штангах 7. На фиг.1 дополнительно показано подкрепление транцевой плиты 4 с помощью поперечного ребра жесткости 13 и книц 14, а на фиг.2 - дополнительными позициями отмечены вертикальная стенка 15 редана кормового подреза, уплотнение 16 перед ножом 6 интерцептора, 17 - короб жесткости интерцептора, вертикальная стенка 18 для крепления опоры 8 и ее передняя 19 и задняя 20 кницы, а также электроизоляционные пластины 21 и крепежные накладки 22. Тяга 11 шарнирно (шарнир 23) соединена с рычагом 24 качалки, вал 25 которой установлен в гермоопорах в гермокожухе 26 с крышкой 27. Крышка 27 имеет уплотнение и на ней или боковых стенках гермокожуха может быть выполнено смотровое окно, также снабженное уплотнением и резьбовой цилиндрической крышкой, полностью изготовленной из металла или из металла и ударопрочного прозрачного стекла. Окно позволяет облегчить доступ к шарниру на верхнем конце тяги и позволяет контролировать наличие или отсутствие воды в гермокожухе и состояние шарнира в процессе его эксплуатации. Рычаг тяги 24 жестко закреплен на валу 25 внутри гермокожуха, а его внутренний объем соединен с внешней средой через выгородку 28, которая может быть составной, иметь фланцевую стыковку и располагаться между наружной поверхностью транца 3 или днища 9 и опорной поверхностью вертикального фундамента 29. Этот фундамент крепится к ребрам жесткости 30 транца 3 с помощью сварки или болтов, лежит в плоскости, перпендикулярной диаметральной плоскости (ДП) судна, и имеет продольную ось, наклоненную к вертикали под углом, равным углу килеватости α среза Б днища 2 (в случае корпуса с кормовым подрезом) или среза Б транцевой плиты 4. Для контроля правильности вертикальной установки фундамента и угла α в нижней части фундамента предусмотрена площадка 31, приваренная перпендикулярно плоскости фундамента и под углом α к ДП. Контроль угла α может осуществляться с помощью оптического квадранта 32 или другого прибора, измеряющего углы с точностью 3-5 угловых минут. Для подкрепления снизу площадка 31 может иметь кницу 33, поскольку на площадку при монтаже кинематического блока с ИМ, имеющих существенную массу, будет опираться основание блока 34. Для контроля угла α основания 34 может быть предусмотрена соответствующая площадка для квадранта 32 в нижней части основания или на верхней стенке гермокожуха 26, который закреплен на основании 34 с помощью сварки. Также с помощью сварки на основании закреплены фланец 35 с кницами 36 и 37 и опорой 38 для крепления исполнительного механизма 39 с возможностью его перемещения вдоль продольной оси ИМ параллельно плоскости основания 34 (опора 38 имеет резьбовой конец, который крепится на фланце 35 и фиксируется контргайкой 40). ИМ 39 шарнирно (шарнир 41) крепится к опоре 38 и представляет собой раздвижную тягу, шток 42 которой также шарнирно (шарнир 43) присоединен к рычагу 44 качалки, жестко закрепленному на выступающем из гермокожуха конце вала 25 качалки. К основанию 34 также крепятся (с помощью сварки или болтов) стойка 45 шкалы 46 масштабного указателя выдвига интерцептора 6 и корпус фиксатора 47, в котором установлен палец 48 с вилкой 49. Палец 48 также должен быть ориентирован под углом α относительно ДП, может поворачиваться вокруг своей оси и это новое положение может фиксироваться с помощью болтов. Вилка 49 имеет возможность изменять свое положение по высоте относительно поверхности основания 34, чтобы обеспечить соосность соответствующих отверстий на вилке и проушине 50, закрепленной на рычаге 51. Рычаг 51 может жестко крепиться непосредственно на валу 25 качалки или на коромысле 52, которое устанавливается на конце вала с квадратным сечением и несет упоры 53 с шаровидной шляпкой. Под этими упорами на основании 34 устанавливаются амортизаторы 54 в виде резиновых подкладок. При этом расположение амортизатора под упором и возвышение шляпки упора над основанием 34 выбирается с учетом, что шляпка движется по дуге и должна коснуться резиновой подкладки в начале или конце рабочего выдвига штока 42 ИМ 39. Это делается для исключения удара "металл по металлу" и демпфирования инерционного выхода штока за пределы рабочего выдвига при парировании интерцепторами высокоинтенсивных возмущений, которые требуют максимального выдвига интерцепторов. Стрелка 55 указателя выдвига также может устанавливаться на своем рычаге 56 с жестким креплением его на валу качалки или крепиться к коромыслу 52. Стрелка 55 может менять свою высоту путем вворачивания или выворачивания из рычага 56 и представляет собой стержень с резьбой на одном конце и загнутым под углом 90° и заостренным вторым концом, который при повороте вала 25 должен перемещаться по дуге над шкалой 46, закрепленной на стойке 45.

Возможная конструкция вала 25 качалки и размещение на валу различных рычагов, а также устройство гермоопоры вала показаны на фиг.3, на которой представлено сечение по плоскости А-А на фиг.2. Помимо ранее упомянутых деталей на фиг.3 показаны: вварыши 57, которые расположены на боковых стенках гермокожуха 26 и являются основанием гермоопор вала качалки. В этих вварышах установлены текстолитовые опорные втулки 58, уплотнительные резиновые кольца 59 и фторопластовые шайбы 60. Поджатие уплотнений 59-60 обеспечивается через шайбы 61 с помощью тарельчатых пружин 62 и гаек 63. На левом конце вала 25 закреплен с помощью накладки 64 и болтов 65 рычаг 44, на конце которого во втулках 66 установлен шарнир, представляющий собой палец 43 с закрепленной в нем осью 67. Для обеспечения необходимой электроизоляции между деталями в шарнире установлены текстолитовые втулки 66 и 68 и текстолитовые шайбы 69. Электроизоляция необходима для исключения электрохимической коррозии между деталями, изготовленными из разных материалов и работающими в воде (например, если гермокожух 26 сваривается из сплава АМг6(1561), а вал 25 изготавливается из титанового сплава ВТ20, то электроизоляция обеспечивается втулками 58 и шайбами 57). На оси 67 закреплена вилка 70 штока 42 ИМ, а фиксация самого пальца 43 и оси 67 выполнена с помощью шайб 71 и 72, штифта 73 и шплинта 74. Аналогичную конструкцию имеют: шарнир 23, соединяющий между собой рычаг 24 качалки с вилкой 75, закрепленной на верхнем конце тяги 11, а также шарнир 12 (фиг.1, 2), соединяющий между собой штангу 7 интерцептора 6 с вилкой, закрепленной на нижнем конце тяги 11. Одна или обе вилки на концах тяги 11 могут иметь резьбу, что позволяет регулировать длину тяги 11 при установке основания 34 кинематического блока на фундамент 29 и замыкании кинематической цепи. Рычаг 24 тяги 11 вворачивается в вал 25 и фиксируется с помощью контргайки 76, что позволяет менять передаточное число качалки, определяемое соотношением радиусов R_т/R_ш, где нижний индекс т - обозначает принадлежность к рычагу 44 тяги 11, а ш - к рычагу 24 штока 42.

На правом конце вала 25 на участке с квадратным сечением на фиг.3 показано размещение рычага 51 с проушиной фиксатора, рычага 56 со стрелкой указателя и коромысла 52 с упорами (сами проушина, стрелка и упоры на фиг.3 не показаны). Между рычагами установлены разделительные шайбы 77, а весь набор рычагов фиксируется на валу с помощью шайб 78 и 79, стопорной шайбы 80 и болта 81. Вал с двух концов имеет глухие отверстия, которые заканчиваются радиальными отверстиями, через которые на трущиеся поверхности вала 25 (под втулками 58) подается смазка, например Литол-24. Чтобы избежать деформации консольных участков вала, вал на концах может быть снабжен дополнительными опорами в виде стоек, жестко закрепленных на основании кинематического блока и оборудованных антифрикационными втулками, выполненными, например, из текстолита или фторопласта.

Следует отметить, что двустепенные шарниры, показанные на фиг.3, более предпочтительны, чем стандартные шаровые подшипники, имеющие 3 степени свободы, поскольку из-за отсутствия 3-й степени свободы (вращение вокруг продольной оси) они лучше защищены от обрастания в морских условиях и могут изготовляться из титановых сплавов, которые более стойки к коррозии, чем металл стандартных подшипников.

На фиг.1 и 2 на рычаге 56 закреплена стрелка 55 указателя выдвига интерцептора, а на стойке 45 - шкала 46, хотя возможен вариант, когда стрелка будет устанавливаться на стойке, а шкала на рычаге.

Для подвески исполнительного механизма 39 используется опора 38, которая имеет резьбовой хвостовик, вворачиваемый во фланец 35, подкрепленный спереди и сзади кницами 36 и 37. Опора фиксируется с помощью гайки 40. Возвышение продольной оси опоры 38 (а следовательно, и центра шарнира 41 Н₄₁) над плоскостью основания кинематического блока выбирается из условия, что оно должно быть равным полусумме возвышений Н₄₃(С) шарнира 43 над основанием, когда шток 42 ИМ находится в начальном (точка С_н) или среднем (точка С_с) положении, как это показано на фиг.4, и перемещение точки С идет по дуге с радиусом R₄₄. Это условие необходимо строго выдерживать, чтобы угол между прямыми ВС_с и ВС_н был меньше 1°, поскольку шариковинтовые передачи в ИМ, преобразующие вращательное движение в поступательное, очень чувствительны к боковым силам и при углах более 1° и больших скоростях движения штока возможно их заклинивание и выход из строя.

Аналогичное требование должно выдерживаться и в случае, когда ИМ имеет фланцевую подвеску и между его штоком и рычагом 42 установлена дополнительная серьга.

После изготовления всех деталей кинематической цепи в цехе производят их сборку. Для этого к основанию 34 с помощью сварки крепят предварительно сваренные гермокожух 26 и фланец 35 с кницами 36 и 37, а также корпус фиксатора 47. Поскольку после сварки опорная поверхность основания 34 имеет большие отклонения от чертежа, то ее сначала приходится обрабатывать под плоскость на станках, а затем уже на координатно-расточном станке производить расточку отверстий в вварышах 57 (фиг.3) под вал 25 качалки (под его опорные втулки 58 и шайбы 60) и отверстия под опору 38 во фланце 38, обеспечивая взаимную перпендикулярность их осей, параллельность этих осей опорной плоскости основания, а также расчетные возвышения осей над этой плоскостью. После этого устанавливают в гермокожух 26 вал 25 качалки с гермоопорами (59, 58, 60, 61, 62, 63 - фиг.3) и закрепляют на нем рычаги 24 и 44 с шарнирами 23 и 43, рычаги 51 и 56, а также коромысло 52. Затем рычаг 44 устанавливают в строго вертикальное положение, исполнительный механизм закрепляют на опоре 38 (с помощью шарнира 41) и стыкуют шток 42 ИМ с рычагом 44, перемещая опору 38 во фланце 35. Далее для начального и конечного положений штока 42 (точки С_н и С_к на фиг.4) регулируют возвышение чашек упоров 53 над поверхностью амортизаторов 54, закрепленных на основании 34 с учетом того, что чашки при поворотах качалки будут перемещаться по дуге. После для начального (точка С_н на фиг.2 и 4) или конечного (С_к на фиг.1 и 4) положения штока 42 (в зависимости от расположения выгородки 28) производят регулировку вилки 49 фиксатора по высоте и с помощью пальца 48 (фиг.2) по углу с целью совпадения отверстий на проушине 50 и вилке 49 для жесткой фиксации рычага 51 (а через него качалки и интерцептора) в заданном положении, когда интерцептор находится в верхнем поднятом положении. При среднем положении штока 42 и вертикальном положении рычага 44 производят регулировку положения шкалы 46 на стойке 45 и положения стрелки 55 относительно нуля на шкале. Затем закрывают гермокожух 26 крышкой 27 и проверяют на герметичность гермоопоры вала качалки, регулируя обжатие уплотнения с помощью тарельчатой пружины 62 и гайки 63. При больших усилиях, передаваемых качалкой, консольные концы вала 25 подкрепляют специальными опорными стойками (на фигурах не показаны). Поскольку все неподвижные детали и звенья кинематической цепи (кинематического блока) собираются в цехе на одном основании и дорабатываются на станках, а подвижные детали устанавливаются на валу качалки, то этим самым обеспечивается высокая точность взаимного расположения деталей, устраняются перекосы в шарнирах и уменьшается трение в них. Все это облегчает работу исполнительных механизмов и повышает надежность работы всего блока в целом. Далее таким образом собранный и отрегулированный в цехе кинематический блок передают для монтажа на стапель, где его устанавливают на фундамент 29 на строящемся судне. Предварительно фундамент проверяют на вертикальность, а его продольную ось на угол отклонения от вертикали, поскольку этот угол с точностью 3-5 угловых минут должен совпадать с углом килеватости заднего среза Б транцевой плиты (фиг.1) или днища редана кормового подреза (фиг.2). Далее между шарнирами 23 на рычаге 24 и 12 на штанге 7 интерцептора закрепляют тягу 11, регулируя ее длину. Каждая тяга представляет собой трубу с вваренными на концах резьбовыми втулками, в которые вварачиваются вилки с резьбовыми хвостовиками. При этом одна вилка имеет левую резьбу, а другая правую, превращая тягу в своего рода талреп. Одна из вилок тяги показана на фиг.3 (поз.70). Регулировку длины тяги проводят при среднем положении штока 42 ИМ и среднем выдвиге интерцептора.

Поскольку кинематический блок содержит все кинематические звенья (кроме тяги к интерцептору) и полностью отрегулировано взаиморасположение деталей, то его монтаж сводится к совмещению продольных осей фундамента и основания (метки этих осей могут быть выведены на их торцы) и креплению основания к фундаменту с помощью нескольких болтов. В качестве продольной оси основания можно принять продольную линию, параллельную боковым кромкам основания (точки F или К на фиг.3), либо след на плоскости основания плоскости, перпендикулярной ей и проходящей через центр шарнира 43 (точка Е на фиг.3) или шарнира 23 (точка G на фиг.3). Далее выполняется крепление тяги 11 между рычагом 24 и штангами 7 интерцептора. Таким образом, установку каждого кинематического блока на судне бригада из 2-х человек производит за 2-3 часа (вместо двух-трех суток у бригады из 3-х человек в случае прототипа). Одновременно с монтажом интерцепторов и их кинематических блоков на судне выполняют монтаж блоков и приборов системы управления интерцепторами (СУИ), блок-схема которой показана на фиг.5. Позициями на блок-схеме обозначены: 82 - источник переменного трехфазного тока напряжением 380 В и частотой 50 Гц; 83 - источник постоянного тока напряжением 27 В; 84 - аккумуляторные батареи постоянного тока с напряжением 24 В; 85 - блок питания СУИ; 86 - блок питания следящих приводов, включающих в себя блоки управления 87 и 88 и исполнительные механизмы 39, 89 - кинематические блоки наружных 90 и внутренних 91 интерцепторов левого и правого борта. Под позицией 92 на фиг.5 показан блок датчиков скорости хода судна, его углового положения и угловых скоростей относительно центра масс, а под позицией 93 - пульт управления, включающий тумблеры включения и выключения СУИ, кнопки задатчиков углового положения судна по крену, дифференту и курсу и задатчиков выдвига интерцепторов, а также вычислитель и табло, отображающее текущие и заданные положения интерцепторов, угловое положение судна по трем координатам, отказы и неисправности, возникающие в СУИ. На фиг.1 и 2 позицией 94 отмечен штепсельный разъем на исполнительном механизме 39, через который подается электропитание и сигнал управления от блоков управления 87 или 88.

Предлагаемое изобретение работает следующим образом.

При ходе судна на скоростях, при которых интерцепторы 90 и 91 (фиг.5) становятся эффективными для изменения посадки судна и умерения качки, включают комплекс автоматически управляемых интерцепторов и подают электропитание от источников 82, 83 и 84 на блок питания 85 системы управления интерцепторами (СУИ). Через этот блок питания преобразованные напряжения переменного и постоянного тока поступают на пульт управления 93 СУИ, блок датчиков 92 и блок питания 86 комплекта следящих приводов. Из блока датчиков 92 в вычислитель пульта управления 93 начинают поступать сигналы с информацией о скорости хода судна, его угловом положении и угловых скоростях движения относительно центра масс судна. На основании этих сигналов формируются сигналы управления для каждого следящего привода. При этом блоки управления 87 и 88 усиливают по мощности управляющие сигналы от вычислителя и на основании сигналов обратной связи от исполнительных механизмов 39 (ИМ) корректируют их динамические характеристики, обеспечивая необходимые скорость и точность выдвига штока ИМ. Через кинематические блоки 89 движение от штоков ИМ далее передается на интерцепторы 90 и 91 и они занимают положение, обеспечивающее оптимальную посадку судна и умерение качки. Под оптимальной посадкой судна здесь понимается достижение максимального гидродинамического качества на всех режимах работы главных двигателей и движителей судна. Поскольку кинематические блоки 89 обеспечивают правильное взаиморасположение всех элементов кинематической цепи каждого интерцептора и в шарнирах отсутствуют нежелательные перекосы и вредные боковые силы, то это гарантирует надежную работу исполнительных механизмов 39 и всех элементов кинематической цепи, особенно в условиях, когда нагрузки при парировании интенсивных ветроволновых возмущений достигают максимальных значений.

Предложенные технические решения прошли апробацию при строительстве и испытаниях первого серийного катера проекта 12200.

Список использованных источников информации

1. Патент РФ №2108259, 25.03.96. В63В 1/20. Быстроходное судно.

2. Патент РФ №2196240, 25.03.96. В63В 1/18, 1/20. Быстроходное судно.

3. Патент РФ №1676190, 14.07.89 (дата перевода А.С. в патент: 26.02.99). В63В 1/18. Быстроходное судно.

4. Катера и яхты, 2000, №4(70), с.48-50. Интерцепторы - средство управления гидродинамическими параметрами быстроходного судна.

5. Военный парад, 1999, №4(34), с.124-126. Быстроходный "Мираж": удар "Атакой".

6. Патент РФ №2108260, 25.03.96. В63В 1/20. Быстроходное судно.

7. Патент РФ №1837522, 28.06.88 (20.01.94). В63В 1/20. Быстроходное судно.

Изобретение относится к судостроению. Быстроходное судно содержит плоскокилеватый корпус с транцем и транцевой плитой или с кормовым подрезом с реданом и оборудовано автоматически управляемыми кормовыми интерцепторами. Каждый интерцептор шарнирно закреплен на днище судна с возможностью выдвига вниз по дуге из-за заднего среза транцевой плиты или днища редана с помощью исполнительного механизма следящего привода по сигналам системы управления интерцепторами. Исполнительный механизм и все неподвижные опорные элементы кинематической цепи, передающей движение от штока исполнительного механизма к интерцептору, а именно опора исполнительного механизма, гермокожух с валом качалки, корпус фиксатора с вилкой, амортизаторы упоров, стойка шкалы или стрелка указателя выдвига интерцептора установлены на едином основании, а подвижные элементы в виде рычагов качалки с шарнирами, рычагов с упорами, с проушиной фиксатора и со стрелкой или шкалой указателя все жестко закреплены на валу качалки. Неподвижные опорные и подвижные элементы кинематической цепи вместе с исполнительным механизмом отрегулированы друг относительно друга по взаимному расположению и выполнены в виде единого кинематического блока, который установлен на вертикальный фундамент внутри корпуса судна и ориентирован своей продольной осью вдоль продольной оси фундамента. Фундамент закреплен на транце в плоскости, перпендикулярной диаметральной плоскости судна, и имеет продольную ось, наклоненную к вертикали под углом, равным углу килеватости заднего среза транцевой плиты или днища редана кормового подреза. Кроме того, внутренняя полость гермокожуха соединена с внешней средой через выгородку, вваренную между фундаментом и транцем или днищем кормового подреза, и внутри гермокожуха на валу качалки закреплен только рычаг, шарнирно соединенный с тягой интерцептора. Повышается надежность работы блока и исполнительного механизма, улучшаются условия обслуживания при эксплуатации. 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Быстроходное судно, содержащее плоскокилеватый корпус с транцем и транцевой плитой или кормовым подрезом с реданом, а также автоматически управляемые кормовые интерцепторы, установленные за транцевой плитой или реданом кормового подреза с возможностью автономного выдвига каждого интерцептора по дуге вниз из-за заднего среза транцевой плиты или редана с помощью исполнительного механизма, шарнирно соединенного штоком с первым рычагом качалки, вал которой установлен в гермоопорах гермокожуха, а второй рычаг через тягу шарнирно закреплен на интерцепторе, при этом качалка снабжена упорами с амортизаторами и фиксатором, ограничивающими углы отклонения качалки, а также шкалой и стрелкой, показывающими выдвиг интерцептора, отличающееся тем, что исполнительный механизм и все неподвижные опорные элементы кинематической цепи, а именно: опора исполнительного механизма, гермокожух с валом качалки, корпус фиксатора с вилкой, амортизаторы упоров, стойка шкалы или стрелки указателя выдвига интерцептора установлены на едином основании, а подвижные элементы кинематической цепи в виде рычагов качалки с шарнирами, рычагов с упорами, с проушиной фиксатора и со стрелкой или шкалой указателя жестко все закреплены на валу качалки, при этом неподвижные опорные и подвижные элементы кинематической цепи вместе с исполнительным механизмом отрегулированы друг относительно друга по взаимному расположению и выполнены в виде единого кинематического блока, который установлен внутри корпуса судна на вертикальный фундамент и ориентирован своей продольной осью вдоль продольной оси фундамента, этот фундамент закреплен на транце в плоскости, перпендикулярной диаметральной плоскости судна, и его продольная ось наклонена к вертикали под углом, равным углу килеватости заднего среза транцевой плиты или днища редана кормового подреза, кроме того, внутренняя полость гермокожуха соединена с внешней средой через выгородку, вваренную между фундаментом и транцем или днищем кормового подреза, и внутри гермокожуха на валу качалки закреплен только рычаг, шарнирно соединенный с тягой интерцептора.

2. Быстроходное судно по п.1, отличающееся тем, что в нижней части фундамента перпендикулярно его поверхности и продольной оси приварена опорная площадка для установки нижней кромкой основания кинематического блока и прибора для измерения угла наклона этой площадки к диаметральной плоскости судна, например оптического квадранта.

3. Быстроходное судно по п.2, отличающееся тем, что в нижней части основания перпендикулярно его опорной поверхности и продольной оси приварена площадка для установки на аналогичную площадку фундамента и для установки прибора для измерения углов наклона этой площадки к диаметральной плоскости и плоскости фундамента, при этом на основании в его нижней и верхней частях и на его площадке установлены отжимные болты для корректировки положения основания относительно фундамента.

4. Быстроходное судно по п.1, отличающееся тем, что исполнительный механизм выполнен с шарнирной подвеской и с возможностью перемещения центра шарнира подвески в направлении продольной оси механизма и параллельно продольной оси основания кинематического блока, при этом центр шарнира подвески установлен с возвышением над основанием, равным полусумме возвышений шарнира штока механизма над основанием в начальном и среднем положениях штока.

5. Быстроходное судно по п.1, отличающееся тем, что исполнительный механизм выполнен с фланцевым креплением и с возможностью продольного перемещения во фланце, при этом между штоком механизма и рычагом качалки установлена дополнительная серьга с шарнирами на концах, а продольная ось механизма закреплена на фланце параллельно продольной оси основания кинематического блока и с возвышением над основанием, равным полусумме возвышений центра шарнира "серьга - рычаг качалки" в начальном и среднем положениях штока.

6. Быстроходное судно по п.1, отличающееся тем, что рычаг качалки, связанный с тягой, выполнен с резьбовым концом, который вворачивается в вал качалки и фиксируется на нем с помощью контргайки.

7. Быстроходное судно по п.1, отличающееся тем, что рычаг качалки, связанный с тягой или со штоком исполнительного механизма, выполнен с квадратным пазом в сечении, перпендикулярном оси вала качалки, и фиксируется на валу с помощью накладки, болтов и стопорных планок.

8. Быстроходное судно по п.1, отличающееся тем, что шкала для индикации выдвига интерцептора установлена на стойке основания кинематического блока, а стрелка выполнена с возможностью регулировки ее возвышения над шкалой и закреплена на валу качалки, или на рычаге качалки, связанном со шкалой исполнительного механизма, или на коромысле с упорами, или на рычаге фиксатора.

9. Быстроходное судно по п.1, отличающееся тем, что один или оба конца вала качалки снабжены дополнительной опорой в виде стойки, жестко закрепленной на основании кинематического блока и оборудованной антифрикционной втулкой, выполненной, например, из текстолита или фторопласта.

10. Быстроходное судно по п.1, отличающееся тем, что выгородка, соединяющая внутренний объем гермокожуха с внешней средой, выполнена из двух частей, соединяемых между собой с помощью фланцев, гермопрокладки и болтов.

11. Быстроходное судно по п.1, отличающееся тем, что гермокожух оборудован съемной крышкой с уплотнением, при этом на крышке или боковой поверхности гермокожуха выполнено смотровое окно, снабженное уплотнением и резьбовой цилиндрической крышкой, полностью изготовленной из металла или из металла и ударопрочного прозрачного стекла.