Рулевое устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИС 1 ИЧЕСКИХРГСПУЫ 1 ИК 91 (1 5)5 В 63 Н 25/О Су озффициента го крыла при я воздушных ов, составляся при критичисленнь мои велчины нных плотнока Ч, а также кс может быть тва работают- боковая сила ГОСУДА Р СТ В Е ННЫ Й КОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКО 1 у 1 У СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Макливи Р. Суда на подводных крыльяхи воздушной подушке, Л., Судостроение,1981, с.114-115,Заявка ЕПВ М. 0055638,кл. В 63 Н 9/00, опублик. 1982,Изобретение относится к судостроению, а именно к рулевым устройствам быстроходных судов с динамическими принципами поддержания, преимущественно для амфибийных судов на воздушной подушке,Известны рулевые устройства судна на воздушной подушке, представляющие собой вертикальные воздушные рули, устанавливаемые за стабилизаторами или отдельно от них.Известны также поворотные вертикальные пилоны, на которых расположены воздушные винты.Указанные органы управления имеются, например, на английском судне ЯЯФ 4 (см. книгу Макливи Р, Суда на подводных крыльях и воздушной подушке, Судостроение, 1981, с. 114 - 115).Все эти рулевые устройспо принципу несущего крыла(57) Использование; управление судами на воздушной подушке, Сущность изобретения; рулевое устройство выполнено в виде неповоротного стабилизатора, имеющего полость, разделенную переборкой н две части для обеспечения возможности регулирования давления воздуха, причем поверхность полой части выполнена перфорированной, Дополнительными средствами регулирования величины боковой силы являются выдвижная пластина и управляемый закрылок, С целью стабилизации судна по крену путем создания боковых сил разных знаков полая кормовая часть по высоте разделена на секции,4 з.п, ф-лы,8 ил,на них создается за счет отклонения рабо чего элемента от нейтрального положения Эта сила пропорциональна углу отклонени элемента - углу атаки а и определяется из вестной зависимость 1 о Су=Су аМаксимальное значение кподъемной силы симметричноудлинениях, характерных длрулей, стабилизаторов и пилоет Сумакс - 1,0+ 1,2 и достигаеческих углах атаки, акр - 20 - 3Общие недостатки всех ивыше рулевых устройств; 1, Обеспечение необходи боковой силы У при фиксирова сти воздуха р и скорости пото ограниченных значениях СумаКроме того, в продольной переборке выполнена ниша, в которой установлена г 1 ластиия с Возможностью гаремещения вдоль Гродольиой оси стабилизатора. 55Кроме того, упомянутые полости стабилизатора разделены на части горизонтальньми герегородками, я на его кормовой кромке закреплен поворотный закрылок,достигнуто только за счет значительногоувеличения площади элемента Я рулевооустройства.2, Регулирование величины боковой силы У возможцо за счет изменения угла а либо за счет поворота вектора тягидвижителей (поворотные пилоны), Однако Впоследнем случае уменьшается проекциятяГи движителеЙ ня няп Оявл 8 нив движения,а следовательно, падает скорость судна,3. МаксимЯль 08 значение боовой силы Удостигается при критическом значенииугла атаки сх,1 при отклонении ат которогои ту или инуО сторону сила У интенсивноснижав-ся за счет уменьшения коэффициента подьемной силы Су,4, Обеспечение максимального значения боковой силы в процессе маневрирования требует негрерьвцого управленияуглом перекладки рабочего элемента воздушного руля, стабилизатора) для компенсации изменяющихся углов дрейфа,Извсстцо устройство, развивающееочень большую подьемиуо силу, для ветряного движлтеля, СгОльзуемого для судов идруглх случа(гв (см. заявку ЕПВ Мг 0055638,В бз Н ЮОО)Данное устройство позволяет получитьВысокие знячаьия коэффициента падьем"иой силы, а следовательно, и величиныподьемцой силы при умеренной глощадинесущих элементов,Неласяткам таких устрайстВ явл 5 ютсяслож Ость конструкции, 80 бходМасть вы"полнения выходящей коомки несущего элемента в виде полуцилицдра, слокиастьуправления величиной подьемцой силы и ееО: о а р - л р О В я .чЦегь изобретения - повышение маневренных качеств судия гутем увели еил. боковой силь иа рулевом устройстве,Указанная цель достигается тем, что рулевое устройство вьполнена в виде жесткозакрепленного на корпусе судна стабилизатора, который В (ОамаваЙ чясти Выполненпустотелым и разделен продольной переборкой ня две полости, причем оболочкапустотелой части стабилизатора вы полисааперфорированной и может быть снабженапОВоротными заслонками,1052035л 050 1 аким образом, разделение стабилизатора на две полости, давление в которых мокет регулироваться независимо, обеспечлвает отсос воздуха и (или) подачу его в ОкруКЯ 1 ащиЙ пОтОк Дт 5 созДания боковоЙ силы, измененле ее по величине и ее реверсировяцие.Зти признаки отличаютданное техническое решение от прототипа и обусловливают соответствие его критерио "новизна".У предлагаемого технического решения появились свойства, не совпадаОщие со свойствами известных решений, поэгому можно сделать вывод, что это лзобретение обладает критерием "существенные отли ляПоложительный эффект от применения предлагаемого гехнического решения состоит в повышении эффективности работы устройства и упрощении конструкции, аименно:1) за счет высоких значений коэффициента подьемиой силы Су = 10 - 12 предлагасмае рулевое устройство обеспечиваетполуение необходимой боковой силы при существенно меньшей площади рабочих элементов, а также эффективное управление этой боковой силой как по величина, так и по цаправлениа;2) исключается необходимость использования рулевой машины, а также устройства поворота руля, что существенно упрощает коцструкцио и повышает а надежность;3) при использовании предлагаемого рулевого устройства на судах на воздушной подушке системы подачи и отсоса воздуха могут включаться в систему подъемного комплекса, что исклОчит необходимость применения специального нагнстателя;4) предлагаемое устройсво может использоваться также в качестве противакренового,На фиг,1 показана схема предлагамого устройства; на фиг,2 - то же, с поворотными заслонками: на фиг.3 - то ке, с выдви,киой пластинои; на фиг,4 - то же, с поворотным закрьлкам; на фиг.5 - то же, с разделенной на секции полой кормовой частью; иа (иг,б - сечение "А - А" на фиг,5; на фиг.7 - сечение "Б-Б" на фиг.5; на фиг.8 - принцип упр; вления судном па крену при помощи пред 1 яГЯ- емого устройства,П радл я Гае мое рул евое устройство содержит симметричное тело крылообразногопрофиля постоянного или переменного па высота поперечного сечения. Поперечное сечение рулевого устройства (фиг,1) выполнена в виде крыльевога профиля большойотносительной толщины, Поперечная вер 7738025 10 15 20 25 30 35 40 50 55 тикальная переборка 1, расположенная в районе максимальной толщины профиля, делит его на две части, каждая из которых в общем случае имеет форму полуэллипса, Г 1 оследние сопрягаются в месте их общей малой оси, где установлена переборка 1, Варианты форлы профиля: эллипс, полуэллипс. сопряженный с полуакрукностью, окружность. Передняя (носовая) часть 2 профиля имеет епроницаемуо обшивку, задняя (кормовая) часть профиля продольной вертикальной переборкой 3 разделена на две полости 4 и 5, давление в которых может регулироваться езависимо, а обшивка (поверхность) б этой части выполнена проницаемой (перфорированой), что позволя ет осуществлять о блиевоздухом (отсос либо подачу) с окружаощим потакал,Глощадь проходого сечения проницаемой поверхности может регулироваться с помощью поворотных заслонок 7, имеюцихдва фиксированных положения "открыто" и"закрыто",Кроме того, дополнительно предлагается:- выдвижная пластина 8, располагаемая в нише 9, которая находится в местеустановки переборки 4 (фиг,8);- секционирозание рулевого устройства путем установки горизонтальной переборки 12, разделяоцей задноо (кормовую)часть профиля на отдельные секции 13 и 14;- управляемый закрылок 10, поворачивающийся отосительо оси 11, располокеной за выходщей (задней) кромкойпрофиля (фиг.4),Устройство действует следующим образом.За счет обеспечения в полости 4 пониженного давления через проницаемую обшизку б в нее из окружающей среды поступает воздух, который затем отсасывается сгециальым асосом; за счет повышенного давления в полости 5 из нее осуществляется непрерывая подача воздуха в поток, обтекаощий профиль вдоль его оси симметрии со скоростью Ч, При этом а поверхности профиля, с которой производится отсос, давление падает, на поверхности. где производися подача воздуха,давление повышается. На профиле возникает подьемная сила 1, величина которой возрастает с ростом отсоса в полости 4, подачи (вдува) из полости 5 и достигает максимума при одовреленном отсосе и подаче воздуха в окрукающий поток, Получаемый в результате коэффициент подъемной силы Мажвт ДОСтИГатЬ ВЕЛИ ЧИНЫ Гулакс - 10 - 12, т.е. на порядок выше, чем у лучших крыльевых профилей. Регулроваие величины подьемной силы может осуществляться за счет изменения количества отсасываемого воздуха Й , подаваемого О 2, изменения площади отсоса (подачи), а также расположения этой площади относительно выходной кромки. Площадь проницаемой поверхности может регулироваться, в частности, с помощью поворотных заслонок 7 (фиг,2),Реверс подьемной силы - изменение ее направления на противоположное - осуществляется изменением давления в полостях 5 и 4 лйбо в обеих одновременно.Ограниченная по величине боковая сила создается на предлагаелгюм рулевом устройстве и без хода (т.е, при отсутствии внешнего потока), за счет реакции струй отсасываемого и выдуваемого воздуха,Дополнительными средствами регулирования величиньподъемной силы У являются выдвижная пластина 8 и управляемый закрылок 9.Вариант рулевого устройства, выполенный секционированным по высоте, позволяет на отдельных секциях - верхней 13 и нижней 14 - при необходимости создавать подьемные(боковые) силы разных знаков У и в (фиг,5), что обеспечивает появление креящего (восстанавливаощего) момента, т,е, такое рулевое устройство мокет выполнять дополнительную функцию - служить средством уп ра вле н ия и о крену.Когда рулевое устройство содержиг два стабилизатора, расположенных побортно, симметрично диаметральной плоскости судна, егг эффективность соответственно повышается, Если элементы к тому жс секционированы по высоте, на одном из них может создаваться требуемая боковая сила тр, а на даугом - восстанавливающий момент Мо, компенсируоший кренящий момент Мф, сопровождающий боковую силу на первом элементе. На фиг,б приводится схема, илл острируощая это положение: на левом элементе рулевого устройства 1 на обеих секциях, верхней и нижней, создаотся равные по величине подьемные(боковые) силы одного знака л = оп, которые обеспечивают необходимое для маневрирования значение боковой силы тр - ил+ вп Одновременно возникает кренящий момент Мкр, На правом элементе рулевого устройства 1 на оазных (верхней и нижней) секциях создаотся равные по ьеличине, но противоположные по направлению подъемные (боковые) силы Уд и У, которые обеспечивают восстанавливающий момент, компенсирующий угол крена, 1773802Формула изобретения1. Рулевое устройство преимущественно судна на воздушной подушке, включающее стабилизатор, жестко закрепленный на корпусе судна. о т л и ч а ю щ е е с я тем, 5 что, с целью улучшения маневренности судна, стабилизатор в кормовой части выполнен пустотелым и разделен продольной переборкой на две полости, причем оболочка пустотелой части стабилизатора выпол нена перфорированной,2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что упомянутая перфорированная оболочка снабжена поворотными заслонка.,3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что в продольной переборке выполнена ниша, в которой установлена пластина с возможностью перемещения вдоль продольной оси стабилизатора,4. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что упомянутые полости разделены на части горизонтальными перегородками,5, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что на кормовой кромке стабилизатора закреплен поворотный закрылок.1773802 А.Багно ргентдл Корректор Н,Бучок Б,Федо Редак аказ 3901 ТиражВНИИПИ Гасударственного комитета п113035, Москва, Жроизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1 Составитель техред М.М Подписноезобретениям и открытиям при ГКНТ СССР Раушская наб 45