ГИБРИДНЫЙ ПОДВОДНЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ Российский патент 2018 года по МПК B63H1/30 

Изобретение относится к области судостроения, а именно к подводным движителям воздействующим непосредственно на воду невращающегося типа, которые могут быть установлены на высокоскоростных судах полупогружного типа, либо на высокоскоростных подводных лодках. Известно техническое решение активного подводного крыла с применением силовой установки с водометным движителем, (см. патент РФ N 2176609, автор Бойцов Е.Н., публикация 10.12.2001 г.). Активное подводное крыло представляет собой тело обтекаемой формы с водозаборником, гидравлическим нагнетателем, соединенных с выпускными водопроточными каналами и щелевыми соплами, при этом щелевые сопла имеют возможность изменять направление истекающей водяной струи. Целью данного изобретения является распространение принципа испускания потока жидкости, либо газоводяной рабочей смеси от силовой водометной установки вдоль всей или большей части поверхности корпуса судна соприкасающейся с водой для минимизации гидродинамического сопротивления движущегося судна, и как следствие увеличение скорости движения судна. Известен способ и устройство для получения высоких и сверхвысоких давлений в жидкости (см. авт.св. СССР N 105011, авторы Юткин Л.А., Гольцова Л.И., опубл. 1957 г. а также см. патент РФ N 2436647, автор Кортелев А.Я., 2011 г.) путем осуществления внутри объема в любой проводящей или непроводящей жидкости, находящейся в открытом или закрытом сосуде, специально сформированного импульсного электрического (искрового, кистевого или других форм) разряда. КПД данного способа растет при уменьшении активной (т.е. соприкасающейся с жидкостью) площади положительного электрода и одновременном увеличении активной площади отрицательного электрода, а также при условии максимального сокращения фронта импульса напряжения и укорочения длительности импульса тока, и обеспечения импульса тока близкой к апериодической, кроме этого для облегчения условий электрического пробоя и повышения преобразования электрической энергии в энергию ударной волны осуществляют предварительный разряд например в виде электрической короны, при помощи вспомогательного электрода изолированного от основного электрода, при этом полярность напряжения предварительного коронирующего разряда (или полярность напряжения на вспогательном электроде) устанавливают противоположной напряжению основного электрического разряда. Известен также подводный движитель в виде горизонтально расположенных пилонов обтекаемой формы в виде двояковыпуклых симметричных лекально сочлененных сферических, цилиндрических либо конических поверхностей вращения, либо в виде двояковыпуклой симметричной линзы чечевичного профиля с переменной кривизной с размещенными на рабочих поверхностях подводных движителей групп пар электродов-разрядников, (рабочие поверхности подводного движителя - поверхности на которых формируются высокие и сверхвысокие давления при помощи импульсного электрического разряда), при этом положительные электроды-разрядники выполнены в виде изолированных стержней с оголенными наконечниками, а отрицательные электроды-разрядники выполнены в виде круговых либо многоугольных пластин изолированных от наружной обтекаемой оболочки подводного движителя, и энергетическую установку по созданию импульсных напряжений между электродами-разрядниками, (патент РФ N 2620037, автор Сушенцев Б.Н., опупликовано 22.05.2017 г.) Данное техническое решение принято за прототип. Целью настоящего изобретения является использование данного вида ЭГЭ (электро-гидроударного, на основе эффекта Юткина Л.А.) движителя в совокупности с реактивным многоструйным водным движителем, при этом достигается плавное наращивание мощности движущих сил при минимизации гидродинамического сопротивления движущегося судна, и как следствие увеличение скорости движения судна. Указанная цель достигается для гибридного подводного движителя для полупогружного судна либо подводной лодки включающих продольный корпус обтекаемой формы, симметрично расположенные подводные ЭГЭ (электро-гидроударные) (на основе эффекта Юткина Л.А.) движители в виде горизонтально расположенных крыльев-пилонов обтекаемой формы в виде двояковыпуклых симметричных лекально сочлененных сферических, цилиндрических либо конических поверхностей вращения, либо в виде двояковыпуклой симметричной линзы чечевичного профиля с переменной кривизной с размещенными на рабочих поверхностях подводных движителей групп пар электродов-разрядников, (рабочие поверхности подводного движителя - поверхности на которых формируются высокие и сверхвысокие давления при помощи импульсного электрического разряда), при этом положительные электроды-разрядники выполнены в виде изолированных стержней с оголенными наконечниками, а отрицательные электроды-разрядники выполнены в виде круговых либо многоугольных пластин изолированных от наружной обтекаемой оболочки подводного движителя, и энергетическую установку по созданию импульсных напряжений между электродами-разрядниками, при этом полупогружное судно либо подводная лодка оснащена водозаборными устройствами, водометной силовой установкой, системой каналов-трубопроводов соединяющих водозаборные устройства с выпускными соплами, при этом выпускные сопла расположены на смоченной наружной поверхности корпуса полупогружного судна, либо по всей наружной поверхности подводной лодки в зависимости от гидродинамического сопротивления участков корпуса полупогружного судна либо подводной лодки в виде двумерного массива, при этом истекание реактивных водяных струй из выпускных сопел от силовой водометной установки направлено вдоль наружной поверхности корпуса полупогружного судна либо подводной лодки, либо под острым углом к наружной поверхности корпуса полупогружного судна либо подводной лодки в направлении против направления движения аппарата. При этом на выпускных соплах от силовой водометной установки могут быть установлены насадки с ускорителем потока истекающей жидкости. На иллюстрационных примерах применения данного изобретения показаны варианты исполнения и применения гибридного подводного движителя. На чертежах изображено:

на фиг. 1 - вид сбоку компоновочной схемы подводной лодки с двумя подводными ЭГЭ (электро-гидроударными) (на основе эффекта Юткина Л.А.) движителями с рабочей кормовой частью в виде пары симметричных крыльев с наружной обтекаемой оболочкой в виде двояковыпуклых симметричных конических поверхностей вращения, с расположением выпускного сопла от маршевой силовой водометной установки в кормовой части сигарообразного продольного корпуса подводной лодки, а также выпускных сопел от силовой водометной установки по всей поверхности сигарообразного продольного корпуса подводной лодки в зависимости от гидродинамического сопротивления участков корпуса подводной лодки в виде двумерного массива с истеканием реактивных водяных струй из выпускных сопел вдоль наружной поверхности корпуса подводной лодки;

на фиг. 2 - вид сверху и со стороны днища компоновочной схемы подводной лодки по фиг. 1;

на фиг. 3 - поперечное сечение подводной лодки с двумя подводными ЭГЭ движителями с рабочей кормовой частью в виде пары симметричных крыльев с наружной обтекаемой оболочкой в виде двояковыпуклых симметричных конических поверхностей вращения (вид с рабочей стороны ЭГЭ движителя);

на фиг. 4 - вид сбоку компоновочной схемы подводной лодки с двумя подводными ЭГЭ (электро-гидроударными) (на основе эффекта Юткина Л.А.) движителями с рабочей кормовой частью в виде пары симметричных крыльев с наружной обтекаемой оболочкой в виде двояковьшуклых симметричных цилиндрических поверхностей вращения, с расположением выпускного сопла от маршевой силовой водометной установки в кормовой части сигарообразного продольного корпуса подводной лодки, а также выпускных сопел от силовой водометной установки по всей с поверхности сигарообразного продольного корпуса подводной лодки в зависимости от гидродинамического сопротивления участков корпуса подводной лодки в виде двумерного массива с истеканием реактивных водяных струй из выпускных сопел вдоль наружной поверхности корпуса подводной лодки;

на фиг. 5 - вид сверху и со стороны днища компоновочной схемы подводной лодки по фиг. 4;

на фиг. 6 - поперечное сечение подводной лодки с двумя подводными ЭГЭ движителями с рабочей кормовой частью в виде пары симметричных крыльев с наружной обтекаемой оболочкой в виде двояковыпуклых симметричных цилиндрических поверхностей вращения (вид с рабочей стороны ЭГЭ движителя).

На представленных чертежах позициями обозначены:

поз. 1 - продольный сигарообразный корпус подводной лодки;

поз. 2 - горизонтальные крылья ЭГЭ движителя с наружной обтекаемой оболочкой в виде двояковыпуклых симметричных конических поверхностей вращения;

поз. 3 - горизонтальные крылья ЭГЭ движителя с наружной обтекаемой оболочкой в виде двояковыпуклых симметричных цилиндрических поверхностей вращения;

поз. 4 - отрицательные электроды-разрядники в виде круговых пластин изолированных от наружной обтекаемой оболочки подводного движителя;

поз. 5 - положительные электроды-разрядники в виде изолированных стержней с оголенными наконечниками;

поз. 6 - выпускные сопла от силовой водометной установки расположены наружной поверхности корпуса подводной лодки в зависимости от гидродинамического сопротивления участков корпуса подводной лодки в виде двумерного массива;

поз. 7 - выпускное сопло от маршевой силовой водометной установки;

поз. 8 - горизонтальный руль;

поз. 9 - вертикальный руль;

поз. 10 - рубка подводной лодки.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к высокоскоростным судам полупогружного типа, либо к высокоскоростным подводным лодкам, оснащенным гибридными движителями, воздействующими непосредственно на воду. Гибридный подводный движитель для полупогружного судна либо подводной лодки включает в себя продольный корпус обтекаемой формы, симметрично расположенные подводные ЭГЭ (электро-гидроударные) движители в виде горизонтально расположенных крыльев-пилонов, положительные электроды-разрядники в виде изолированных стержней с оголенными наконечниками, а отрицательные электроды-разрядники выполнены в виде круговых либо многоугольных пластин, изолированных от наружной обтекаемой оболочки подводного движителя, и энергетическую установку по созданию импульсных напряжений между электродами-разрядниками. Полупогружное судно либо подводная лодка оснащена водозаборными устройствами, водометной силовой установкой, системой каналов-трубопроводов, соединяющих водозаборные устройства с выпускными соплами. Выпускные сопла расположены на смоченной наружной поверхности корпуса полупогружного судна либо по всей наружной поверхности подводной лодки в зависимости от гидродинамического сопротивления участков корпуса полупогружного судна либо подводной лодки в виде двумерного массива. Истекание реактивных водяных струй из выпускных сопел от силовой водометной установки направлено вдоль наружной поверхности корпуса полупогружного судна либо подводной лодки, либо под острым углом к наружной поверхности корпуса полупогружного судна либо подводной лодки в направлении против направления движения аппарата. Достигается снижение гидродинамического сопротивления корпуса высокоскоростного полупогружного судна либо подводной лодки. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Гибридный подводный движитель, для полупогружного судна либо подводной лодки, включающий продольный корпус обтекаемой формы, симметрично расположенные подводные ЭГЭ электро-гидроударные на основе эффекта Юткина Л.А. движители в виде горизонтально расположенных крыльев-пилонов обтекаемой формы в виде двояковыпуклых симметричных лекально сочлененных сферических, цилиндрических либо конических поверхностей вращения, либо в виде двояковыпуклой симметричной линзы чечевичного профиля с переменной кривизной с размещенными на рабочих поверхностях подводных движителей групп пар электродов-разрядников, рабочие поверхности подводного движителя - поверхности, на которых формируются высокие и сверхвысокие давления при помощи импульсного электрического разряда, при этом положительные электроды-разрядники выполнены в виде изолированных стержней с оголенными наконечниками, а отрицательные электроды-разрядники выполнены в виде круговых либо многоугольных пластин, изолированных от наружной обтекаемой оболочки подводного движителя, и энергетическую установку по созданию импульсных напряжений между электродами-разрядниками, отличающийся тем, что полупогружное судно либо подводная лодка оснащена водозаборными устройствами, водометной силовой установкой, системой каналов-трубопроводов, соединяющих водозаборные устройства с выпускными соплами, при этом выпускные сопла расположены на смоченной наружной поверхности корпуса полупогружного судна, либо по всей наружной поверхности подводной лодки в зависимости от гидродинамического сопротивления участков корпуса полупогружного судна либо подводной лодки в виде двумерного массива, при этом истекание реактивных водяных струй из выпускных сопел от силовой водометной установки направлено вдоль наружной поверхности корпуса полупогружного судна либо подводной лодки, либо под острым углом к наружной поверхности корпуса полупогружного судна либо подводной лодки в направлении против направления движения аппарата.

2. Гибридный подводный движитель для полупогружного судна либо подводной лодки по п.1, отличающийся тем, что на выпускных соплах от силовой водометной установки установлены насадки с ускорителем потока истекающей жидкости.