RU2347713C2 - Active propulsion/steering unit - Google Patents
Active propulsion/steering unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2347713C2 RU2347713C2 RU2007101014/11A RU2007101014A RU2347713C2 RU 2347713 C2 RU2347713 C2 RU 2347713C2 RU 2007101014/11 A RU2007101014/11 A RU 2007101014/11A RU 2007101014 A RU2007101014 A RU 2007101014A RU 2347713 C2 RU2347713 C2 RU 2347713C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plates
- rudder
- cable
- baller
- elastic
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 5
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 claims abstract description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims abstract 2
- 210000003746 feather Anatomy 0.000 claims description 11
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000001846 repelling effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009189 diving Effects 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Guiding Agricultural Machines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к судостроению, к активным судовым рулям-движителям и может быть использовано на судах надводного плавания в качестве активного руля и основного главного двигателя.The invention relates to shipbuilding, to active ship steering movers and can be used on surface ships as an active steering wheel and main main engine.
Известно устройство, патент США 6079348, июнь 27.2000, аппарат для ныряния, состоящий из удлиненного корпуса в который помещается человек, с эластичным соединением по крайней мере в одной части корпуса и оканчивающийся в задней части корпуса по крайней мере одним плавником, перемещающийся в воде при колебательных движениях в эластичном соединении и плавнике. Причем форма аппарата изменяется за счет изгиба в дискретном конечном числе эластичных сочленений.A device is known, US patent 6079348, June 27.2000, a diving apparatus, consisting of an elongated body in which a person is placed, with an elastic connection in at least one part of the body and ending in the back of the body with at least one fin, moving in water with oscillatory movements in the elastic joint and fin. Moreover, the shape of the apparatus changes due to bending in a discrete finite number of elastic joints.
В предлагаемом изобретении принудительно изменяется геометрия формы изгиба упругих пластин пера руля, изменение происходит плавно, волнообразно и непрерывно по всему протяжению пластин.In the present invention, the geometry of the shape of the bend of the elastic plates of the steering wheel pen is forcibly changed, the change occurs smoothly, wavy and continuous throughout the length of the plates.
Известно устройство, заявка на изобретение №94021128 от 06.02.1994, Семенов Г.А., Россия. Устройство состоит из двух упругих армированных пластин, располагаемых параллельно друг другу, совершающих асинхронные колебания и использующих для создания тяговой силы обратное действие клина. При синхронном повороте пластины выполняют роль рулевого или тормозного устройства.A device is known, the application for invention No. 94021128 of 06/06/1994, G. Semenov, Russia. The device consists of two elastic reinforced plates arranged parallel to each other, performing asynchronous oscillations and using the inverse action of the wedge to create traction force. With synchronous rotation of the plate act as a steering or braking device.
Предлагаемое изобретение отличается тем, что упругие пластины активного руля-движителя располагаются соосно в вертикальной плоскости, на определенном расстоянии друг от друга, а тяговое усилие создается за счет продольно-поперечных упругих сил пластин, образующих перо руля, геометрия формы изгиба которых непрерывно и волнообразно изменяется при колебательных движениях баллера в секторе 180°. При отклонении всего устройства от продольной оси судна оно выполняет роль активного руля.The present invention is characterized in that the elastic plates of the active rudder-mover are located coaxially in a vertical plane, at a certain distance from each other, and the traction force is created due to the longitudinally-transverse elastic forces of the plates forming the rudder feather, the geometry of the bending shape of which continuously and wave-like changes with oscillatory movements of the balloon in the sector 180 °. If the entire device deviates from the longitudinal axis of the vessel, it acts as an active rudder.
Известно устройство: «Рулевое устройство» (Политехнический словарь, М., «Советская энциклопедия», 1989 г., с.462) - прототип.A device is known: “Steering device” (Polytechnical Dictionary, M., “Soviet Encyclopedia”, 1989, p.462) - prototype.
Рулевое устройство судна, обеспечивающее устойчивость на курсе и поворотливость судна на ходу, включает в себя рулевую машинку с румпельным приводом в виде одноплечного рычага, жестко соединенного с головной частью баллера, и перо руля по форме профиля плоское или обтекаемое, закрепленное в нижней части баллера.The steering device of the vessel, providing on-the-fly stability and turning of the vessel on the move, includes a steering gear with a tiller drive in the form of a single-arm lever rigidly connected to the head of the balloon, and the feather of the steering wheel in profile shape is flat or streamlined, fixed at the bottom of the balloon.
К недостаткам судового руля следует отнести то, что он обеспечивает низкую поворотливость судна, так как перо оказывает пассивное сопротивление поступательному движению судна и не может принимать участия в создании тяговой силы.The disadvantages of the steering wheel should include the fact that it provides low agility of the vessel, since the pen provides passive resistance to the forward movement of the vessel and cannot participate in the creation of traction force.
Целью изобретения является повышение поворотливости судна путем создания тягового усилия (тяговой силы) с помощью руля особой конструкции.The aim of the invention is to increase the agility of the vessel by creating traction (traction force) using the steering wheel of a special design.
Поставленная цель достигается тем, что в качестве движителя используются пластины руля, совершающие вынужденные колебания, геометрия формы изгиба которых принудительно плавно, волнообразно изменяется от начальной до критической, чем создается тяговая сила, при этом перо руля выполнено из двух упругих, например стальных, пластин прямоугольной формы, разнесенных в одной плоскости по вертикали на определенное расстояние, одни концы которых жестко закреплены в нижней части баллера, а вторые концы соединены вертикальной стойкой, в средней части которой шарнирно закреплен трос, располагаемый симметрично между упругими пластинами пера, заведенный в поперечное отверстие с осью скольжения в баллере и далее проходящий по продольной проточке в нем вверх на ось устройства натяжения троса, установленного на румпеле, который жестко соединен с верхней частью баллера. При укорачивании троса пластины выгибаются в виде дуги сектора окружности, а при колебательном движении баллера в секторе 180° геометрия формы изгиба пластин плавно, волнообразно изменяется на зеркально-симметричную.This goal is achieved by the fact that the rudder plates are used as a mover, making forced oscillations, the geometry of the bending shape of which is forced to smoothly, wave-like changes from initial to critical, which creates traction force, while the rudder feather is made of two elastic, for example, steel, rectangular plates shapes spaced in the same plane vertically at a certain distance, some ends of which are rigidly fixed in the lower part of the baller, and the second ends are connected by a vertical strut, in the middle wherein Asti hinged cable, spaced symmetrically between the elastic plates pen routine in the transverse bore with the sliding axis in the rudder stock and further extending along a longitudinal bore therein up to the cable tensioner axle mounted on the tiller, which is rigidly connected to the upper part of rudder. When the cable is shortened, the plates bend in the form of an arc of a sector of a circle, and with the oscillatory movement of the balloon in the 180 ° sector, the geometry of the form of bending of the plates smoothly, wave-like changes to mirror-symmetric.
На Фиг.1 показано устройство активного судового руля-движителя.Figure 1 shows the device of the active ship steering mover.
Судовой руль-движитель состоит из рулевой машинки 1, выполняющей ту же функцию, что и в прототипе, но воздействующей не на баллер, а на рулевую платформу - 2, жестко соединенную с цилиндром 3, на которой установлен привод (на Фиг.1 не показан, один из возможных вариантов конструкции приведен на Фиг.3) качания румпеля 4, как и в прототипе жестко соединенного с головной частью баллера 5, с поперечным отверстием с осью скольжения 6 и вертикальной продольной проточкой в его теле 7, упругих пластин (например, стальных) пера руля прямоугольной формы 8, одни концы которых жестко закреплены в нижней части баллера, а другие концы соединены вертикальной стойкой 9, в средней части которой шарнирно закреплен трос 10, располагаемый между пластинами, протянутый через поперечное отверстие 6 в баллере с осью скольжения и по продольной проточке 7 в баллере и закрепленный на оси 11 устройства натяжения 12, установленного на румпеле 4, вышеперечисленные детали монтируются в приварном цилиндре 13 между палубой и днищем кормовой оконечности судна 14, который служит направляющим для цилиндра 3 рулевой платформы 2, цилиндр 3 в свою очередь является направляющим для баллера 5, показаны также монтажные подшипники 15 и упругие рессорные пластины 16. Прикрепление упругих пластин пера руля 8 к нижней части баллера осуществляется совместно с несколькими упругими рессорными пластинами 16 такой же ширины и толщины, но различной и меньшей длины, располагаемыми симметрично с двух сторон каждой упругой пластины 8, что предотвращает поломку перьев руля, жестко закрепленных в нижней части баллера, путем увеличения радиуса их изгиба при повторяющихся колебательных движениях румпеля (жестко закрепленного в верхней части баллера) в пределах 180°.The ship steering mover consists of a
Работа активного судового руля-движителяActive ship steering mover
При вращении устройства натяжения троса 12 (Фиг.1) на его ось 11 наматывается трос 10, выполняющий роль переменной хорды и, укорачиваясь, изменяющий геометрию формы изгиба упругих пластин, которые изгибаются в виде дуги сегмента окружности от начальной формы до критической (см. Фиг.2, положение «а»), при этом румпель 4 (жестко соединенный с баллером и через него с пластинами пера руля) окажется в положении 180°, при повороте румпеля 4 на 90° против часовой стрелки относительно рулевой платформы 2, показанной на Фиг.3, геометрия формы изгиба упругих пластин пера 8 плавно волнообразно изменяется относительно троса (хорды) на большой и малый сегменты (положение «б») и при дальнейшем повороте румпеля 4 еще на 90° против часовой стрелки геометрия изгиба упругих пластин плавно волнообразно изменяется так, что малый сегмент увеличивается, а большой уменьшается и приобретает форму (положение «в», Фиг.2) зеркально-симметричную по отношению к исходной (положению «а», Фиг.2).When the cable tension device 12 (Fig. 1) is rotated, a
При повороте румпеля в секторе от 0 до 180° по часовой стрелке процесс изменения геометрии формы изгиба упругих пластин пера повторяется, при этом такие периодические вынужденные колебания пластин пера руля создают отталкивающее усилие (тяговую силу) в водной среде наподобие хвоста рыбы, что обеспечивает поступательное движение судна за счет упругих продольно-поперечных сил упругих пластин пера руля, что позволяет отказаться от главной силовой установки судна.When the tiller is rotated in a sector from 0 to 180 ° clockwise, the process of changing the geometry of the bending shape of the elastic plates of the pen is repeated, and such periodic forced vibrations of the plates of the rudder create a repulsive force (traction force) in the water like a fish’s tail, which provides translational movement the vessel due to the elastic longitudinal and transverse forces of the elastic plates of the rudder, which allows you to abandon the main power plant of the vessel.
При отклонении рулевой платформы 2 (Фиг.3) от продольной оси судна вправо или влево совместно с приводом румпеля поворачивается и перо руля, выполняющее одновременно роль активного движителя и руля при вынужденных колебаниях румпеля в секторе 180° относительно рулевой платформы 2, чем обеспечивается повышение поворотливости судна.When the steering platform 2 (Fig. 3) deviates from the longitudinal axis of the vessel to the right or left, together with the tiller drive, the rudder feather also rotates, which simultaneously acts as an active propulsion and steering wheel during forced tiller vibrations in the 180 ° sector relative to the
Примечание.Note.
1. Способ «колебания» баллера в секторе 180° с помощью румпеля (см. Фиг.2) выбран авторами с целью наглядной демонстрации динамики изменения геометрии формы изгиба упругих пластин пера руля.1. The method of "oscillation" of the balloon in the sector 180 ° using the tiller (see Figure 2) was chosen by the authors in order to clearly demonstrate the dynamics of changes in the geometry of the shape of the bend of the elastic plates of the rudder pen.
2. На Фиг.3 показан один из возможных вариантов «колебания» баллера в секторе 180° при помощи червячной передачи, когда червячное колесо жестко закреплено в верхней части баллера, а сопряженный с ним винт (червяк) приводится в движение двумя электродвигателями, сопряженными с концами оси червяка и закрепленными на рулевой платформе 2, при этом двигатели поочередно вращаются в противоположные стороны, управляемые релейным или оптоэлектронным коммутатором с концевыми выключателями и схемами управления длительностью и очередностью работы электродвигателей.2. Figure 3 shows one of the possible options for the "oscillation" of the baller in the 180 ° sector using a worm gear, when the worm wheel is rigidly fixed in the upper part of the baller, and the screw (worm) associated with it is driven by two electric motors paired with the ends of the axis of the worm and mounted on the
3. Устройство натяжения троса представляет собой асинхронный реверсивный двигатель с редуктором и дисковым обтюратором со считывающим устройством, которое при задании определенного количества импульсов включает двигатель на определенное количество оборотов, при этом длина троса (хорды) уменьшается или увеличивается, изменяя геометрию формы изгиба упругих пластин пера в виде дуги сегмента окружности, от начальной формы до критической, при которой упругие пластины пера еще способны принять начальную (неизогнутую) форму равновесия без остаточных деформаций при реверсе (удлинении троса).3. The cable tension device is an asynchronous reversible motor with a gearbox and a disk shutter with a reader, which, when a certain number of pulses is specified, turns on the engine for a certain number of revolutions, while the length of the cable (chords) decreases or increases, changing the geometry of the bending shape of the elastic plates of the pen in the form of an arc of a segment of a circle, from the initial form to the critical one, in which the elastic plates of the pen are still able to take the initial (non-bent) form of equilibrium without permanent deformations during reverse (cable extension).
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007101014/11A RU2347713C2 (en) | 2007-01-09 | 2007-01-09 | Active propulsion/steering unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007101014/11A RU2347713C2 (en) | 2007-01-09 | 2007-01-09 | Active propulsion/steering unit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007101014A RU2007101014A (en) | 2008-07-20 |
RU2347713C2 true RU2347713C2 (en) | 2009-02-27 |
Family
ID=40530007
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007101014/11A RU2347713C2 (en) | 2007-01-09 | 2007-01-09 | Active propulsion/steering unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2347713C2 (en) |
-
2007
- 2007-01-09 RU RU2007101014/11A patent/RU2347713C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
БОЛЬШОЙ ЭНЦИКЛОПЕДИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ/Под ред. А.Ю.Ишлинского. - М.: Научное издательство «Большая Российская энциклопедия», 1988, с.462. * |
Бронштейн Д.Я. Устройство и основы теории судна. - Л.: Судостроение, 1988, с.104-105, рис.2.2. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007101014A (en) | 2008-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6923693B2 (en) | System for utilization of sinus-shaped motion pattern | |
EP2222550B1 (en) | A fin propulsion apparatus | |
US6997765B1 (en) | Vessel propelled by oscillating fin with control mechanisms | |
JP2015217940A (en) | Oscillating foil propulsion system and method for controlling the motion of an oscillating movable foil | |
WO2011064420A2 (en) | Multidirectional propulsion system for ships, including a mechanical hypocycloid transformer | |
RU2347713C2 (en) | Active propulsion/steering unit | |
EP1970302B1 (en) | Oscillating hydrofoil propulsion and steering system | |
JP3385463B2 (en) | Internal drive type fluttering propulsion drive mechanism and control method thereof | |
CA2971293C (en) | Watercraft with hydrofoil | |
CN101386342A (en) | Mechanically-actuated scull | |
WO2020152502A1 (en) | Propulsion module for generating wave-like motion | |
CN104670449A (en) | Laterally-split bionic two-tailed paddle unit | |
CN104340349A (en) | Rope-drive bionic fishtail propelled boat | |
Apalkov et al. | Mechanical actuator for biomimetic propulsion and the effect of the caudal fin elasticity on the swimming performance | |
JP2011506172A (en) | Translational carriage for fin propulsion | |
RU2360831C2 (en) | Vessel with fin propeller | |
RU2027634C1 (en) | Submarine | |
RU2783691C1 (en) | Boat propulsion with fin | |
SU1204482A1 (en) | Ship wave propulsion device | |
RU2542677C1 (en) | Marine wave-driven propulsor | |
US3211126A (en) | Segmented-pontoon boat | |
RU2291813C2 (en) | Vehicle for motion in fluid medium | |
RU87093U1 (en) | RESCUE BOAT WITH HAND DRIVE PLATED MOTOR | |
SU1743990A1 (en) | Watercraftъs propeller | |
JP2002535204A (en) | Cycloid thrusters with blades whose shape and direction are elastically changed by fluid propulsion |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100110 |