Гребной винт корабельный

Изобретение относится к судостроению, а именно к корабельным винтовым движителям. Гребной винт содержит ступицу, лопасти с несимметричным контуром, цилиндрические сечения которых имеют изменяемый шаг и кривизну. Контур лопастей выполнен с откидкой в сторону вращения гребного винта за счет смещения вперед от осевой линии цилиндрических сечений лопастей на 65÷80% своей длины на относительном радиусе 0,8÷0,9 и плавно уменьшающихся до 0% у ступицы. Причем контуры комлей лопастей не перекрывают друг друга в осевом направлении гребного винта и образуют зазор. У лопастей, с двух их сторон, на входящей кромке выполнено заострение кромки, начиная от осевой линии лопасти на внешнем радиусе и до относительного радиуса r≈0,3 цилиндрического сечения лопасти. Углы заострения составляют на засасывающей стороне 30°, а на нагнетательной стороне 12°. Улучшаются гидродинамические и акустические характеристики гребных винтов, снижается кавитационный шум и упрощается технология их изготовления. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к судостроению, а более конкретно к корабельным винтовым движителям пропульсивных систем валопроводов.

Известен гребной винт по патенту RU 2 244 657С, МПК В63Н 3/00 (1), взятый в качестве ближайшего аналога, у которого лопасти имеют откидку в сторону, противоположную направлению вращения гребного винта.

При вращении гребного винта, начиная с определенных оборотов и выше, на лопастях гребного винта и на ступице из-за срыва потока и завихрений воды возникает кавитация.

Возникновение кавитации приводит к ухудшению гидродинамических характеристик гребного винта, к возникновению кавитационного шума при схлопывании кавитационных каверн и к эрозионному разрушению материала гребного винта.

С кавитацией борются различными способами и методами. Применяют лопасти различных контуров, геометрию сечений лопасти с изменяемым шагом и кривизной, а также различные устройства.

Задачей изобретения является снижение кавитационного шума гребного винта и улучшение его гидродинамических качеств с обеспечением технологичности изготовления.

Сущность изобретения заключается в том, что лопасти гребного винта выполнены с откидкой в сторону вращения гребного винта за счет смещения вперед сечений лопастей от ее осевой линии на 65÷80% своей длины на относительном радиусе 0,8÷0,9 и плавно уменьшаются до 0% у ступицы, причем контуры комлей лопастей у ступицы не перекрывают друг друга в осевом направлении гребного винта, образуя зазор, а на входящей кромке лопасти с двух сторон выполнено заострение, начиная от осевой лопасти на внешнем радиусе и до 0,3 относительного радиуса цилиндрических сечений лопасти, углы заострения кромок лопасти составляют на нагнетательной стороне 12° и на засасывающей 30°.

Использование совокупности предложенных технических решений позволяет улучшить гидродинамические качества гребного винта, его акустические характеристики, отодвинув возникновение кавитации на более высокие скорости хода корабля, а предложенное расположение комлей лопастей упрощает технологию изготовления гребных винтов.

На фиг.1 приведен общий вид гребного винта, на фиг.2 - сечение лопасти по А-А, на фиг.3 - заострение входящей кромки лопасти.

Гребной винт содержит лопасти 1 с комлями 2, расположенными на ступице 3 с зазором 4 (фиг.1). Лопасть 1 имеет входящую кромку 5, выходящую кромку 6, нагнетательную сторону 7, засасывающую сторону 8. Спрямленный контур 11 лопасти 1 имеет откидку в сторону направления вращения гребного винта. Откидка выполнена за счет смещения вперед сечений 12 лопастей 1 (фиг.2) от осевой линии О-О лопасти 1 на 65÷80% своей длины на относительном радиусе r=0,8÷0,9 и плавно уменьшающихся до 0% на r=0,2 у ступицы. Контуры комлей 2 лопастей 1 не перекрывают друг друга в осевом направлении, образуя зазор 4.

Заострение входящих кромок 5 выполнено от осевой линии О-О лопасти 1 до относительного радиуса r=0,3 цилиндрических сечений 12 лопастей 1, на засасывающей стороне 8 под углом β≈30°, на нагнетательной стороне 7 под углом α≈12°. Величины углов определяются в зависимости от скорости вращения гребных винтов, обеспечивая обтекание потока без отрыва от поверхностей 9, 10 (фиг.3).

Наличие большой откидки контура лопасти в сторону вращения гребного винта позволяет лопасти плавно входить в набегающей поток воды и тем самым отодвинуть срыв потока с лопасти и возникновение кавитации на поверхности лопасти.

Заострение входящей кромки лопасти с предложенными углами исключает завихрения за кромкой лопасти с обеих сторон лопасти.

Наличие зазора между комлями лопастей исключает возникновение соединенного завихрения вокруг комлей лопастей около ступицы, т.к. циркуляция воды происходит вокруг каждого комля лопасти и набегающий поток не дает возможности образованию каверн на ступице.

Наличие зазора между комлями лопастей также упрощает технологию отливки гребных винтов с широколопастными лопастями.

Изобретение позволяет улучшить акустические характеристики гребного винта, отодвинув возникновение кавитации на более высокие скорости хода корабля, и улучшить его гидродинамические качества с обеспечением технологичности изготовления.

1. Гребной винт корабельный, содержащий ступицу, лопасти с несимметричным контуром, у которых цилиндрические сечения имеют изменяемый шаг и кривизну, при этом контуры лопастей выполнены с откидкой, отличающийся тем, что откидка лопастей направлена в сторону вращения гребного винта за счет смещения вперед от осевой линии цилиндрических сечений лопастей на 65÷80% своей длины на относительном радиусе r=0,8÷0,9 и плавно уменьшающиеся до 0% у ступицы, причем контуры комлей лопастей не перекрывают друг друга в осевом направлении гребного винта, образуя зазор, а на лопастях, с двух их сторон, на входящей кромке выполнено заострение кромки, начиная от осевой линии лопасти на внешнем радиусе и до относительного радиуса r≈0,3 цилиндрического сечения лопасти.

2. Гребной винт по п.1, отличающийся тем, что углы заострения составляют на засасывающей стороне 30°, а на нагнетательной стороне 12°.