Водометная силовая установка для снятия судна с мели Советский патент 1992 года по МПК B63C7/28 

Изобретение относится к двигателям судов, а именно к силовым установкам, предназначенным для стягивания судна с мели.

Как показывает опыт, на сегодняшний день силовая установка судов является решающим фактором в устранении возникающих при посадке на мель аварийных ситуаций. Причем это относится как к судовым установкам аварийно-спасательных судов - буксиров, так и к собственным силовым установкам аварийных судов. Развитие же аварийно-спасательных средств стягивания с мели, в основном, касается увеличения мощности двигателей и совершенствования систем крепления тросов к аварийному судну.

Известно, например, что фирма Бели- эрд энд Мандрох S. А. (Бельгия) построила для французской фирмы Солимус два многоцелевых океанских буксира, предназначенных для выполнения буксировочных и

спасательных работ. Тяговое усилие, создаваемое буксирами, 120 т.е.

В 1979 г. передан в эксплуатацию океанский буксир Сэлвэджмен, предназначенный для буксировки крупнотоннажных судов и аварийно-спасательных работ. Буксир - самый мощный в Великобритании, тяговое усилие на швартовых 160 т.е.

В силовую установку описанных аварийно-спасательных средств входят двигатель внутреннего сгорания, валопровод, гребной винт и электрооборудование.

Их общим недостатком является большая масса, пропорциональная развиваемой максимальной мощности.

Следует отметить, что даже мощности силовой установки большой массы аварийно-спасательных буксиров зачастую бывает недостаточно для снятия судна с мели. Тогда осуществляют последовательный ряд рывков троса судном-спасателем, преобразуя динамическое усилие рывка в статичеЛч1

iW iCJ

ICJ

ю ел

ское напряжение, например якорной системы.

Использование полной мощности силовой установки при проведении аварийно- спасательных работ по стягиванию судна с мели происходит в импульсном режиме, все же остальное время она работает на режиме пониженной мощности.

Известна конструкция водометной установки судов, выбранная в качестве прото- типа.

Основными элементами такого движителя являются водозаборник для приема воды, рабочий орган (насос), который передает энергию двигателя протекающим че- рез движитель массам воды, сопло, формирующее струю, выбрасываемую водометом в сторону, противоположную движению.

Недостатком конструкции по прототипу является большая масса вследствие неэффективного использования заложенной в силовой установке мощности.

Целью изобретения является уменьшение массы силовой установки.

Указанная цель достигается тем, что установка снабжена телескопическим перфорированным газоходом с размещенной вокруг него гибкой мембраной и с решеткой, а корпус выполнен с передним и за- дним центральными отверстиями и с соответствующими им фланцами, при этом источник энергии выполнен с твердотопливным газогенератором с выходным патрубком и установлен на переднем фланце, телескопический перфорированный газоход размещен внутри корпуса и сообщен с выходным патрубком газогенератора, а решетка установлена на заднем фланце в выходном сопле и скреплена с торцем указанного газохода через стенку гибкой мембраны,

Величина реактивной тяги, создаваемой предлагаемой водометной силовой установкой при истечении воды из корпуса, определяется выражением

Fk.

где R - реактивная тяга; А Р Рок-Рн; Рок - давление в корпусе; Рк - давление окружающей среды; Fk - площадь полюсного от- верстия, через которое происходит истечение.

Как видно из формулы, величина тяги прямо пропорционально зависит от давления в корпусе установки, который по пред- латаемому изобретению выполняется в виде силовой оболочки, например, типа кокон из композиционного материала, способной выдерживать давление порядка

100-180 кг/см2, необходимое для создания больших значений реактивной тяги. Использование в качестве энергоустановки твердотопливного газогенератора, обладающего высокой энергоемкостью, позволяет резко снизить вес всей силовой установки и использовать полную ее мощность лишь в момент выполнения аварийно-спасательных работ, т.е. в импульсном режиме. Автономность же предлагаемой силовой установки и использование забортной воды для создания тяги позволяет хранить ее даже на палубе (разумеется, укрытой) и в случае возникновения аварийной ситуации оперативно проводить в рабочее положение, укрепив в любом месте аварийного судна одним из известных способов: механически, на клеях, с помощью вакуумных устройств и т.п.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая установка отличается тем, что снабжена телескопическим перфорированным газоходом с размещенной вокруг него гибкой мембраной и с решеткой, а корпус выполнен с передним и задним центральными отверстиями и с соответствующими им фланцами, при этом источник энергии выполнен с твердотопливным газогенератором с выходным патрубком и установлен на переднем фланце, телескопический перфорированный газоход размещен внутри корпуса и сообщен с выходным патрубком газогенератора, а решетка установлена на заднем фланце в выходном сопле и скреплена с торцем указанного газохода через стенку гибкой мембраны.

Таким образом, предлагаемая водометная силовая установка соответствует критерию новизна.

На чертеже представлено продольное сечение водометной силовой установки.

Емкость, например, типа кокон из композиционного материала 1 с передним 2 и задним 3 фланцами полюсных отверстий соединена передним фланцем 2 с твердотопливным газогенератором 4, телескопическим перфорированным газоходом 5 и гибкой мембраны 6. Выходной патрубок 7 газогенератора 4 снабжен заглушкой 8. На заднем фланце 3 установлена сопловая решетка 9, скрепленная по оси с газоходом 5 через мембрану 6.

Водометная силовая установка работает следующим образом. При посадке на мель установка крепится к борту судна ниже поверхности воды. При этом происходит самопроизвольное заполнение корпуса водой (фиг. 1) через отверстия сопловой решетки 9, играющие одновременно роль водозаборника, а находящийся в корпусе воздух стравливается через имеющийся на корпусе дренажный клапан.

После заполнения емкости 1 водой при закрытом дренажном клапане подается электрический сигнал с вынесенного пульта управления при нажатии кнопки пуск на пиропатрон воспламенителя работа которого обеспечивает возгорание твердого ра- кетного топлива газогенератора 4. Продукты сгорания топлива прорывают заглушку 8, .поступают в газоход 5 и через перфорацию воздействуют на гибкую мембрану 6. Под давлением продуктов сгорания твердого топлива, передаваемым мембра- ной 6, вода из емкости 1 вытесняется через отверстия сопловой решетки 9 в окружающую водную среду, создавая реактивную тягу R,

Телескопическое соединение частей га- зохода 5 позволяет разгрузить его от растягивающих усилий при продольной деформации емкости 1 под воздействием внутреннего давления.

Выполнение водометной силовой уста- новки в виде емкости с твердотопливным газогенератором и расположенными внутри емкости газоходом, гибкой мембраной и сопловой решеткой позволяет, как показывают проектные проработки, реализовать мощность, равную мощности современных аварийно-спасательных буксиров, с помощью конструкции массой 360 кг (масса силовой установки буксира - тонны). При этом вся мощность предлагаемой водомет- ной силовой установки реализуется полностью в импульсном режиме (в течение 5-15 с) для создания тягового усилия в момент снятия с мели.

Таким образом, использование предлагаемого объекта изобретения позволит существенно (в десятки раз) уменьшить массу силовой установки.

Одновременно следует отметить экологическую чистоту конструкции водомета, по- скольку продукты сгорания твердого топлива поступают в замкнутый объем. После использования водомета и остывания конструкции холодный газ не токсичен.

Формула изобретения Водометная силовая установка для снятия судна с мели, содержащая корпус, источник энергии и выходное сопло, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения массы, она снабжена телескопическим перфорированным газоходом с размещенной вокруг него гибкой мембраной и с решеткой, а корпус выполнен с передним и задним центральными отверстиями и с соответствующими им фланцами, при этом источник энергии выполнен с твердотопливным газогенератором с выходным патрубком и установлен на переднем фланце, телескопический перфорированный газоход размещен внутри корпуса и сообщен с выходным патрубком газогенератора, а решетка установлена на заднем фланце в выходном сопле и скреплена с торцем указанного газохода через стенку гибкой мембраны.

Использование: относится к судостроению и касается водометных силовых установок для снятия судна с мели. Сущность изобретения: установка содержит корпус, источник энергии с твердотопливным газогенератором 4 с выходным патрубком 7. Корпус выполнен с передним и задним центральными отверстиями и соответствующими им фланцами 2,3. Внутри корпуса размещен телескопический перфорированный газоход 5 с размещенной вокруг него гибкой мембраной 6, сообщенный с выходным патрубком 7, газогенератора, размещенного на переднем фланце 2. На заднем фланце 3 в выходном сопле установлена решетка 9, скрепленная с торцом газохода через стенку гибкой мембраны 6. 1 ил. X