Корабль с плавниковым движителем. Изобретение относится к области судостроения и науки. Прототипом предполагаемого изобретения являются известные телеуправляемые гидрофизические модули, оснащенные плавниковыми движителями.

Плавниковый движитель предполагаемого изобретения «Корабль с плавниковым движителем» устроен в виде последовательности гибких полосовых поверхностей с жесткими ребрами, выполняющих вертикальные перемещения в цепной сцепке, задающей углы наклона жестких ребер по касательной к бегущей синусоиде иллюстрируемой чертежом 1.

В позиции А - крыло - максимальная скорость поперечного изгиба плавника соответствует максимальной скорости вертикальных перемещений и максимальному углу атаки, достигаемых на средней линии синусоиды. При этом плавник полностью распрямляется, создавая максимальную тягу за счет угла атаки крыла, а его концевая кромка максимально быстро изгибается, создавая два вращательных потока, направленных навстречу гидродинамическим спутным вихрям, срывающимся в этот момент с концевой кромки крыла с наибольшей интенсивностью. Таким образом, происходит компенсация индуктивных потерь, характерных для жесткого крыла, которые в случае крыла короткого удлинения значительно ухудшает его качество.

2. Позиция В - ротор. В крайних положениях поверхность плавника получает максимальное седловое искривление. Средняя линия плавника ложится на вершину синусоиды, что при поступательном движении в жидкости создает пониженное давление на внешней поверхности крыла. Линия крыла сильно искривлена во внешнюю сторону от ведущей синусоиды, концевые кромки максимально загнуты, и на них действует индуктивный вихрь, зародившийся в момент максимальной скорости махового движения плавника в позиции «А-крыло». Пониженное давление на осевой линии плавника затягивает концевые индуктивные вихри к диаметральной области. А за счет седлового изгиба плавника вихревое течение снова преобразуется в поступательное, что поддерживает тягу плавникового движителя в его крайних положениях.

При выходе из крайнего положения «В-ротор» концевые поверхности плавника быстро распрямляются навстречу остаточным индуктивным вихрям, окончательно останавливают их вращение и отталкивают воду назад. В этот момент, плавник вновь переходит к основному движению.

Для приведения в движение цепной линии плавникового движителя строго по синусоидальному закону применимы различные механизмы:

1 - с помощью коленчатого вала внутри корпуса судна, последовательно выдвигающего забортные штоки, между которыми закрепляются связанные в хребет жесткие ребра плавника;

2 – с помощью гибкой шарнирной плети, последовательно и жестко связывающей углы слома ребер в цепной связке на синусоидальной траектории;

3 – с помощью продольных тросовых тяг, задающих пространственную ориентацию звеньев хребта с помощью поперечных рычагов, установленных в средней части ребер плавникового движителя.

4 – с помощью шаговых электродвигателей, в том числе линейных, управляемых с помощью микропроцессоров, позволяющих задавать более сложные законы движения корабельного плавникового движителя, регулируя размах и локальные углы атаки на локальных поверхностях движителя в зависимости от нагрузки и скорости движения корабля. При этом, наклоны плавника или небольшие отклонения от строго синусоидального закона движения, позволяют использовать плавниковый движитель корабля в качестве рулевого устройства и успокоителя качки одновременно.

Испытание натурной модели корабля показало, что плавниковый движитель обеспечивает требуемую тягу для поддержания высокой скорости хода и повышенную проходимость.