close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY4542

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 4542
(13)
C1
(51)
(12)
7
B 63G 8/00
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
ПОДВОДНЫЙ ПЛАВАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ
(21) Номер заявки: a 19981009
(22) 1998.11.05
(46) 2002.06.30
(71) Заявители: Кузнецов В.В., Сычик В.А. (BY)
(72) Авторы: Кузнецов В.В., Сычик В.А. (BY)
(73) Патентообладатели: Кузнецов
Владимир
Васильевич, Сычик Василий Андреевич (BY)
(57
1. Подводный плавательный аппарат, содержащий корпус, энергосиловую установку, водяной движитель и
систему управления, отличающийся тем, что водяной движитель выполнен в виде сквозного канала трубчатой
формы, внутри которого размещена гидротурбина, причем канал расположен в вертикальной плоскости симметрии ниже ватерлинии плавательного аппарата и снабжен лобовым рассекателем в носовой части и рулем
управления в кормовой части.
2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что лобовой рассекатель выполнен в виде тела вращения, образующего с заборной частью канала кольцевое сопло, причем передняя часть лобового рассекателя очерчена
конической поверхностью, а его задняя часть образована вогнутой экспоненциальной поверхностью, радиально сопряженных между собой.
3. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что руль управления выполнен в форме шара с диаметральным
сквозным соосным каналу отверстием и образующего с корпусом шаровой шарнир.
4. Аппарат по п. 2, отличающийся тем, что коническая поверхность лобового рассекателя выполнена с углом
20-45°, а соотношение длин его передней и задней частей составляет 2:1 - 4:1.
BY 4542 C1
(56)
SU 1821406 A1, 1993.
US 2303437, 1942.
RU 2095276 С1, 1997.
US 5438947 A, 1995.
Фиг. 1
BY 4542 C1
Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано при строительстве подводных плавсредств.
Известен подводный плавательный аппарат [1], который содержит корпус в виде диска с гофрированным
ограждением, водозаборник, нагнетатель в виде ротора, лопасти которого размещены между валом и обшивкой грузового отсека; ротор выполнен в виде бандажа на лопастях нагнетателя.
Недостатком плавательного аппарата является сложность конструкции, невысокая скорость перемещения
и маневренность.
В [2] описан плавательный подводный аппарат, содержащий несущую раму цилиндрической формы, в
верхней части которой расположены баллистические поплавки, движительный комплекс аппарата, состоящий из трех одинаковых движительных капсул, внутри которых установлено по двигателю. Такой аппарат
управляется по кабелю, имеет сложную структуру и низкую маневренность.
Прототипом предлагаемого изобретения является подводный плавательный аппарат, описанный в [3]. Он
имеет корпус с нишами (перегородками), средство удержания аппарата на заданной глубине в виде подледных якорей. В нижней части корпуса размещен конический патрубок, а к верхнему донышку приварена по
оси последнего якоря стойка, к нижнему концу которой крепится свободный якорь троса от лебедки. Плавательный аппарат также содержит энергосиловую установку, кабину управления, балластный отсек.
Недостатками устройства-прототипа являются:
1. Сложность конструкции, обусловленная использованием системы якорей, средства удержания аппарата на заданной глубине.
2. Невысокая скорость, связанная со сложностью конструкции и стандартным расположением на аппарате движителей.
3. Невысокая маневренность, обусловленная сложностью конструкции.
Техническим результатом изобретения является улучшение маневренности подводного плавательного
аппарата, повышение скорости его движения.
Поставленная задача достигается тем, что в подводном плавательном аппарате, содержащем корпус,
энергосиловую установку, водяной движитель и систему управления, водяной движитель выполнен в виде
сквозного канала трубчатой формы, внутри которого размещена гидротурбина, причем канал расположен в
вертикальной плоскости симметрии ниже ватерлинии плавательного аппарата и снабжен лобовым рассекателем в носовой части и рулевым управлением в кормовой части. Лобовой рассекатель выполнен в виде тела
вращения, образующего с заборной частью канала кольцевое сопло, причем передняя часть лобового рассекателя очерчена конической поверхностью, а его задняя часть образована вогнутой экспоненциальной поверхностью, радиально сопряженных между собой, соотношение длин передней и задней части конического
рассекателя составляет 2:1...4:1, а его коническая поверхность выполнена с углом 20°...45°. Руль управления
выполнен в форме шара с диаметральным сквозным соосным каналу отверстием и образующим с корпусом
шаровой шарнир.
Сущность изобретения поясняет чертеж, где на фиг. 1 изображен главный вид подводного плавательного
аппарата, на фиг. 2 - его вид спереди, а на фиг. 3 - его вид сверху.
Подводный плавательный аппарат включает корпус 1, водяной движитель 3, выполненный в виде сквозного канала 2 трубчатой формы, внутри которого размещена гидротурбина 3. Сквозной канал 2 расположен
в вертикальной плоскости симметрии ниже ватерлинии плавательного аппарата, спереди в носовой части
снабжен лобовым рассекателем 4, а сзади в кормовой части соединен с рулем управления 5. Гидротурбина 3
соединена валом с энергосиловой установкой 6, а на ее выходном валу размещены гребные винты 7. Энергосиловая установка 6 размещена в одной из камер энергообеспечения 8, которые, как и пассажирские салоны
9, разделены перегородками 10 с дверными проемами. В нижней части подводного плавательного аппарата
размещены камеры энергообеспечения 8 и балластные цистерны 11. Руль управления 5 выполнен в форме
шара с диаметральным сквозным соосным сквозному каналу 2 отверстием и образует с корпусом 1 шаровой
шарнир. Руль управления 5 содержит корпус с направляющими секторами 12. Управление рулем 5 осуществляется механизмом управления 13. Кабина управления 14 с перископом 15 размещена в передней части
корпуса 1. Лобовой рассекатель 4 соединен с корпусом 1 плавательного аппарата амортизационными ребрами 16.
Лобовой рассекатель 4 выполнен пустотелым из твердого стойкого к влажным средам материала с заданным
ресурсом плавучести. Его передняя часть представляет коническую поверхность вращения α = 20...45°, а задняя
часть выполнена в виде поверхности вращения, огибающая которой является вогнутой экспонентой, причем
передняя и задняя части лобового рассекателя 4 радиально сопряжены, а соотношение длин l1 передней и задней l2 его частей составляет 2:1...4:1. Лобовой рассекатель 4 образует с заборной частью канала 4 кольцевое сопло.
Как показали результаты эксперимента и расчеты, такое конструктивное исполнение лобового рассекателя 4 обеспечивает по сравнению с прототипом снижение более чем в 2 раза лобового сопротивления подводного плавательного аппарата и существенно повышает эффект втягивания водяного потока в сквозной канал
2, то есть улучшение гидродинамические свойства водяного потока в канале 2, действующего на гидротур2
BY 4542 C1
бину 3. Корпус 1 плавательного аппарата выполнен из твердого, устойчивого к влажным средам материала,
например из нержавеющей стали, в форме овала вращения. Его размеры определяются требуемой грузоподъемностью и технической обеспеченностью, а форма исполнения обеспечивает минимизацию гидравлического сопротивления при движении плавательного аппарата. Сквозной канал 2 водяного движителя размещен ниже ватерлинии подводного плавательного аппарата, выполнен трубчатой цилиндрической формы, в
результате чего обеспечивается ламинаризация текущего в канале 2 водяного потока, а расширяющаяся
форма сквозного канала 2 образует с лобовым рассекателем 4 кольцевое сопло, что резко повышает коэффициент истечения воды в канал 2. Он выполнен из твердого и устойчивого к влажным средам материала.
Внутренний диаметр и длина сквозного канала 2 определяются размерами подводного аппарата, требуемой
мощностью гидротурбины 3, силовой установки, числом и размерами гребных винтов 7. В сквозном канале
2 водяного движителя формируется водяной поток с требуемыми гидродинамическими свойствами, обеспечивая работу в оптимальном режиме гидротурбины 3 и гребных винтов 7 плавательного аппарата.
В расширяющейся выходной части сквозного канала 2 установлена гидротурбина 3 с группой винтов 7 на
ее выходному валу. Шаровый руль управления 5, размещенный в кормовой части сквозного канала 2 и образующий с корпусом 1 шаровой шарнир, с помощью механизма управления 13 электромагнитного или электромеханического типа может изменять свое положение в пространстве и изменять угол наклона направляющих секторов. Такая конструкция руля управления 5 и его размещение на выходе сквозного канала 2
обеспечивают эффективное управление подводным плавательным аппаратом и удержание курса заданного
направления. Поскольку водяной движитель и лобовой рассекатель 4 расположены ниже ватерлинии подводного плавательного аппарата, то через его сквозной канал 2 циркулирует водяной поток, обеспечивая работу гребных винтов 7, то есть движение плавательного аппарата и по поверхности водоемов.
При запуске гидротурбины 3 с помощью двигателя энергосиловой установки 6 приводятся во вращение
винты 7 и подводный плавательный аппарат начинает движение в заданном направлении. Появляющийся
водяной поток в сквозном канале 2 обладает высокими гидродинамическими свойствами и резко повышает
мощность гидротурбины, а следовательно, возрастает скорость вращения гребных винтов 7 и повышается
предельная скорость движения плавательного аппарата. Устанавливая руль управления 5 в соответствующее
положение с помощью механизма управления 13, выбирается заданный курс движения плавательного аппарата. Благодаря размещению гидротурбины 3 и гребных винтов 7 в сквозном канале 2 водяного движителя
резко снижаются шумы, издаваемые движущимся подводным плавательным аппаратом, то есть снижается
возможность его обнаружения. Существенное улучшение маневренности плавательного аппарата обеспечивает конструкция руля управления 5, который выполнен в форме шара, образует с корпусом 1 шарнир и размещен на выходе сквозного канала 3.
Создан лабораторный макет подводного плавательного аппарата по представленной на фиг. 1 конструкции, который, как показали результаты испытаний и расчета, позволяет развивать в подводном режиме скорость, превышающую 110 км/час; плавательный аппарат обладает высокой стабильностью курса и устойчивостью в движении, причем его предельная скорость более чем в 2 раза превышает скорость устройствапрототипа.
Технико-экономические преимущества предлагаемого подводного плавательного аппарата в сравнении с
базовым устройством-прототипом и другими аналогами:
1. Более чем в 2 раза возрастает предельная скорость движения.
2. Более чем в 3 раза снижаются издаваемые шумы.
Источники информации:
1. А.с. СССР 1784522, МПК В63С 8/00.
2. Патент России 1819794, МПК В63С 8/00.
3. А.с. СССР 1821406, МПК В63С 8/00.
3
BY 4542 C1
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
4
Фиг. 3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
127 Кб
Теги
by4542, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа