Волновой движитель плавсредства

Волновой движитель плавсредства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: относится к судостроению и направлено на повышение надежности , эффективности движителей преимущественно волновых. Сущность изобретения: движитель содержит пластину 4, закрепленную на корпусе плавсредства 1 передней(по ходу движения) кромкой и выполненную с возможностью колебания, при этом по обе стороны плоскости пластины установлены зафиксированные относительно зоны ее закрепления упоры-задатчики (ограничители) 5 и 6 величины и формы изгиба пластины. 1 з.п.ф-лы, 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4856508/11 (22) 01,08.90 (46) 07.03.93. Бюл, № 9 (75) В.С,Титов, В.И.Балакишеев и В.И.Самохвалов (56) Патент ФРГ ¹ 2740939, кл, В 63 Н 19/02, 1979. (54) ВОЛНОВОЙ ДВИЖИТЕЛЬ ПЛАВСРЕДСТВА (57) Использование: относится к судостроению и направлено на повышение надежно„„Я3 „„1799812 Al сти, эффективности движителей преимущественно волновых. Сущность изобретения; движитель содержит пластину 4, закрепленную на корпусе плавсредства 1 передней (по ходу движения) кромкой и выполненную с возможностью колебания, при этом по обе стороны плоскости пластины установлены зафиксированные относительно зоны ее закрепления упоры-задатчики (ограничители)

5 и 6 величины и формы изгиба пластины. 1 з.п.ф-лы, 6 ил.

1799812 винтом 2, Волновой движитель содержит пластину-плавник 4 (например, из металла либо пластмассы) и упоры-задатчики (ограничители) 5 и 6 формы и величины ее изгиба.

Упомянутые элементы консольно эакреплены в основе 7, зафиксированной на корме

Изобретение относится, главным образом, к устройствам приведения в движение различных плавающих объектов за счет энергии волн — механических колебаний, приповерхностного слоя водной и иной сре- -1 ды

Чтобы с большей эффективностью использовать энергию боковых волн, когда по ширине пластины (плавника) укладывается больше полудлины волны (длина волны — 10 расстояние между двумя соседними гребня-. ми) либо когда зона перегиба между гребнем и впадиной волны приходится на среднюю по ширине пластины часть, пластина (плавник) в направлении своей ширины (перпендикулярной направлению тяги движителя) выполнена из связанных с основой отдельных секций либо с расчленяющи.ми продольными прорезями, Для еще более полного использования 20 энергии волн предлагаемый движитель . снабжен элементами кинематической связи зоны задней кромки пластины с подвижным (приводным) элементом энергетической ли-. бо силовой установки, например с якорем. 25 электрогенератора, заряжающего аккумуляторную батарею. Упомянутая связь может содержать преобразователь возвратно-поступательного (качательного) движения во вращательное (якоря). 30

Нэ фиг,1 представлено плавательное средство, например яхта, с основным движителем в виде гребного винта и дополни-. тельным (при неработоспособности основного, превращающимся в основной) в 35 виде предлагаемого, главным образом, волнового: на фиг,2 и 3 — схема работы предложенного движителя соответственно при подъеме и спадении гребня врлны; на фиг.4 — вид А на фиг.3, многосекционный (по ши- 40 рине) движитель; на фиг.5 — вид Б на фиг.4; на фиг.6- связь пластины (плавника) с энергосиловой установкой.

Согласно фиг.1 на плавательном средстве (яхте и т.n,) 1 кроме основного движи- 45 теля в виде гребного винта 2, приводимого во вращение имеющейся на борту силовой установкой (экологически чистым электромотором, питающимся от аккумуляторной батареи), установлено несколько предлага- 50 емых, волновых. Один движитель 3 виден на борту в. зоне носовой части средства 1, а другой — в его кормовой части, над гребным плавсредства 1, причем так и в таком месте, что полностью погружены в приповерхностный слой, в частности, водной среды, волнение поверхности 8 которой в рассматриваемый момент отсутствует.

Упоры-ограничители 5 и 6 имеют форму, похожую на клинок сабли, Пластина 4 выполнена податливой в направлении отодного упор-задатчика к другому.

Согласно моменту, изображенному на фиг,2, движитель взаимодействует с нарастающим (набегающим) гребнем 9 волны, распространяющейся в направлении движения 10 плавсредства, Эффективность движения мало изменится и при встречной волне (равен что, корпус плавсредства 1 будет несколько ослаблять эффективность кормового движителя), поскольку горизонтальный перенос воды на длине А, равной длине волны отсутствует. Каждая частица воды поверхностного волнующегося слоя лишь описывает круговую траекторию в вертикальной плоскости волны, радиус этих орбит быстро уменьшается с глубиной, стремясь к нулю. Отсюда можно принять, что нэ стадии формирования (ростэ, высоты) гребня 9 частицы воды лишь поднимаются в направлении 11. а нэ обратной стадии опускаются в направлении 12. Эффект видимого поверхностного движения волны (гребня)

9, в частности, в направлении 10 обусловлен поднятием впереди лежащих частиц воды и опусканием ранее поднятых.

Согласно фиг.3 гребень 9 волны уходит вперед и в зоне пластины 4 частицы воды опускаются в направлении 12 со скоростью

Vg. Они отжимают пластину 4 от верхнего упора-задатчика 5 и прижимают к нижнему

6, Далее под действием динамического напора на отклоненную от исходного положения 13 на угол А пластину 4, они создают усилие тяги 14, передающееся основе 7 и плавсредству 1.

С учетом ранееприведенных обоснований максимальное значение скорости установившегося движения предложенного движителя может быть оценено по формуле

U - Ясщ — cos а. а

Исходя из параметров реальных волн, среднюю скорость Vg вертикальных перемещений частиц воды можно принять близкой к 1,0 M/C (скорость перемещения гребня волны в направлении 10 не более 10 м/с).

Тогда скорость установившегося дрейфа плавсредства 1 под действием .волн составит порядка 11 м/с при а = 10, что, с учетом "дарового" характера энергии волн, вполне приемлемо. При этом площадь S плэстин 4

1799812 всех установленных на плавсредстве волновых движителей сказывается лишь на мощности движителя, т.е. на скорости разгона, на стабильности курса и т.п, Согласно фиг,4 и 5 пластина 4 движителя по ширине разделена прорезью 15 на две секции 16 и 17. Напротив (сверху и снизу) каждой секции имеются свои упоры-ограничители 5 и 6. Полезность такого разделения видна из фиг.5. Здесь волны бегут в направлении 18, пересекающем направление движения (вектора тяги 14) плавсредства 1.

Изображен такой момент, когда частицы воды гребня 9 волны отжимают секцию 16 пластины 4 к верхнему упору 5; а частицы воды во впадине 19 волны — секцию 17 к нижнему упору 6. При этом усилие создается обеими секциями 16 и 17 пластины 4, так как в отсутствие прорези 15 оно было бы в рассматриваемый момент близким к нулевому (с учетом того, что заделка пластины в опоре 7 ограничивает ее деформируемость в направлении ширины).

Согласно фиг.б.на концах задатчиков 5 и 6 установлены электрогенераторы 20 и 21, якоря которых через преобразователи возвратно-вращательного движения во вращательное гибкими тягами (тросами) 22 и 23 связаны с колеблющимся концом пластины

4. В принципе. если генераторы через выпрямители переменного (пульсирующего) тока заряжают аккумуляторные батареи, то преобразователей движения не требуется.

В приведенной схеме более полного использования энергии волны (в момент перекидки пластины от одного упора к другому) за счет попутной выработки электроэнерI

1 гии, например, валы энергетических (либо силовых) установок 20 и 21 в одном направлении вращаются через трос 22 либо 23 удаляющимся концом пластины 4, в при

5 обратном его ходе (приближении) — пружиной, закрученной при удалении конца и находящейся на валу энергосиловой установки, В принципе, энергосиловые установки

10 могут быть размещены на основе 7 либо внутри плавсредства 1. Для сохранения прежнего принципа тросовой связи с колеблющейся пластиной 4 на концах упоров-задатчиков 5 и 6 можно установить

15 направляющие (в виде вращающихся блоков и т.п.).

Формула изобретения

20 1. Волновой движитель плавсредства, содержащий пластину, прикрепленную к корпусу плавсредства с возможностью колебания и взаимодействия с ограничителями, которые установлены по обе стороны

25 пластины подугломк ней,отл ича ющийс я тем, что, с целью повышения его надежности, ограничители выполнены в виде консольно.закрепленных плавно изогнутых планок, угол наклона концевых участков ко30 торых к пластине больше угла наклона носовых участков.

2. Движитель па п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что он снабжен электрогенераторами, установленными на концах ограничите-, 35 лей, якори которых кинематически связаны с хвостовой кромкой пластины.

1799812

7 р<>у 6 17

Составитель А,Логачев

Техред M.Moðãåíòàë Корректор О.Густи

Редактор С,Кулакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул. Гагарина. 101

Заказ 1134 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5