RU2183177C2

RU2183177C2 - Wave propulsive machine

Info

Publication number: RU2183177C2
Application number: RU2000123359/28A
Authority: RU
Inventors: Ю.Ф. Сенькин
Original assignee: Сенькин Юрий Федорович
Priority date: 2000-09-12
Filing date: 2000-09-12
Publication date: 2002-06-10

Abstract

FIELD: utilization of sea wave energy for enhancing thrust. SUBSTANCE: hollow horizontal shaft 4 is articulated to ship's brackets 9. Mounted in hollow shaft 4 are: shaft 14 of propeller 21 and two transmission lines with half-shaft 15 and 16 interconnected by means of overrunning clutches 17. Half-shafts 15 are thrown into engagement with gear wheel 12 by means of gears 18; gear wheel 12 is connected with bracket 9. Secured on half-shaft 16 is gear 19 thrown into engagement with gear 20 found on propeller shaft 14. Secured on other half-shaft 16 is sprocket 22 connected with sprocket 24 fitted on propeller shaft 14 by means of chain 23. At sea swell, wing strut fitted on shaft 4 rotates it in different directions. Transmission lines ensure rotation of propeller 21 in one direction only, thus creating additional thrust for ship. EFFECT: enhanced efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к судостроению и касается создания машин, использующих энергию морских волн для движения судов. The invention relates to shipbuilding and for the creation of machines using the energy of sea waves for the movement of ships.

Известна машина, содержащая соединенные между собой кинематической передачей подводные поворотные крылья, из которых, по крайней мере, одно крыло выполнено небалансирным управляющим, у которого центр бокового гидродинамического давления расположен кормовее оси баллера, а другое - балансирным управляемым, у которого центр бокового гидродинамического давления совпадает с осью баллера, а также соединенный с корпусом судна шарнирно горизонтальный вал с закрепленной на нем стойкой крыльевого профиля, к наружному концу которой шарнирно присоединено управляемое крыло (патент на изобретение РФ 2147543, кл. В 63 Н 19/02, 02.12.1998 г.). A known machine containing interconnected kinematic transmission underwater rotary wings, of which at least one wing is made by an unbalanced controller, in which the center of the lateral hydrodynamic pressure is located aft of the axis of the balloon, and the other is balanced, in which the center of the lateral hydrodynamic pressure coincides with the axis of the balloon, as well as a horizontal shaft pivotally connected to the hull with a wing profile fixed to it, to the outer end of which is pivotally connected connected controllable wing (patent of RF 2147543, cl. H 63 B 19/02, 02.12.1998 g).

Недостатком известной машины является низкий коэффициент использования энергии морских волн для получения тяги на высоких скоростях хода судна. A disadvantage of the known machine is the low utilization of energy of sea waves to obtain traction at high speeds of the ship.

Целью изобретения является повышение эффективности использования энергии морских волн для повышения тяги. The aim of the invention is to increase the efficiency of energy use of sea waves to increase traction.

Технический результат достигается тем, что предлагаемая волнодвижительная машина снабжена гребным винтом, закрепленным на гребном валу, который шарнирно соединен с полым горизонтальным валом и кинематически связан с зубчатым колесом, неподвижно закрепленным на кронштейне судна, посредством двух линий передач с передаточным отношением меньше единицы, при этом каждая линия передач снабжена обгонной муфтой, противоположного другой муфте направления рабочего вращения. The technical result is achieved by the fact that the proposed waveguide machine is equipped with a propeller mounted on a propeller shaft, which is pivotally connected to a hollow horizontal shaft and kinematically connected with a gear wheel fixedly mounted on the ship’s bracket, by means of two transmission lines with a gear ratio of less than one, while each transmission line is equipped with an overrunning clutch opposite to the other working rotation clutch.

На фиг.1 показана волнодвижительная машина, вид сбоку. Figure 1 shows a wave drive machine, side view.

На фиг.2 - то же, кормовой отсек, продольный разрез. Figure 2 is the same, aft compartment, a longitudinal section.

Волнодвижительная машина содержит подводные поворотные крылья 1, 2, 3, шарнирно соединенные с пустотелым горизонтальным валом 4, а также крылья 5, шарнирно соединенные со стойками 6, имеющими крыльевой симметричный профиль, с помощью баллеров 7. Крылья 1, 2, 3 имеют симметричный профиль и состоят из двух половин, расположенных симметрично плоскости, проходящей через ось горизонтального вала 4, а крылья 5 выполнены в виде монокрыла, имеющего несимметричный профиль и выпукло-вогнутую форму в поперечном сечении. The wave-propelling machine contains underwater rotary wings 1, 2, 3, pivotally connected to the hollow horizontal shaft 4, as well as wings 5, pivotally connected to the struts 6 having a wing symmetrical profile, using the ballers 7. Wings 1, 2, 3 have a symmetric profile and consist of two halves located symmetrically to the plane passing through the axis of the horizontal shaft 4, and the wings 5 are made in the form of a single wing having an asymmetric profile and a convex-concave cross-sectional shape.

Крыло 1 выполнено небалансирным - его центр бокового гидродинамического давления смещен в корму от оси баллера - и является управляющим. У крыльев 2, 3, 5 центры бокового гидродинамического давления совпадают с осями баллеров. Эти крылья являются управляемыми. Wing 1 is made unbalanced - its center of lateral hydrodynamic pressure is shifted aft from the axis of the balloon - and is the control. For wings 2, 3, 5, the centers of lateral hydrodynamic pressure coincide with the axes of the ballers. These wings are controllable.

Управляющий момент от крыла 1 передается крыльям 2, 3, 5 с помощью кинематической передачи. The control moment from the wing 1 is transmitted to the wings 2, 3, 5 by means of a kinematic transmission.

Горизонтальный вал 4 соединен с корпусом судна кронштейнами 8 и 9 при помощи подшипников с крышками 10 и 11. The horizontal shaft 4 is connected to the hull by brackets 8 and 9 using bearings with covers 10 and 11.

С кронштейном 9 неподвижно соединено зубчатое колесо 12, через которое вращающий момент от горизонтального вала 4 через привод вращения, расположенный в кормовом отсеке 13, передается гребному валу 14. A gear 12 is fixedly connected to the bracket 9, through which the torque from the horizontal shaft 4 through the rotation drive located in the aft compartment 13 is transmitted to the propeller shaft 14.

Привод вращения включает в себя, помимо горизонтального вала 4, выполняющего функцию двигателя, две кинематические передачи с передаточным отношением меньше единицы. В каждой передаче имеется промежуточный вал, состоящий из двух соосных полувалов 15 и 16, соединенных обгонными муфтами 17. Обгонные муфты включаются при противоположных направлениях вращения. The rotation drive includes, in addition to the horizontal shaft 4, which performs the function of the engine, two kinematic gears with a gear ratio of less than one. In each gear there is an intermediate shaft, consisting of two coaxial half-shafts 15 and 16, connected by overrunning clutches 17. The overrunning clutches are engaged in opposite directions of rotation.

На носовых концах полувалов 15 закреплены шестерни 18, входящие в зацепление с зубчатым колесом 12. На кормовом конце одного из полувалов 16 закреплена шестерня 19, входящая в зацепление с шестерней 20, жестко скрепленной с гребным валом 14, на конце которого закреплен гребной винт 21. On the fore ends of the half-shafts 15 there are fixed gears 18 engaged with a gear 12. On the aft end of one of the half-shafts 16 there is fixed a gear 19, which is engaged with a gear 20 fixed to the propeller shaft 14, at the end of which a propeller 21 is fixed.

На кормовом конце другого полувала 16 закреплена звездочка 22, соединенная цепью 23 со звездочкой 24, жестко закрепленной на гребном валу 14. At the aft end of the other half shaft 16, an asterisk 22 is fixed, connected by a chain 23 to an asterisk 24, rigidly fixed to the propeller shaft 14.

Привод вращения обеспечивает вращение гребного винта 21 в одну и ту же сторону независимо от направления вращения горизонтального вала 4. The rotation drive provides the rotation of the propeller 21 in the same direction, regardless of the direction of rotation of the horizontal shaft 4.

Работа. Work.

Набегающий поток воды, обусловленный волнением моря, качкой и ходом судна, вектор которого может располагаться под любым углом к волнодвижительной машине, поворачивает стойку 6 во флюгерное положение. Вместе со стойкой поворачивается горизонтальный вал 4, ориентируя при этом баллеры всех крыльев на перпендикуляр к набегающему потоку. В результате поток воздействует на полный размах всех крыльев. Управляющее крыло 1, поворачиваясь вокруг оси баллера, устанавливается во флюгерное положение и посредством кинематической передачи поворачивает все крылья на запрограммированные углы атаки к набегающему потоку. На крыльях возникает гидродинамическая подъемная сила, направленная под углом вперед. Горизонтальная составляющая этой силы является волновой тягой, движущей судно, а другая поперечная составляющая поворачивает вал 4, устанавливая стойки 6 во флюгерное положение к потоку. The incoming water flow due to the sea waves, the rolling and the course of the vessel, the vector of which can be located at any angle to the wave propulsion machine, rotates the rack 6 into the vane position. Together with the rack, the horizontal shaft 4 is rotated, while orienting the ballers of all wings on a perpendicular to the incoming flow. As a result, the flow affects the full wingspan of all wings. The control wing 1, turning around the axis of the baller, is installed in the vane position and, through a kinematic transmission, rotates all the wings by the programmed angles of attack to the incoming flow. On the wings there is a hydrodynamic lifting force directed at an angle forward. The horizontal component of this force is the wave traction driving the vessel, and the other transverse component rotates the shaft 4, setting the racks 6 in a weather vane position to the flow.

Поскольку вектор скорости набегающего потока меняется по направлению непрерывно, то и непрерывно осуществляется поворот или колебания всей волнодвижительной машины вокруг оси горизонтального вала. Если под действием морских волн и качки судна машина вращается постоянно в одну сторону, то постоянно работает одна из двух кинематических передач. Ее обгонная муфта при этом находится постоянно включенной и передает вращающий момент на гребной вал 14 с гребным винтом 21. Обгонная муфта другой передачи в этом случае постоянно отключена. Since the velocity vector of the incoming flow changes continuously in the direction, then the rotation or oscillations of the entire wave-driving machine around the axis of the horizontal shaft is continuously carried out. If, under the action of sea waves and the ship’s pitching, the car rotates constantly in one direction, then one of the two kinematic gears constantly works. In this case, its overrunning clutch is constantly switched on and transmits torque to the propeller shaft 14 with the propeller 21. The overrunning clutch of the other gear is constantly disconnected in this case.

При изменении направления вращения машины на противоположное, что происходит при изменении курсового угла волны с одного борта на другой, включается обгонная муфта другой передачи и отключается обгонная муфта, работавшая ранее. Вращающий момент на гребной вал с винтом передается по другой кинематической передаче, но направление вращения гребного винта остается тем же. When the direction of rotation of the machine is reversed, which occurs when the directional angle of the wave changes from one side to the other, the overrunning clutch of the other gear is turned on and the overrunning clutch that was previously operated is turned off. Torque to the propeller shaft with the propeller is transmitted through another kinematic transmission, but the direction of rotation of the propeller remains the same.

Если под действием морских волн и качки судна машина не вращается постоянно в одну сторону, а совершает колебательные движения в каком-то секторе, происходит периодическое переключение обгонных муфт и кинематических передач, но направление вращения гребного вала с гребным винтом остается постоянным. If, under the action of sea waves and the ship’s pitching, the machine does not constantly rotate in one direction, but vibrates in a certain sector, overrunning clutches and kinematic gears are periodically switched over, but the direction of rotation of the propeller shaft with the propeller remains constant.

Таким образом, суммарная тяга машины складывается из волновых тяг крыльев и тяги гребного винта, использующего в качестве привода волновой двигатель, то есть двигатель, использующий энергию морских волн для получения крутящего момента. В качестве такого двигателя используются стойки 6, крылья и корпус машины. Thus, the total thrust of the machine is composed of the wave thrust of the wings and the thrust of the propeller, which uses a wave engine as a drive, that is, an engine that uses the energy of sea waves to obtain torque. As such an engine, struts 6, wings and the body of the machine are used.

Волнодвижительная машина способна создавать тягу в несколько раз большую, чем прототип при той же площади крыльев, и эффективно работать в более широком диапазоне скоростей хода судна и балльности волнения моря. A wave propulsion machine is capable of generating traction several times greater than a prototype with the same wing area, and can operate efficiently in a wider range of ship speeds and sea waves.

Claims

Волнодвижительная машина, содержащая горизонтальный вал, шарнирно соединенный с корпусом судна посредством кронштейнов, и закрепленную на нем стойку, имеющую крыльевой профиль, отличающаяся тем, что снабжена гребным винтом, закрепленным на гребном валу, который шарнирно соединен с горизонтальным валом, выполненным полым, и расположен внутри этого вала соосно ему, при этом гребной вал кинематически связан с зубчатым колесом, неподвижно закрепленным на кронштейне судна, посредством двух линий передач с передаточным отношением меньше единицы, причем линии передач размещены внутри полого горизонтального вала, шарнирно соединены с ним и снабжены обгонными муфтами разного направления рабочего вращения, при этом одна линия передачи связана с гребным валом посредством шестерней, а другая - посредством звездочки и цепи. A wave propulsion machine comprising a horizontal shaft pivotally connected to the hull of the vessel by means of brackets and a rack fixed thereon having a wing profile, characterized in that it is provided with a propeller mounted on the propeller shaft, which is pivotally connected to the horizontal shaft made hollow, and is located inside this shaft, it is coaxial with it, while the propeller shaft is kinematically connected with a gear wheel fixedly mounted on the vessel bracket, by means of two transmission lines with a gear ratio of less than one the ends, the transmission lines being located inside the hollow horizontal shaft, pivotally connected to it and provided with overrunning clutches of different directions of working rotation, while one transmission line is connected to the propeller shaft by means of gears, and the other by means of an asterisk and chain.