Винт с кумулятивным эффектом

Изобретение может быть использовано в качестве движителя для надводных, подводных и воздушных судов, аэроглиссеров, судов на воздушной подушке. Винт с кумулятивным эффектом содержит ряды лопастей, разграниченных и закрепленных обечайками. Винт выполнен в виде конуса, вершиной которого является ступица. Обечайки и лопасти выполнены вогнутыми. Вогнутые лопасти направлены в рядах в сторону вращения, причем число рядов лопастей, число лопастей в ряду и их угол атаки, угловые, линейные и радиусные размеры винта и его элементов определяются выходной мощностью и скоростью на гребном валу. Аэродинамика кумулятивного винта аналогична его гидродинамике. Достигается повышение коэффициента полезного действия, снижение кавитации, вибрации и шума винта. 2 ил.

 

Изобретение относится к судостроению, авиастроению, построению аэроглиссеров, судов на воздушной подушке и касается конструкций гребных и воздушных винтов в кольцевых насадках.

Известен "винтовой движитель" RU 2161106 С1, в котором гребной винт расположен в плоскости входного среза насадки, а насадка выполнена в виде воронки с плавными переходами от конуса воронки к ее трубке.

Известен также "судовой гребной винт в насадке" SU 1041027 А, содержащий ступицу и лопасти, жестко связанные внешними концами с кольцевой насадкой, имеющей внутреннюю конусность, и выполненные с постоянным сечением по длине лопасти в виде крыльевого профиля. Последний из них является наиболее близким прототипом.

Недостатком такого винта является:

- высокое разряжение между винтом и кормой судна,

- низкие кавитационные характеристики, как следствие резко выраженных центробежных потоков, создаваемых лопастями, и большого угла их отражения вдоль оси вращения винта,

- необходимость профилирования лопастей для снижения сопротивления, создаваемого их толщиной, необходимой для обеспечения прочности винта.

Целью изобретения является повышение коэффициента полезного действия винта, снижение кавитации, вибрации и шума, а также повышение технологичности его производства.

Это достигается тем, что винт выполнен в виде конуса, составленного из рядов вогнутых лопастей, разграниченных и закрепленных вогнутыми обечайками; вершиной конуса является ступица. Вращаясь, винт создает плотный, относительно однородный и остронаправленный вдоль оси своего вращения поток воды, противоположный движению судна, с меньшей турбулентностью в нем и с меньшим разряжением перед судном, что повышает коэффициент полезного действия, снижает вибрацию и шум. Прочная конструкция из вогнутых лопастей и вогнутых обечаек позволяет выполнять винт из тонкого, относительно его размеров, листового легированного проката, без профилирования их по ширине и длине. Это дает возможность производить его на серийном металлообрабатывающем и сварочном оборудовании, что повышает его технологичность. Конструкция позволяет также выполнить винт из композиционных материалов.

На фиг.1 показан общий вид винта с сегментным разрезом, на фиг.2 - вид винта со стороны кормы.

Винт состоит из ступицы 1, лопастей 2 и обечаек 3.

Устройство работает следующим образом. При вращении ступицы винта 1 закрепленные к ней лопасти 2, образующие конус, разграниченные и закрепленные обечайками 3, производят захват воды. Лопасти, находящиеся на первом от ступицы ряду, создают отраженные потоки. Близлежащие друг другу части потока, сходящие по задним кромкам этих лопастей, имеют относительно небольшую разницу скоростей. Это снижает турбулентность потока с тыльной стороны лопасти, что сокращает затраты энергии на сопротивление при его создании. Созданный совокупный поток плавно перемещается внутри конуса винта в сторону, противоположную движению судна. Внутренняя часть потока смыкается за ступицей. Наружная часть потока за счет вогнутости обечайки плавно направляется к центру. В следующих рядах лопастей происходит аналогичный процесс, но за счет большего диаметра, а соответственно, и более высоких линейных скоростей формируются и направляются потоки более высокой плотности, которые уплотняют предыдущие к центру, что способствует большей направленности общего потока вдоль оси вращения и его ускорению. Забор воды происходит по конической поверхности, образованной рядами лопастей, площадь которой больше площади выходного сечения в основания винта, что дополнительно увеличивает скорость потока, созданного винтом, за счет этой же конструктивной особенности уменьшается разряжение между винтом и кормой судна. Лопасти, относительно короткие и узкие, разнесенные в пространстве конуса, делают поток относительно однородным и способствуют уменьшению вибрации и шума. Число рядов лопастей, число лопастей в ряду и их угол атаки, линейные и радиусные размеры винта и его элементов определяются выходной мощностью и скоростью на выходном валу. Аэродинамика кумулятивного винта аналогична его гидродинамике.

Винт с кумулятивным эффектом, содержащий ряды лопастей, разграниченных и закрепленных обечайками, отличающийся тем, что выполнен в виде конуса, вершиной которого является ступица, обечайки и лопасти выполнены вогнутыми, вогнутые лопасти направлены в рядах в сторону вращения, причем число рядов лопастей, число лопастей в ряду и их угол атаки, угловые, линейные и радиусные размеры винта и его элементов определяются выходной мощностью и скоростью на гребном валу.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к судовому движительному комплексу. .

Изобретение относится к области водного транспорта, а именно к транспортировке автомобилей, другой колесной техники и пассажиров между берегами рек с ограниченной судоходностью.

Изобретение относится к винтовым движителям транспортных средств и может быть использовано на судах с гребными винтами и иных транспортных средствах, оснащенных воздушными винтами, а также на вентиляторах.

Изобретение относится к судостроению, а именно к пропульсивным системам. .

Изобретение относится к судостроению, а именно к пропульсивным системам. .

Изобретение относится к судостроению, а именно к тоннелям в корпусе судна и водометным движителям. .

Изобретение относится к судостроению, а именно к пропульсивным системам. .

Изобретение относится к судостроению, а именно к пропульсивным системам. .

Изобретение относится к судовым движителям, а именно к насадкам к гребному винту. .

Изобретение относится к судостроению, а именно к водометным движителям для надводных кораблей и судов, а также для подводных средств движения. .

Изобретение относится к области судостроения. .
Изобретение относится к водным транспортным средствам, в которых предусмотрено использование привода с винтовым движителем. .

Винт // 2401770

Изобретение относится к области судовых движителей. .

Изобретение относится к движителям транспортных средств для перемещения как по суше, так и по воде, имеющих форму колеса, и может быть использовано для перемещения любых транспортных средств-амфибий.

Изобретение относится к устройствам для преобразования энергии погружений-всплытий подводного аппарата. .

Движитель // 2391249
Изобретение относится к области судостроения, в частности к судовым движителям. .

Судно // 2391248
Изобретение относится к области судостроения. .

Изобретение относится к движительно-рулевым судовым устройствам. .

Изобретение относится к области водного транспорта, а именно к надводным и подводным транспортным средствам, может использоваться в подводных управляемых и беспилотных исследовательских средствах, торпедах.

Изобретение относится к водоступам с клапанным движителем

Изобретение относится к судостроению, авиастроению, построению аэроглиссеров, судов на воздушной подушке и касается конструкций гребных и воздушных винтов в кольцевых насадках

Наверх