Движительная установка глиссирующего судна Российский патент 2025 года по МПК B63H1/28 

Изобретение относится к области судостроения, а именно к глиссирующим судам с частично погружным гребным винтом, и может быть использовано в водном транспорте с опорно-ходовыми элементами повышенной проходимости для оснащения мало- и среднемерных плавательных средств с малым и средним водоизмещением как специального, так и общехозяйственного назначения.

Известна движительная установка плавательного средства (привод Арнесона для лодочного мотора), которая включает входной вал, переходящий в гребной вал (через карданный шарнир), дейдвудную трубу (дейдвуд), гребной винт и цилиндр наклона, при этом лодочный мотор включает выходной вал двигателя, взаимодействующий с входным валом привода Арнесона.

(Номер журнала 152 «Катера и Яхты», 1991 г, http://www.barque.ru/engine/1991/new_type_transmission_arneson_drive)

Известна также движительная установка плавательного средства (привод Арнесона для лодочного мотора), которая включает в себя входной вал, переходящий в гребной вал, проходящий внутри дейдвудной трубы, на корпусе которой шарнирно закреплен цилиндр наклона. На конце гребного вала размещен гребной винт. На конце дейдвуда вокруг гребного винта размещен обтекатель, выполненный в виде жесткого кожуха с открытой задней стенкой, а также вырезом под гребным винтом.

(Патент РФ №2778412, МПК В63Н 1/00, опубл. 18.08.2022, Бюл. №23)

Недостатки известных движительных установок заключаются в том, что обтекатель, выполненный в виде жесткого кожуха, затрудняет прохождение воды к гребному винту, а жесткое соединение на цилиндре вертикального перемещения при наезде на препятствие приведут к неизбежному удару в корпус и поломке привода плавательного средства.

Задачей изобретения является создание движительной установки глиссирующего судна, позволяющей преодолевать труднопроходимые (заболоченные, покрытые водными растениями, с плавающими бревнами и подводными препятствиями) водоемы без опасности поломки привода, что повышает проходимость плавательного средства.

Техническим результатом является повышение проходимости глиссирующего судна, надежности движительной установки, ее прочности и жесткости, повышение тяги винта за счет лучшего доступа воды к гребному винту.

Технический результат достигается тем, что в заявляемой движительной установке глиссирующего судна, содержащей опору привода, закрепленную непосредственно на корме глиссирующего судна, в которой на паре вертикальных шарниров установлена карданная втулка, имеющая также пару горизонтальных шарниров, дейдвуд, связанный с карданной втулкой посредством горизонтальных шарниров с возможностью качания в вертикальной плоскости относительно карданной втулки, а также связан с опорой глиссирующего судна при помощи линейного привода с возможностью изменения углового положения дейдвуда в вертикальной плоскости относительно глиссирующего судна, при этом дейдвуд связан при помощи дополнительного линейного привода с глиссирующим судном с возможностью качания в горизонтальной плоскости вместе с карданной втулкой на ее вертикальных шарнирах относительно глиссирующего судна, внутри дейдвуда установлен гребной вал с установленным на его конце гребным винтом, связанный с ведущим валом при помощи расположенного внутри карданной втулки, сдвоенного карданного шарнира (Шарнира Гука), при этом на дейдвуде закреплены нижнее защитное перо, а также верхняя и боковые стенки, согласно изобретению, дейдвуд соединен с линейным приводом изменения его углового положения в вертикальной плоскости посредством амортизатора. Боковые стенки выполнены из листа в виде отдельных элементов боковой защиты лопастей гребного винта и соединены с верхней стенкой, при этом в каждой боковой стенке выполнен дуговой вырез, направленный от незакрепленного их конца к корме, причем ближайшая точка дугового выреза расположена на меньшем расстоянии от кормы, чем плоскость вращения гребного винта. Верхняя горизонтальная плоскость привода выполнена в виде кавитационной плиты, для уменьшения брызг при работе винта, в которой выполнены сквозные окна, а крайняя точка верхней стенки расположена на расстоянии от кормы большем, чем плоскость вращения винта, при этом установка также снабжена силовым ребром, расположенным в вертикальной плоскости дейдвуда и соединяющим дейдвуд с верхней стенкой, причем боковые стенки, силовое ребро и нижнее защитное перо расположены с образованием сквозного прохода жидкости между ними к гребному винту.

Предложенная конструкция изобретения поясняется схематическими чертежами.

На фиг. 1 представлена схема движительной установки глиссирующего судна;

На фиг. 2 показана схема крепления установки к глиссирующему судну;

На фиг. 3 показан схематический вид сзади на установку;

На фиг. 4 показан вид на дейдвуд с соединенными с ним элементами;

На фиг. 5 показано защитное перо дейдвуда;

На фиг. 6 показана боковая стенка установки.

Предложенная движительная установка глиссирующего судна 1 включает опору 2, закрепленную непосредственно на корме 3 глиссирующего судна, в которой на паре вертикальных шарниров 4 установлена карданная втулка 5, имеющая также пару горизонтальных шарниров 6, дейдвуд 7, связанный с карданной втулкой 5 посредством горизонтальных шарниров 6 с возможностью качания в вертикальной плоскости относительно карданной втулки 5. Дейдвуд 7 также связан с глиссирующим судном 1 или непосредственно с его опорой 2 при помощи линейного привода 8 с возможностью изменения углового положения дейдвуда 7 в вертикальной плоскости относительно глиссирующего судна 1. Дейдвуд 7 связан с линейным приводом 8 посредством амортизатора 9. Дейдвуд 7 также связан при помощи дополнительного линейного привода (на чертежах не показан) с глиссирующим судном 1 с возможностью качания в горизонтальной плоскости вместе с карданной втулкой 5 на ее вертикальных шарнирах 4 относительно глиссирующего судна 1. Линейные привода могут быть выполнены в виде гидроцилиндров или механических и электромеханических приводных механизмов. Внутри дейдвуда 7 установлен гребной вал 10 с установленным на его конце гребным винтом (на чертежах не показан), связанный с ведущим валом 11 при помощи расположенного в собственном корпусе внутри карданной втулки 5 карданного вала 12, имеющего две пары сдвоенных карданных шарниров 13. На дейдвуде 7 закреплены нижнее защитное перо 14, расположенное в вертикальной плоскости под дейдвудом 7, а также верхняя стенка 15 и две боковые стенки 16. Боковые стенки 16 расположены примерно в вертикальной плоскости на противоположных сторонах сбоку от дейдвуда 7 и выполнены из листа, например, изогнутого или плоского, в виде отдельных элементов боковой защиты лопастей гребного винта (на чертежах не показаны) и соединены с верхней стенкой 15, которая выполнена в виде верхней защитной кавитационной плиты и в которой выполнены сквозные окна (на чертежах не показаны). Крайняя внешняя точка «А» верхней стенки 15 расположена на расстоянии от кормы 3 большем, чем плоскость вращения винта. В каждой боковой стенке 16 выполнен дуговой вырез 17, направленный от незакрепленного (внешнего, торцевого) их конца к корме 3. Причем ближайшая точка «Б» дугового выреза 17 расположена на меньшем расстоянии от кормы 3, чем плоскость вращения гребного винта. Установка также снабжена силовым ребром 18, расположенным в вертикальной плоскости дейдвуда 7 и соединяющим дейдвуд 7 с верхней стенкой 15. Боковые стенки 16, силовое ребро 18 и нижнее защитное перо 14 расположены в продольном направлении глиссирующего судна 1 с образованием сквозного прохода жидкости между ними к гребному винту.

Предложенная движительная установка глиссирующего судна работает следующим образом.

Вращение ведущего вала 11 посредством карданного вала 12 передается на гребной вал 10, расположенный в дейдвуде 7. Гребной винт, закрепленный на конце гребного вала 10, вращается в воде, создавая тягу и приводя в движение глиссирующее судно 1. Использование в движительной установке карданного вала 12 позволяет отклоняться дейдвуду 7 с гребным валом 10 на угол до 32°. Такое отклонение дейдвуда 7 используется в приводе Арнесона для согласования углового положения оси вращения гребного винта в вертикальной и горизонтальной плоскостях относительно направления движения и переменного углового положения глиссирующего судна 1 относительно поверхности воды в зависимости от режима движения.

Кроме того, при использовании привода Арнесона винт и вал 10 устанавливаются на корму судна 3, а не под днище вниз, что уменьшает сопротивление, не имеет выступающих частей и позволяет двигаться по мелководью.

При движении по мелководью, по закоряженным и заросшим водоемам, возникает опасность поломки дейдвуда 7 и других элементов установки при его жестком креплении к корме судна. Опасность же поломки привода и гребного винта предотвращается использованием защитного пера 14, которое, встречаясь с препятствием, оказывает силовое воздействие на дейдвуд 7. Указанное воздействие воспринимается амортизатором 9, связывающим дейдвуд 7 с линейным приводом 8, при помощи которого осуществляют управляющее воздействие для изменения углового положения дейдвуда 7. При этом дейдвуд 7 поворачивается в горизонтальных шарнирах 6 карданной втулки 5. Пружинный амортизатор 9 сжимается, преодолевая препятствие, а пройдя его возвращается в исходное положение, что позволяет обеспечить целостность всей движительной установки без опасности ее поломки при преодолении труднопроходимых (заболоченных, покрытых водными растениями) водоемов. Защитное перо 14 расположено в вертикальной плоскости вдоль продольной оси дейдвуда 7 и жестко с ним связано, повышая таким образом продольную жесткость дейдвуда 7 и защищая также гребной винт. В этой же вертикальной плоскости расположено силовое ребро 18, которое также жестко связано с дейдвудом 7, значительно повышая продольную его жесткость и прочность всей установки. Верхняя часть силового ребра 18 скреплена с нижней поверхностью верхней стенки 15, являющейся верхней защитной кавитационной плитой, установленной примерно в горизонтальной плоскости или под некоторым углом к ней. Боковые части 19 верхней стенки 15, выступающие наружу за пределы боковых стенок 16, могут быть отогнуты в сторону дейдвуда 7, повышая таким образом жесткость стенки 15 и улучшая условия обтекания воды в районе гребного винта. На верхней поверхности стенки 15 закреплена проушина 20 для шарнирной связи с амортизатором 9.

Верхние ребра боковых стенок 16 соединены с нижней поверхностью верхней стенки 15, образуя совместно с защитным пером 14 и ребром 18 жесткую и прочную пространственную конструкцию, способную выдержать значительные нагрузки. На боковых стенках 16 также расположены опорные поверхности (например, отверстия 21) горизонтального шарнира 6. То есть боковые стенки 16 являются силовыми, и на ее опорных поверхностях поворачивается в вертикальной плоскости вся движительная установка.

При этом защитная конструкция, состоящая из стенок 16, 15, силового ребра 18, и пера 14, не затеняет доступ воды к гребному винту, так как между поверхностями указанных элементов оставлен сквозной продольный проход для воды, как с нижней стороны, так и со стороны кормы 3. Сквозные окна в верхней стенке 15 также обеспечивают проход воды к гребному винту со стороны его верхней полусферы, при движении в водоизмещающем режиме. Для обеспечения подвода воды к винту с боковых его сторон в боковых стенках 16 выполняют дуговые вырезы 17. При этом вогнутая часть дуги выреза 17 направлена к корме 3, то есть средняя вогнутая точка «Б» дуги расположена к корме 3 ближе, чем верхний и нижний края стенки 16. Причем указанная средняя точка «Б» дуги выреза 17 расположена примерно на уровне оси вращения гребного винта, что обеспечивает создание большего проходного сечения для потока воды именно в плоскости оси вращения винта. Верхний и нижний выступающие части дугового выреза 17, более удаленные от кормы 3, находятся примерно на уровне плоскости вращения винта и выполняют функции его защиты. Расположение наружного края верхней стенки 15 с точкой «А» в районе плоскости вращения винта обеспечивает защиту от попадания в зону работы гребного винта посторонних предметов (от случайного получения травм), в то же время предохраняет от вылета из под лопастей винта во время движения песка, камней, растений и водяных брызг, так и его защиту в качестве антикавитационной плиты. Боковые стенки 16 могут быть дополнительно связаны с дейдвудом 7 при помощи поперечных перемычек 22, повышающих жесткость силового каркаса установки и не препятствующих проходу воды к гребному винту.

Для обеспечения управления глиссирующего судна 1 движительная установка снабжена механизмом курсового управления с дополнительным линейным приводом (на чертежах не показан), поворачивающим дейдвуд 7 в горизонтальной плоскости. Для связи с указанным механизмом, на одной из боковых стенок 16 закрепляют проушину 23. При курсовом воздействии дополнительного линейного привода дейдвуд 7 поворачивают вместе с карданной втулкой 5 на ее вертикальных шарнирах 4.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить проходимость глиссирующего судна, обеспечить преодоление труднопроходимых водоемов без опасности поломки привода и без ухудшения доступа воды к гребному винту.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к глиссирующим судам с частично погруженным винтом. Движительная установка глиссирующего судна, содержащая опору, закрепленную непосредственно на корме глиссирующего судна, в которой на паре вертикальных шарниров установлена карданная втулка, имеющая также пару горизонтальных шарниров, дейдвуд, связанный с карданной втулкой посредством горизонтальных шарниров с возможностью качания в вертикальной плоскости относительно карданной втулки. Дейдвуд соединен с линейным приводом изменения его углового положения в вертикальной плоскости посредством амортизатора, боковые стенки выполнены из листа в виде отдельных элементов боковой защиты лопастей гребного винта и соединены с верхней стенкой. В каждой боковой стенке выполнен дуговой вырез, направленный от незакрепленного их конца к корме. Верхняя стенка выполнена в виде верхней защитной кавитационной плиты, в которой выполнены сквозные окна. Установка также снабжена силовым ребром, расположенным в вертикальной плоскости дейдвуда и соединяющим дейдвуд с верхней стенкой. Боковые стенки, силовое ребро и нижнее защитное перо расположены с образованием сквозного прохода жидкости между ними к гребному винту. Достигается повышение проходимости глиссирующего судна, надежности движительной установки, ее прочности и жесткости, повышение тяги винта за счет лучшего доступа воды к гребному винту. 6 ил.

Движительная установка глиссирующего судна, содержащая опору, закрепленную непосредственно на корме глиссирующего судна, в которой на паре вертикальных шарниров установлена карданная втулка, имеющая также пару горизонтальных шарниров, дейдвуд, связанный с карданной втулкой посредством горизонтальных шарниров с возможностью качания в вертикальной плоскости относительно карданной втулки, а также связан с опорой глиссирующего судна при помощи линейного привода с возможностью изменения углового положения дейдвуда в вертикальной плоскости относительно глиссирующего судна, при этом дейдвуд связан при помощи дополнительного линейного привода с глиссирующим судном с возможностью качания в горизонтальной плоскости вместе с карданной втулкой на ее вертикальных шарнирах относительно глиссирующего судна, внутри дейдвуда установлен гребной вал с установленным на его конце гребным винтом, связанный с ведущим валом при помощи расположенного внутри карданной втулки карданного вала, при этом на дейдвуде закреплены нижнее защитное перо, а также верхняя и боковые стенки, отличающийся тем, что дейдвуд соединен с линейным приводом изменения его углового положения в вертикальной плоскости посредством амортизатора, боковые стенки выполнены из листа в виде отдельных элементов боковой защиты лопастей гребного винта и соединены с верхней стенкой, при этом в каждой боковой стенке выполнен дуговой вырез, направленный от незакрепленного их конца к корме, причем ближайшая точка дугового выреза расположена на меньшем расстоянии от кормы, чем плоскость вращения гребного винта, верхняя стенка выполнена в виде верхней защитной кавитационной плиты, в которой выполнены сквозные окна, а крайняя точка верхней стенки расположена на расстоянии от кормы большем, чем плоскость вращения винта, при этом установка также снабжена силовым ребром, расположенным в вертикальной плоскости дейдвуда и соединяющим дейдвуд с верхней стенкой, причем боковые стенки, силовое ребро и нижнее защитное перо расположены с образованием сквозного прохода жидкости между ними к гребному винту.