Гребная установка Советский патент 1981 года по МПК B63H1/36 B63H23/24 

(54) ГРЕБНАЯ УСТАНОВКА

- I

Изобретение относится к судостроению; 11 v именно к конструированию пластинчатых мащущих движителей типа рыбий хвост.

Известна гребная установка, содержаиц1Я гибкую пластину движителя колебательного типа, кинематически связанную с приводом для ее волновых движений, имеющим источник энергии 1. .

Ошгако применение известного гидропривода не Обеспечивает упрощение технологии изготовления и повышение зксплуатационньрс качеств установки.

Цепь изобретения - упрощение технологии нэтотовления и повышение эксплуатационных качеств установки.

Цель достигается тем, что привод для волновых движений вьшолнеи в виде плоских пьезоспиралей, каждая из которых одним концом неподвижно защемлена, а другим жестко связана с гибкой пластиной, при этом источник энергии электрически связан с каждой пьезоспиралью.

На чертеже изображена гребная установка, аксонометрическая проекция.

Установка содержит две плоские пьезоспирали 1 и 2, внутренние концы 3 и 4 которых закреплены неподвижно, а другие концы 5 и 6 жестко связаны с гибкой пластиной 7 движителя колебательного типа, выполненной из, например, резины или фторопласта.- Каждая из двух пьезоспиралей 1 и 2 состоит из двух пьезокерамических слоев (например из керамики на основе цирконата-титаната свинца марки ЦТС-23), механически соединенных

10 между собой боковыми поверхностями (склеенш 1х или сваренных) и поляризованных по толщине так, что векторы поляризации направлены в противоположные стороны. На наружные и внутренние поверхности спиралей

15 нанесены электроды.

Пьезоспирали изготавливаются по керамической технологни, включающей спекание, во время которого восстанавливают также и нанесен20ную на контактирующие поверхности металлизирующую пасту, служащую в таком случае и и как электрод, и как сваривающее слои вещество.

Каждая пьезоспираль электрически связана с источником энергии (на чертеже не показан).

Биморфная пьезоспираль выполняется также из металлического слоя, механически соединенного с пьезоэлектрическим слоем. Кроме того пьезоспираль также выполняется и из одного пьезослоя, однако в таком случае амплитуда механических колебаний будет значительно снижена.

Привод в виде двух пьезоспиралей, покрытых водозащитным слоем (например, на основе эпоксидных смол), может быть расположен на наружной стороне корпуса и с внутренним объемом судна (на чертеже не показано) имеет только электрическую связь. Для передачи движения пластине 7 используются также и сильфонные мембраны.

Установка работает следующим образом.

При подаче электрического напряжения на электроды спиралей 1 и 2 за счет обратного пьезоэффекта возникает деформация в каждом слое пьезоспирали, причем один слой удлиняется, в то время как другой из-за противоположного направления поляризащи укорачивается, что приводит к скручиванию или раскручиванию спирали в зависимости от полярности приложенного напряжения. При подаче противофазного переменного электрического напряжения на электроды различных пьезоспиралей 1 и 2 происходит скручивание одной спирали и раскручивание другой, вследствие чего пластина 7, перемещаясь, взаимодействует с жидкостью и движит судно (как хвост рыбы). Одновременно подавая также и смещение на электроды пьезоспиралей 1 и 2 от источника (на чертеже не показан) постоянного напряжения и регулируя величину этого напряжения и полярность, можно управлять судном (при одной полярности постоянного напряжения судно будет поворачивать в одну сторону, при другой - в другую).

гребная установка позволяет снизить вес, габариты и упростить конструкцию, изготовление пьезоспиралей и обслуживание предла744724

гаемого устройства. Все это ведет к повышению надежности и снижению стоимости, а также облегчается дистанционное управление и автоматизация, так как пьезоэлементы являются слаботочными устройствами.

Кроме того, в предлагаемом устройстве снижается время подготовки необходимого режима, что скажется на повыщении маневренных качеств. Изменяя резонансную частого ту пьезоспиралей возможно при движении имитировать шум, издаваемый рыбами, к тому же применение пьезоспиралей устраняет шум, характерный для гребных электродвигателей, что может быть полезно при конструировании подводных лодок.

Предлагаемое устройство удобно при использовании перспективных видов энергии, таких как ядерная и других видов, а так2Q же новых источников, непосредственно преобразующих тепловую энергию, в электрическую, например на полупроводниковых элементах.

Формула изобретения

Гребная установка, содержащая гибкую пластину движителя колебательного типа, ки: нематически связанную с приводом дня ее волновых движений, имеющим источник энергии, отличающаяся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления и повышения зксплуатационных качеств установки, привод для волновых движений вьшолнен в виде плоских пьезоспиралей, каждая из которых одним концом неподвижно защемлена, а другим жестко связана с гибкой пластиной, при этом источник энергии электри-, чески связан с каждой пьезоспиралью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 484129, кл. В 63 Н 1/36, 1973 (прототип).