Устройство для уменьшения волнового сопротивления корпуса надводного судна

 

1. .УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ ВОЛНОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ КОРПУСА Н АДВОДНОГО СУДНА, содержащее носовой бульб, внутри которого в его носовой части расположен центробежный насос, причем ось канала водозаборника и ось вращения ротора этого насоса совпадают с продольной осью носового бульба, снабженного лопаточным отводным приспособлением, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства, оно выполнено с кольцевым выходным каналом по всей окружности лопаточного отводного приспособления и с кольцевым уступом на передней части носового бульба, при этом наружный диаметр окружности кольцевого выходного канала и меньший диаметр упомянутого уступа составляют 0,3-0,9 максимального диаметра поперечного сечения бульба, а ширина кольцевого уступа равна 0,3-0,01 этого максимального диаметра. ,2. Устройство по п. 1, отличающееся , тем, что, концы лопаток отводного приспособления загнуты против направления вращения ротора. 3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что оно выполнено с несколькими секторными секциями с коническими на- . правляющими поверхностями, обращенными раструбами конусов этих поверхностей в сторону носа судна и установленными на У) кольцевом уступе с возможностью раздельного и . совместного перемещения вдоль продольной оси носового бульба. ю 1C 00 СП оо

„„SU„„1022858 А

С(лОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦ1ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК за-В 63 В 140 г

);,,..„..

:i «1

l. „ ",. "ъ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2978288j27-11 (22) 26.06.80 (46) 15.06.83. Бюл. № 22 (72) В. П. Иванов и В. И. Рудась (53) 629.12:532.59.002.54 (088.8) (56) 1. Патент ФРГ № 1556835, кл. 65 h 25/46, опубли к. 29.03.67 (прототип). (54) (57) 1..УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ ВОЛНОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ КОРПУСА НАДВОДНОГО СУДНА, содержащее носовой бульб, внутри которого в его носовой части расположен центробежный насос, причем ось канала водозаборника и ось вращения ротора этого насоса совпадают с продольной осью носового бульба, снабженного лопаточным отводным приспособлением, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства, оно выполнено с кольцевым выходным каналом по всей окружности лопаточного отводного приспособления и с кольцевым уступом на передней части носового бульба, при этом наружный диаметр окружности кольцевого выходного канала и меньший диаметр упомянутого уступа составляют 0,3 — 0,9 максимального диаметра поперечного сечения бульба, а ширина кольцевого уступа равна 0,3 — 0,01 этого максимального диаметра.

2. Устройство по п. 1, отличающееся, тем, что, концы лопаток отводного приспособления загнуты против направления вращения ротора.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что оно выполнено с несколькими секторными секциями с коническими на- . правляющими поверхностями, обращенными раструбами конусов этих поверхностей в g сторону носа судна и установленными на кольцевом уступе с возможностью раздельного и, совместного перемещения вдоль продольной оси носового бульба. C

1022858

1О

1

Изобретение относится к судостроению а именно к устройствам для уменьшения волнового сопротивления корпуса надводного судна.

Известно устройство для уменьшения волнового сопротивления корпуса надводного судна, содержащее носовой бульб, внутри которого в его носовой части расположен центробежный насос, причем ось канала водозаборника и ось вращения ротора этого насоса совпадают с продольной осью носового бульба, снабженного лопаточным отводным приспособлением (1).

Однако управление этим устройством усложнено, что снижает эффективность его оаботы.

Цель изобретения — повышение эффективности работы устройства.

Эта цель достигается тем, что устройство для уменьшения волнового сопротивления корпуса надводного судна выполнено с кольцевым выходным каналом по всей окруж- 20 ности лопаточного отводного приспособления и с кольцевым уступом на передней части носового бульба, при этом наружный диаметр упомянутого уступа составляют

0,3 — 0,9 максимального диаметра поперечного сечения бульба, а ширина кольцевого уступа равна 0,3 — 0,01 этого максимального диаметра.

Кроме того, у такого устройства концы лопаток отводного приспособления загнуты против направления вращения ротора.

Устройство выполнено с несколькими секторными секциями с коническими направляющими поверхностями, обращенными раструбами конусов этих поверхностей в сторону носа судна и установленными на кольцевом уступе с возможностью раздельного 35 и совместного перемещения вдоль продольной оси носового бульба.

На фиг. 1 схематически изображено устройство с лопаточным отводным приспособлением, расположенным в кольцевом радиальном канале перед выходным сечением кольцевого выходного канала; на фиг. 2— разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — то же, с лопаточным отводным приспособлением, расположенным после выходного сечения кольцевого выходного канала; на фиг. 4— разрез Б — Б на фиг. 3.

Устройство для уменьшения волнового сопротивления корпуса 1 надводного судна содержит носовой бульб 2, расположенный на носовой части корпуса 1 и центробежный насос в носовой части бульба 2. Насос, в свою очередь, содержит ротор 3, водозаборник 4 и лопаточное отводное приспособление 5, расположенное или в кольцевом радиальном канале перед выходным сечением кольцевого выходного канала 6 (см. фиг. 1 и 2) или после выходного сечения канала 6 (см. фиг. 3 и 4), выполненного по всей окружности выходного канала ротора 3. Наружный диаметр окружности

2 канала 6 составляет 0,3 — 0,9 от максимального диаметра бульба 2. На передней части образующей поверхности бульба 2 выполнен кольцевой уступ, ширина которого составляет 0,3 — 0,01 максимального диаметра бульба 2, а меньший диаметр равен наружному диаметру окружности канала 6. Концы лопаток приспособления 5 загнуты против направления вращения ротора 3, при этом выходные кромки лопаток направлены по радиусу, а входные кромки — под углом к радиусу и по направлению потока, сходящего с ротора.

На кольцевом уступе бульба 2 установлена секторные секции 7 — 10 с коническими направляющими поверхностями, раструбом конуса каждая из них при этом обращена в сторону носа судна. Секции 7 — 10 с помощью гидроцилиндров 11 способны перемешаться раздельно или совместно вдоль продольной оси бульба 2. Ротор 3 имеет привод для вращения (не показан), который расположен внутри бульба 2.

При вращении ротор 3 выбрасывает воду с большой скоростью через канал 6.

Закрученный ротором поток воды, попадая на лопатки приспособления 5, приобретает радиальное направление. Кольцевой радиальный поток с большой скоростью увлекает за собой массы воды из окружающего пространства. Вследствие ограничения пространства со стороны бульба 2 уступом при отсосе масс воды кольцевым радиальным потоком статическое давление в пространстве уступа понижается, становясь меньше статического давления с другой стороны диска кольцевого радиального потока. Вследствие разности давлений кольцевой радиальный поток отклоняется в сторону уступа бульба

2, меняя дискообразную форму на конусообразную. Это еще сильнее ограничивает пространство для притока воды со стороны кольцевого уступа. давление на последнем падает еще больше, и кольцевой поток отклоняется к кольцевому уступу в еще большей степени. В конечном итоге, кольцевой радиальный поток, выходящий из канала 6, изменяет свое радиальное направление на продольное вдоль оси бульба 2, замыкая пространство кольцевого уступа кольцевым изогнутым потоком. При этом давление в кольцевом уступе может упасть до критического, и в пространстве этого уступа образуется кольцевая кавитационная каверна, давление в которой практически близко к нулю. Изогнутый кольцевой поток воды подсасывает из окружающей среды массы воды и гонит их с повышенной скоростью вдоль поверхности бульба 2 и корпуса 1 судна назад к его сужающейся кормовой оконечности, где в связи с расширением потока скорость падает.

Как известно, сопротивление формы и волновое сопротивление корпуса 1 надводного судна связаны с повышением давления на носовую оконечность корпуса 1, а

1022858

4-А юг.2 также с отрывом пограничного слоя у кормовой оконечности при образовании вихрей вследствие замедления скорости обтекания в пограничном слое.

Предлагаемое устройство понижает давление на носовую оконечность корпуса 1, одновременно ускоряя скорость в пограничном слое, предотвращает срыв пограничного слоя и образование вихрей, что значительно снижает сопротивление формы и волновое сопротивление корпуса 1 судна.

При выдвижении секций ? — 10 вперед к каналу 6, поток, выходящий из канала, отражаясь от конической поверхност и секций вперед, изменяет свое направление. При полном выдвижении всех секций кольцевой поток не присасывается к поверхности бульба 2 и направляется вперед под углом к продольной оси последнего. При этом возникает сила тяги, направленная назад вдоль оси бульба 2. При неполном выдвижении секций 7 — 10 кольцевой поток присасывает- 2о ся к поверхности бульба 2 по различной траектории в зависимости от степени выдвижения секций, что позволяет выбрать

4 оптимальный режим обтекания при различных скоростях движения судна. При выдвижении полностью вперед только одной секции 7 поток, выходящий из канала б в зоне этой секции, отклоняется в нос судна и отрывается от секции 7, при этом появляется упор, направленный в сторону, противоположную выдвинутой секции и действующий на носовую оконечность корпуса 1 судна, что обеспечивает его управляемость. В некоторых случаях для упрощения устройство может выполняться без водозаборника и лопаточного отводного приспособления.

Предлагаемое устройство может применяться в качестве основного движителя судна, при этом нет необходимости использовать гребной движитель.

По сравнению с известными судами значительное уменьшение сопротивления формы и волнового сопротивления корпуса судна обеспечивает повышение его скорости хода без роста общей мощности движительной установки, для движения с одинаковой скоростью требуется меньшая мощность такой установки.

1022858

Редактор И. Каса рда

Заказ 4132/10

Составитель А. Честной

Техред И. Верес Корректор Л. Бокшан

Тираж 460 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам Изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4