Средство активного управления судном

Средство активного управления судном

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано в средствах для активного управления (САУ) суднами, например в подруливающих устройствах.

Известно средство активного управления судном, включающее корпус проточного канала, размещенного в нижней части корпуса судна, с установленным в нем гребным винтом (см., например, Э.П. Лебедев и др. «Средства активного управления судами», изд. «Судостроение», Л., 1969 г., стр. 118, рис. 87). Недостатком известного средства является невысокая надежность его работы. При работе судов в загрязненных акваториях появляется вероятность попадания твердых посторонних предметов внутрь проточного канала, что приводит к повреждению гребного винта, расположенного внутри проточного канала.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является средство активного управления судном, включающее корпус проточного канала с размещенным в нем гребным винтом и защитную решетку, закрепленную на входе в корпус проточного канала (см., например, Э.П. Лебедев и др. «Средства активного управления судами», изд. «Судостроение», Л., 1969 г., стр. 114, 116, 124). Данные решетки являются защитными решетками и выполняют только одну функцию - защищают гребной винт от попадания на него посторонних предметов, которые могут привести к выходу гребного винта из строя. Однако введение в конструкцию средства активного управления судном защитной решетки приводит к образованию зоны завихрения водного потока внутри корпуса проточного канала, что вызывает нерасчетный режим течения внутри проточного канала и ведет к снижению тяговых характеристик САУ.

Цель настоящего изобретения - повышение тяговых характеристик средства активного управления судном.

Указанная цель достигается тем, что в известном средстве активного управления судном, включающем корпус проточного канала с размещенным в канале гребным винтом и защитную решетку, закрепленную на входе в корпус проточного канала, в нем в нижней части защитной решетки установлен направляющий обтекатель, имеющий выпукло-вогнутую форму, при этом выпуклая поверхность направляющего обтекателя обращена в сторону оси проточного канала. Между вогнутой поверхностью направляющего обтекателя и корпусом проточного канала может быть размещено, по крайней мере, одно ребро жесткости.

Введение в конструкцию САУ направляющего обтекателя, имеющего выпукло-вогнутую форму, позволяет существенно уменьшить зону отрывного течения внутри канала. Направляющий обтекатель формирует водный поток, в результате чего поток прижимается к стенке корпуса проточного канала и зона отрывного течения уменьшается.

Предлагаемая конструкция САУ приведена на фигурах 1 и 2. На фигуре 3 показаны результаты расчета течения водного потока внутри проточного канала без направляющего обтекателя, а фигуре 4 - с обтекателем. На фигурах использованы следующие обозначения:

1 - корпус проточного канала;

2 - защитная решетка;

3 - направляющий обтекатель;

4 - ребро жесткости;

5 - гребной винт;

6 - отрывная зона в водном потоке.

Средство активного управления судном (фиг. 1, 2) состоит из полого цилиндрического корпуса проточного канала 1, к которому крепится защитная решетка 2. В нижней части решетки 2 установлен направляющий обтекатель 3, имеющий выпукло-вогнутую форму. Выпуклая поверхность обтекателя 3 обращена в сторону оси проточного канала. Для повышения жесткости решетки и обтекателя к последнему крепится ребро жесткости 4 таким образом, что ребро размещено между вогнутой поверхностью обтекателя 3 и корпусом проточного канала 1.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. При вращении гребного винта 5 в проточном канале образуется движение водного потока и создается упор, обеспечивающий возможность управления судном. При движении водного потока через защитную решетку 2 образуется отрывная зона 6 (см. фиг.3), приводящая к существенной турбулизации потока и к снижению тяговых характеристик САУ.

При введении в конструкцию направляющего обтекателя 3 (см. фиг. 4) водный поток, проходя через решетку 2, спрямляется и значительно уменьшается отрывная зона 6. Тем самым существенно снижается эффект турбулизации потока в корпусе проточного канала 1 и повышаются тяговые характеристики.

Результаты, представленные на фиг. 3 и 4, были получены с помощью программы расчета гидродинамики водного потока методом конечных элементов.

Следует отметить, что снижение турбулизации потока в корпусе проточного канала не только повышает тяговые характеристики, но и снижает акустическое загрязнение при работе САУ, так как значительные отрывные течения приводят к существенным акустическим колебаниям в водном потоке.

1. Средство активного управления судном, включающее корпус проточного канала с размещенным в нем гребным винтом и защитную решетку, закрепленную на входе в корпус проточного канала, отличающееся тем, что в нижней части защитной решетки установлен направляющий обтекатель, имеющий выпукло-вогнутую форму, при этом выпуклая поверхность направляющего обтекателя обращена в сторону оси проточного канала.

2. Средство активного управления судном по п.1, отличающееся тем, что между вогнутой поверхностью направляющего обтекателя и корпусом проточного канала размещено, по крайней мере, одно ребро жесткости.