Качающаяся мачта

Качающаяся мачта

Реферат

Изобретение относится к мачтам парусников и ветроэнергетических установок.

Существующие парусные яхты и ветроэнергетические установки имеют высокие (вертикальные по преимуществу) мачты, несущие паруса разной формы. Недостатком этих парусных яхт и ветроэнергетических установок является трудность постановки и уборки мачт, а также сложность управления ими.

Известна норвежская «Система стабилизации «Сэйлмэтик» /см., например, журнал «Катера и яхты», 1998, №1 (164), стр.28-29/, состоящая из мачты, качающейся на продольной шпильке, и системы тросов, гидравлики и движущегося балласта. Когда мачта «ложится» на борт, она натягивает трос, соединенный с вантой наветренного борта, проходящий под палубу и намотанный на барабан. На том же валу смонтирован другой барабан и другая система тросов, управляющая движением балласта (2500 кт свинца) по расположенным в трюме поперек корпуса яхты направляющим к наветренному борту при наклоне мачты. Балласт создает противовес давлению ветра на мачту и такелаж. Имеется также система тросов, связанная с гидравлическим цилиндром, который амортизирует движения в системе.

Система «Сэйлмэтик» (при всех ее достоинствах) эффективна только на судне с широкой корпусной частью, кроме того - инерционна, что особенно заметно при смене галса.

Целью изобретения является упрощение постановки и уборки мачты, а также управления мачтой.

Заявленная цель достигается тем, что в мачте, качающейся на продольной шпильке и имеющей связь с движущимся балластом, движущийся балласт выполнен в виде гироскопического устройства, имеющего с мачтой подвижное соединение на противоположной относительно шпильки стороне мачты и представляющего собой полую емкость, способную вращаться вокруг оси, пересекающейся под прямым углом с продольной осью мачты, внутри которой смонтирован полый ротор, вращающийся вокруг своей оси, пересекающейся под прямым углом с осью вращения емкости.

Устройство качающейся мачты с движущимся балластом в виде гироскопического устройства иллюстрируется чертежом.

Устройство содержит мачту 1, качающуюся на продольной шпильке 2, опосредованно опирающейся на фундамент (в случае со стационарной ветроэнергетической установкой) или на корпусную часть судна (в случае с парусной яхтой), и имеющую подвижную связь с движущимся балластом, выполненным в виде гироскопического устройства. Гироскопическое устройство смонтировано на противоположной относительно шпильки 2 стороне мачты 1 так, чтобы обеспечить вращение оговоренной сборки вокруг шпильки 2 "как одно целое".

Гироскопическое устройство представляет собой полую емкость 3, способную вращаться вокруг своей оси, пересекающейся под прямым углом с продольной осью мачты 1; внутри емкости 3 смонтирован полый ротор 4, вращаемый вокруг своей оси, пересекающейся под прямым углом с осью вращения емкости 3.

В нерабочем положении предлагаемая качающаяся мачта находится в горизонтальном (или близком к горизонтальному) положении. Для вывода качающейся мачты в рабочее вертикальное положение заполняются жидкостью полость ротора 4 и/или полость емкости 3.

Ротор 4 приводится во вращение приводом с реверсом (не показан) и вращается с постоянной угловой скоростью ω₁.

Качание мачты 1 вокруг продольной шпильки 2 осуществляется с приведением (привод с реверсом не показан) во вращение емкости 3 (с ротором 4) с угловой скоростью ω₂. При этом возникает гироскопический момент М_гир, направление которого определяется совмещением вектора угловой скорости ω₁ ротора 4 с вектором угловой скорости ω₂ емкости 3 при повороте его на наименьший угол. Скорость вращения емкости 3 (с ротором 4) определяет скорость поворота мачты 1 вокруг продольной шпильки 2, что упрощает процесс управления мачтой 1.

Качающаяся мачта, состоящая из мачты, качающейся на продольной шпильке, и движущегося балласта, отличающаяся тем, что движущийся балласт выполнен в виде гироскопического устройства, имеющего с мачтой подвижное соединение на противоположной относительно шпильки стороне мачты и представляющего собой полую емкость, способную вращаться вокруг оси, пересекающейся под прямым углом с продольной осью мачты, внутри которой смонтирован полый ротор, вращающийся вокруг оси, пересекающейся под прямым углом с осью вращения емкости.