Винахід відноситься до суднобудування і стосується створення стабілізатора качки, службовця штормовим аварійним рушієм. Активний стабілізатор кільової і бортовий качки корабля - штормовий аварійний рушій має два керованих крила або дві поворотні насадки на гребних гвинтах, встановлених на горизонтальних або похилих баллером в кормовій частині корпусу корабля під прямим впливом потоку рідини від працюючих гребних гвинтів. Поворотні баллером крил допускають пружний люфт не менше ніж до кутів ± 30 °, який забезпечувався б пружинним (або електромагнітним) пристроєм з відновлює моментом, пропорційним відхилення крила від нейтрального нульового або заданого апаратурою управління кута. Осі баллером проходять через гідродинамічний центр бічного опору крил, що мінімізує зусилля на їх перекладку на великих швидкостях ходу корабля. При повороті крил вроздрай на ходу корабля створюються крениться момент для компенсації бортовий качки. При повороті крил разом на спливання / занурення - створюються Диферент моменти для компенсації кільової качки. При використанні двох похилих крил, вони одночасно будуть виконувати функції рульового пристрою з некерованим компенсатором відцентрового крену на циркуляції і підтримувати поліпшені умови для безпечного маневрування на великому хвилюванні. При використанні горизонтальних крил спільно з традиційним вертикальним судновим кермом закони автоматичного управління кермом і крилами стають незалежними, що дозволяє комплексно вирішувати завдання маневрування і стабілізації корпусу корабля на великих швидкостях ходу і в умовах штормового хвилювання. У разі зупинки гребних гвинтів на крила починають діяти вертикальні потоки рідини, обумовлені вертикальними переміщеннями кормовій частині корабля в штормових умовах, при цьому крило пружно повертається і створює тягове зусилля для руху корабля вперед, величина якого в гідростатичному наближенні багаторазово перевершує силове зусилля на важелі між віссю баллера і центром площі крила. Винахід дозволяє підвищити експлуатаційні якості стабілізатора качки-аварійного рушія в умовах шторму. 4 мул.
Винахід відноситься до галузі суднобудування і науки.
Теоретичну основу винаходу утворюють результати фундаментальних досліджень в області гідромеханіки штормового плавання корабля, узагальнені в монографії «Пошукові дослідження штормовий мореплавства корабля» [1] і в книзі «Історія штормовий мореплавства» [2].
Предметом цього винаходу є пристрій, що складається з двох керованих крил або поворотних насадок на гребних гвинтах, встановлених на горизонтальних або похилих баллером в кормовій частині корпусу корабля під прямим впливом потоку рідини від працюючих гребних гвинтів. Механізм повороту баллера створює пружний люфт до ± 30 °, який забезпечувався б пружинним (або електромагнітним) пристроєм, який створює відновлює момент тим більший, чим більше крило відхилено від заданого системою управління нейтрального положення крила.
У дослідженнях штормовий мореплавства корабля показана низька ефективність активних крильевих заспокоювачів качки в середній частині корпусу корабля [5], і зазначаються фактори підвищеної небезпеки перекидання судна під ударами гребенів штормових хвиль, якщо на корпусі є виличні кили, що пов'язано з великою величиною і непередбачуваністю поперечних складових швидкості зовнішніх течій в умовах інтенсивного штормового хвилювання.
Поперечні складові течії поблизу корпусу корабля, що йде повним ходом вперед, відсутні тільки під кормовим подзоров, безпосередньо за працюючими гребними гвинтами. Установка активних крильевих заспокоювачів качки в потоці гребних гвинтів є головною умовою для реалізації законів управління крильевими пристроями, які повинні діяти на випередження силового впливу одиночних гребенів штормових хвиль [6], і що можливо тільки під безперервним контролем точності завдання і виконання компенсаційних крениться і диферент моментів . За гребними гвинтами діє потік, що набігає, швидкість якого значно перевершує швидкість ходу судна, що також підвищує ефективність роботи активних заспокоювачів качки, а при спеціальному профілюванні поверхонь крил, можливо невелике збільшення ККД маршових рушіїв за рахунок перенаправлення і поздовжнього прискорення закрученого за гвинтами потоку рідини.
У разі втрати ходу в штормових умовах плавання, корабель негайно піддається інтенсивної кільової хитавиці, а кормова частина корпусу отримує значні вертикальні коливання під впливом штормових хвиль [2, 4, 6], що обумовлено широкими кормовими ватерлінії і умовно великим надводним об'ємом корпусу над кормовим подзоров , що влаштовуються для забезпечення безвідривного потоку в зоні дії гребних гвинтів. Наявність інтенсивних вертикально-поперечних потоків в кормовій частині корабля є достатньою умовою для активізації крильевих пристроїв в якості махають плавникових рушіїв, дія яких починає проявлятися в найбільш небезпечних аварійних режимах штормового плавання корабля з зупиненими машинами. Гідродинамічним гідністю цього винаходу є технічне рішення, при якому механічна дія аварійного плавникового аквадвіжітеля буде проявлятися без будь-яких додаткових силових дій, що управляють на крильові пристрою. Частково ці ж крила продовжать служити пасивними заспокоювачами качки, сприяючи додатковому демпфированию ударів під кормової підзора корпусу і частково запобігаючи небезпека гідродинамічного захоплення корпусу і перекидання корабля в разі швидкого падіння під гребінь наступної штормовий хвилі.
Пропонований винахід пояснюється кресленнями, де:
Фиг.1. Гвинто-рульової комплекс з традиційним вертикальним кермом (3) і горизонтальними крилами активних заспокоювачів кільової і бортовий качки (4), які в разі зупинки гребних гвинтів (2) починають працювати в якості аварійних штормових рушіїв, що використовують енергію інтенсивних вертикальних переміщень кормовій частині корабля під впливом штормового хвилювання. 1 - корпус корабля, оптимізований для плавання в умовах інтенсивного штормового хвилювання; 4 - горизонтальне крило активного успокоителя кільової і бортовий качки, яке може бути жорстко пов'язане з поворотними насадками, закріпленими на тому ж горизонтальному Баллере крильевих заспокоювачів; 5 - силові вузли для активного управління крильевими заспокоювачами качки і стримуваного пружинами розвороту крила, при його роботі в якості пасивного штормового рушія.
Фиг.2. Варіант гвинто-рульового комплексу з похилими крилами активних заспокоювачів кільової і бортовий качки (6), одночасно службовців рулями управління, а в разі зупинки гребних гвинтів - в якості аварійних штормових рушіїв, що використовують енергію кільової качки і інтенсивні вертикальні переміщення кормової частини корабля під впливом штормового хвилювання. На тихій воді використання цих крил як рулів буде одночасно компенсувати відцентрові сили і крениться момент на циркуляції, дозволяючи тим самим швидкі повороти на повних ходах, в тому числі для судів з зникаючої малої початкової остойчивостью. Похилі крила-рулі, також як і горизонтальні (фіг.1.), Можуть бути суміщені з поворотними насадками на гребних гвинтах, що створюють керований вектор тяги на ходу корабля і не втрачають властивості аварійних штормових рушіїв при зупинці головних машин.
Фіг.3. Силовий вплив гребенів штормових хвиль (7); умовно похила поверхня штормового моря поблизу корпусу корабля (8) і утворюється під їх сумарним впливом крениться момент (9). Поворот правого крила (10-R) на занурення на затопленому хвилею борту, де утворилася надмірна плавучість, і лівого крила (10-L) - на спливання - для компенсації маси-обсягу оголила борту, створюють необхідну пару сил для компенсації впливу зовнішнього крениться моменту (11).
Фіг.4. Розташування гвинто-рульового і стабілізуючого комплексу під кормовим подзоров корпусу (1) і схема дії горизонтального крила (4) активного успокоителя кільової і бортовий качки корабля, який одночасно є штормовим рушієм. 1 - корпус корабля, оптимізований для умов штормового плавання; 2 - гребний гвинт; 3 - перо вертикального керма в діаметральної площині судна; 4 - горизонтальне крило активного успокоителя кільової і бортовий качки; 5 - горизонтальний баллер встановлений строго на лінії балансирной осі для гідродинамічних моментів, що викликаються потоком гребного гвинта, і допускає пружний (підпружинений) поворот крила на кут порядку ± 30 °. 12 - геометричний центр площі горизонтального крила, до якого зводиться сумарна сила (13) при вертикальних переміщеннях кормовій частині корабля. Створюваний при цьому крутний момент щодо подпружиненного баллера (5), призводить до повороту крила і створення гідродинамічної тяги для підтримки штормового ходу і керованості корабля. 13 - наведені вектори вертикальних сил на горизонтальному крилі (4), що призводять до утворення повертають крило моментів щодо баллера (5), що утворюються в процесі вертикальних переміщень кормовій частині корабля в умовах штормового хвилювання. 14 - кут пасивного пружного повороту площини крила під впливом зовнішніх вертикальних потоків рідини. При включеному агрегаті активної стабілізації хитавиці, крило має також пружно відхилятися від динамічно заданого кута атаки, що дозволяє уникнути зайвих втрат ходу при непередбачуваних змінах напрямку потоку поблизу стабілізатора, і запобіжить ударні навантаження на горизонтальне крило при оголенні кормового подзор в штормових умовах плавання.
У штатному режимі роботи активний заспокоювач качки (фіг.1, фіг.2), по командам від вимірювально-аналітичної системи для короткострокового прогнозу зовнішнього хвильового впливу на корпус корабля, перекладає горизонтальні (похилі) крила вроздрай для компенсації крениться момент, або спільно на спливання / занурення для компенсації дифферента при кільової хитавиці. Для спільної компенсації крениться і диферент моментів, в законах управління крилами застосовуються правила складання кутів перекладки стабілізуючих крил.
Похилі крила (фіг.2) служать також рулями управління, які під час перекладання одночасно створюють крениться момент на той же борт, ніж компенсуються відцентрові сили, що виникають на циркуляції корабля. При роботі в якості заспокоювачів качки похилі крила одночасно повертають судно в сторону хвильового впливу, що відповідає маневру на зменшення небезпеки і що особливо важливо при русі на курсах по хвилі в умовах можливого брочинг.
У разі зупинки гребних гвинтів в умови штормового хвилювання, корабель негайно піддається інтенсивної і нічим не стримуваної кільової хитавиці, при якій величезний надводний обсяг в кормовій частині корпусу набуває найбільш сильні вертикальні розгойдування. У настільки небезпечних умовах для плавання, підпружинені кормові крила, здатні повертатися на кут порядку ± 30 ° під дією сил від вертикальних потоків рідини, починають відображати ці потоки в корму, що створює гідродинамічну тягу для початку руху судна вперед, і підтримки його керованості в штормових умовах аварійного плавання. При цьому ефективність махають крил тим вище, чим більше і небезпечніше штормове хвилювання, і відповідно, виникає найбільша потреба в забезпеченні штормового маневрування для запобігання загибелі корабля.
Дуже важливо також відзначити, що пружні (підпружинені) перекладки крил при їх роботі в якості заспокоювачів качки будуть одночасно сприяти менших втрат ходу при різких впливах на вінторулевой комплекс з боку штормових хвиль, а в разі оголення крил при відриві кормового подзор від води над хвильової западиною , в наступній фазі падіння корпусу на швидко підноситься хвилю, не відбудеться ударного руйнування крил при їх жорсткої зустрічі з поверхнею води.
Таким чином, досягається закінчене технічне рішення про реалізацію ефективного «Активного стабілізатора кільової і бортовий качки корабля - штормового аварійного аквадвіжітеля», повністю задовольняє принципам несуперечливого проектування корабля в області узгодження і усунення негативних ефектів від впровадження нових корабельних механізмів, що не привносять небезпечних для мореплавання якостей корабля .
(Www.Youtube.com/Khramushin. - «China-тисячі двісті сімдесят п'ять from Marco Polo's Map with Ship on Pacific Ocean»).
формула винаходу
Активний стабілізатор кільової і бортовий качки корабля - штормовий аварійний рушій складається з двох керованих крил або поворотних насадок на гребних гвинтах, встановлених на горизонтальних або похилих баллером в кормовій частині корпусу корабля під прямим впливом потоку рідини від працюючих гребних гвинтів, що відрізняється тим, що:
поворотні баллером крил допускають пружний люфт не менше ніж до кутів ± 30 °, який забезпечувався б пружинним (або електромагнітним) пристроєм з відновлює моментом, пропорційним відхилення крила від нейтрального нульового або заданого апаратурою управління кута;
осі баллером проходять через гідродинамічний центр бічного опору крил, що мінімізує зусилля на їх перекладку на великих швидкостях ходу корабля;
при повороті крил вроздрай на ходу корабля створюються крениться момент для компенсації бортовий качки;
при повороті крил разом на спливання / занурення створюються Диферент моменти для компенсації кільової качки;
при використанні двох похилих крил вони одночасно будуть виконувати функції рульового пристрою з некерованим компенсатором відцентрового крену на циркуляції і підтримувати поліпшені умови для безпечного маневрування на великому хвилюванні;
при використанні горизонтальних крил спільно з традиційним вертикальним судновим кермом закони автоматичного управління кермом і крилами стають незалежними, що дозволяє комплексно вирішувати завдання маневрування і стабілізації корпусу корабля на великих швидкостях ходу і в умовах штормового хвилювання;
в разі зупинки гребних гвинтів на крила починають діяти вертикальні потоки рідини, обумовлені вертикальними переміщеннями кормовій частині корабля в штормових умовах, при цьому крило пружно повертається і створює тягове зусилля для руху корабля вперед, величина якого в гідростатичному наближенні багаторазово перевершує силове зусилля на важелі між віссю баллера і центром площі крила.
MM4A Дострокове припинення дії патенту через несплату у встановлений термін мита за підтримку патенту в силі