Водометный движитель



Водометный движитель
Водометный движитель

 


Владельцы патента RU 2523720:

Общество с ограниченной ответственностью "НПО "Гидродинамика" (RU)

Изобретение относится к судостроению, а именно к водометным движителям, предназначенным для привода быстроходных судов, кораблей и яхт. Водометный движитель содержит цилиндрическую ступицу, лопасти с входными и выходными участками, неподвижный цилиндрический насадок, шаг лопасти и неподвижные лопатки. Шаг лопасти - переменный, однако, шаг лопасти на входе больше шага лопасти на выходе, а в неподвижном насадке расположены неподвижные лопатки противоположного направления по сравнению с направлением профиля лопасти и утопленные в корпусе насадки. Достигается повышение упора движителя и коэффициента полезного действия, повышение устойчивости работы при попадании воздуха и кавитации. 2 ил.

 

Водометный движитель предназначен для привода быстроходных судов, кораблей, яхт.

Известно, что эффективность водометного движителя зависит от параметров помещенного в неподвижный насадок лопастной системы в виде судового винта постоянного или переменного шага. При возрастании скорости, развиваемой судном, упор водометного движителя снижается, так что движитель работает не в режиме максимального КПД.

Известны способы борьбы с этим явлением - помещение рабочего колеса водометного движителя в конический насадок. Однако этот способ приводит к некоторому снижению КПД, так как сопротивление конического насадка при увеличении скорости судна существенно возрастает по сравнению с цилиндрическим насадком.

Аналогом изобретения является патент РФ №2031051, МПК В63Н 11/08, 11/03, 1/14, 1992 г. Ротор водометного движителя. В конструкции ротора лопастная система размещается на цилиндрической втулке, а площадь входа среды в канал выполнена меньше площади выхода. По мнению автора это приводит к уменьшению скорости реактивной струи, увеличению КПД.

Прототипом изобретения является «Водометный движитель» по патенту РФ №2266231, МПК В63Н, 11/08, 2004 г. Лопасти выполнены с криволинейной линией профиля и расположены на конической втулке, так что площадь на выходе лопастной системы составляет 0,7 площади на входе.

Недостатком этого конструктивного решения является также значительное увеличение потерь от обтекания конической втулки, что приводит к снижению упора, и низкий КПД, но способствует устойчивой работе при захвате воздуха.

Задачей настоящего изобретения является повышение упора движителя и коэффициента полезного действия, а также повышение устойчивости работы при попадании воздуха и в кавитационных режимах.

Поставленная задача решается специальным конструктивным исполнением лопастей рабочего колеса водометного движителя, расположенных на цилиндрической ступице и помещенных в цилиндрический насадок. Особенностью конструкции лопасти является то, что она выполнена с переменным шагом на входе и выходе, при этом шаг лопасти на входе больше шага лопасти на выходе. Такое рабочее колесо помещается в цилиндрический насадок, в котором в зоне концов лопасти расположены неподвижные лопатки, утопленные в корпусе насадка и имеющие противоположное направление по сравнению с лопастями рабочего колеса.

На фиг.1 показан вид водометного движителя. В насадке 1 размещена ступица 2, на которой закреплены лопасти 3. В корпусе цилиндрического насадка расположены неподвижные лопатки 4. Стрелкой показано направление потока.

На фиг.2 показаны профили лопаток в развертке по трем цилиндрам на диаметрах: около ступицы D1, на среднем диаметре D2 и на периферии D3. Хорды профиля получаются несколько искривленными, что обеспечивает обтекание лопасти на оптимальных скоростях с некоторыми углами атаки (2-5°). При профилировании лопасти профиль «надевается» не на прямую хорду, а на ломаную или криволинейную. Сплошными линиями показаны линии профиля лопасти, а штриховыми - линии лопаток в насадке.

Технический результат состоит в том, что специально выполненное профилирование лопасти рабочего колеса обеспечивает более высокий КПД в широком диапазоне скорости судна, что позволяет при той же мощности двигателя развивать большую скорость, так как лопасть обтекается с некоторым углом атаки. Кроме этого, как показали испытания отдельных рабочих колес, такое исполнение имеет лучшие кавитационные характеристики в широком диапазоне скоростей обтекания и незначительные зоны кавитационной эрозии на втулке, а не на лопастях.

Эффект достигается за счет более оптимального обтекания лопаток на всех режимах работы движителя по скорости и за счет лучших кавитационных характеристик сохранять высокие значения тяги в широком диапазоне скоростей.

Водометный движитель работает следующим образом.

Вследствие большего шага на входе, чем на выходной части лопасти, скорость потока на выходе будет увеличиваться, что приводит к увеличению реактивной тяги, а цилиндрический насадок и цилиндрическая втулка позволяют минимизировать потери при их обтекании. В итоге возрастает упор по сравнению с другими вариантами исполнения лопастной системы. Наличие неподвижных лопастей в насадке не позволяет перетеканию потока на концах лопасти и также способствует подавлению кавитации в зазоре между лопастями и насадком.

Водометный движитель предлагаемой конструкции будет иметь расширенный диапазон работы с более высоким значением упора и КПД и устойчиво работать как при захвате воздуха, так и в режимах кавитации.

Водометный движитель, содержащий цилиндрическую ступицу и расположенные на ней лопасти с входными и выходными участками, помещенные в неподвижный цилиндрический насадок, отличающийся тем, что шаг лопасти - переменный, причем шаг лопасти на входе больше шага лопасти на выходе, а в неподвижном насадке расположены неподвижные лопатки противоположного направления по сравнению с направлением профиля лопасти и утопленные в корпусе насадки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к плавающим средствам, а именно к водным велосипедам, предназначенным для активного отдыха и прогулок по водной глади. Водный велосипед содержит поплавки, скрепленные поперечными балками, сиденье и педальный движитель.

Изобретение относится к транспортным средствам повышенной проходимости. Шагающий движитель содержит два одинаковых механических тракта, каждый из которых выполнен из двух одинаковых дисков, расположенных на концах одной неподвижной оси.

Изобретение относится к устройствам для перемещения окружающей среды - воды, воздуха. Лопастная система водометного движителя помещена в неподвижный цилиндрический насадок и содержит ступицу и расположенные на ней лопасти.

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано в конструкциях винтовых движителей. Гребной винт состоит из ступицы и лопастей, закрепленных на внешней поверхности ступицы в шахматном порядке, смещенных относительно друг друга в направлении вала винта на величину (0,05-0,25) внешнего диаметра корпуса ступицы в зоне размещения комлей лопастей.

Изобретение относится к области судовых и авиационных движителей с пропеллерными рабочими колесами. Винт содержит ступицу и лопасти с входными и выходными участками.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к конструкции лопастей суперкавитирующих винтов. Лопасть суперкавитирующего гребного винта имеет клиновидный профиль сечения, у которого нагнетающая поверхность вогнутая, а засасывающая прямая.

Изобретение относится к судостроению, в частности к катамаранам. Толчково-реактивный движитель состоит из гибкого, упругого листа, отражателей и двух кулис.

Движитель // 2493019
Изобретение относится к движителям. Движитель выполнен в виде пустотелой цилиндрической многозаходной винтовой рубашки, смонтированной по периметру корпуса транспортного устройства с возможностью вращения вокруг него.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в ветроэнергетических или в гидроэнергетических установках для выработки электроэнергии или для выполнения механической работы.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в ветроэнергетических или в гидроэнергетических установках для выработки электроэнергии или для выполнения механической работы.

Изобретение относится к судостроению и авиастроению, а именно к судовым и воздушным винтам, где в качестве двигателей используют винты. Движитель (винт) содержит ступицу, лопасти с входными и выходными участками, амплитуду и шаг отклонения профиля выходной кромки лопасти. Выходные участки лопастей по всей высоте, начиная от 1/2 длины профиля у ступицы и 1/3 длины профиля на периферии, выполнены с периодическими отклонениями угла профиля с образованием волнистой поверхности выходной части лопасти и волнистой выходной кромки относительно расчетного значения угла лопасти в каждом цилиндрическом сечении. Амплитуда и шаг отклонений профиля выходной кромки лопасти от расчетного значения по высоте максимальна у ступицы и минимальна или равна нулю на максимальном диаметре лопасти, и на каждой последующей лопасти начало волнистости у ступицы смещено относительно начала волнистости предыдущей лопасти на величину T/z, где Т - шаг первой волны, a z - число лопастей. Достигается минимальное сбегание или отклонение потока по радиусу, улучшение проточных характеристик лопасти. 2 ил.

Изобретение относится к области кораблестроения и может быть использовано при выполнении маневра подводной лодки. Предложен способ повышения маневренности подводной лодки, включающей корпус подводной лодки цилиндрической конфигурации, на которой устанавливают несколько ходовых винтов с возможностью вращения, при этом несколько ходовых винтов выполняют в виде многовитковой спирали или в виде шнека и позиционно располагают и фиксируют с нижней носовой части корпуса подводной лодки с возможностью вращения в секторе относительно осевой плоскости корпуса подводной лодки. Технический результат заключается в улучшении маневренных характеристик подводной лодки. 3 ил.

Изобретение относится к кораблестроению и может быть использовано в технологическом процессе изготовления гребных винтов для различных судов. Изготовление гребного винта различных судов с минимизированным кавитационным эффектом на его поверхности включает изготовление вала винта с возможностью вращения, на поверхности которого последовательно располагают и фиксируют лопасти гребного винта. Вал винта с возможностью вращения выполняют в виде сектора 180° цилиндрической формы с увеличенной длиной, на котором соосно и последовательно располагают патрубки лопастей винта. При соосном расположении каждого второго патрубка лопасти винта предварительно разворачивают на 180° относительно каждого первого патрубка лопасти винта, которые фиксируют между собой, формируя спиралевидный гребной винт. Достигается повышенная мощность гребных винтов с минимизированным кавитационным эффектом. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области судоремонта и может использоваться для всех типов гребных винтов, изготовленных из различных материалов. Продление срока эксплуатации гребного винта включает замер фактических геометрических параметров гребного винта, расчет диапазона отклонений геометрических параметров гребного винта коррекцией эксплуатационных характеристик пропульсивного комплекса. Достигается продление срока эксплуатации гребного винта. 1 ил.

Изобретение относится к судостроению, а именно для активного отдыха на воде. Плавающий мускульный транспорт содержит раму, выполненную П-образной формы, плавательные средства, рабочий орган движения, ножной привод и плавательные средства, стабилизаторы уровня. Плавательные средства установлены в один ряд, на некотором расстоянии один от другого, и закреплены неподвижно на раме, и устроены с возможностью оборудования сидениями для пассажиров. На раме смонтирован рабочий орган движения, состоящий из двух рядов направляющих. На направляющих установлены толкатели. К нижним сторонам толкателей на шарнирах установлены лопасти. Движение транспортного средства осуществляется ножным приводом, состоящим из площадок для установки ног с креплением к обуви, и оборудованных на толкателях. Стабилизаторы уровня выполнены из волнистой формы пластин, гребни которых направлены по ходу движения транспортного средства и которые удерживают транспортное средство в горизонтальном положении массой воды, находящейся над поверхностью и ниже поверхности стабилизаторов уровня. Достигается расширенная возможность для массового использования транспорта в туризме, активного отдыха и для оздоровления организма физической нагрузкой на воде. 2 ил.

Изобретение относится к кораблестроению и может быть использовано для установки гребных винтов, для различных судов. Способ установки гребного винта спиралевидной формы, в котором выполняют вал винта с возможностью вращения, на поверхности которого последовательно располагают лопасти грибного винта. Вал выполняют увеличенной длины, один конец которого шарнирно располагают в пассивном фиксаторе, который закрепляют в верхней части линейной крышки жесткости с круглой поверхностью с одной ее стороны, а другой конец вала шарнирно располагают в активном фиксаторе, который закрепляют на втором конце крышки с ее нижней стороны, и этот конец вала функционально связывают с машиной для передачи ему момента вращения. Лопасти винта выполняют спиралевидной формы в виде шнека для увеличения объема перемещаемой водной среды. Достигается уменьшение скорости вращения ходовых винтов при необходимой силе их тяги. 3 ил.

Изобретение относится к судостроению, а именно к лопастным судовым движителям. Лопастный судовой движитель содержит несколько плоских лопастей, которые соединены двусторонними цепями «галя». На валу колес-звездочек цепной передачи с каждого борта установлен двигатель. На концах вала каждой лопасти укреплены перпендикулярно оси вала и под прямым углом к плоскости лопасти направляющие двусторонние рычаги с двусторонними роликами на обоих концах каждого рычага. Ролики размещаются для перемещения в замкнутых по длине пазах-коробках на корпусе судна. Пазы-коробки в нижней своей горизонтальной части между колесами-звездочками однорядные, а в остальной части замкнутого контура двухрядные с переходами из однорядных в двухрядные и наоборот. В верхней части контура между колесами-звездочками пазы параллельны. Устройство реверсивно. Достигается повышение КПД. 4 н.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области моделирования движителей для мелких и крупных судов гражданского назначения. Гребной винт судна содержит насаживаемую на гребной вал ступицу с лопастями, которые расположены на равных расстояниях одна от другой под углом к продольной оси вала. К верхним краям лопастей прикреплена изогнутая по радиусу обечайка, которая имеет зубчатую форму края со стороны входящего водного потока. Достигается увеличение тяги гребного винта. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к устройствам для создания силы тяги и/или ее повышения и предназначено для установки на транспортных средствах, работающих преимущественно под водой, в атмосфере и в космосе. Гидродинамический движитель содержит гидродинамические трубы и крыло. Гидродинамические трубы содержат оси, которые расположены параллельно, а концы соединены со средством нагнетания рабочего тела с образованием циркуляционного контура. Внутри каждой гидродинамической трубы установлено, по меньшей мере, одно крыло с возможностью регулирования угла атаки набегающего потока рабочего тела. Достигается обеспечение возможности создания тяги в любом направлении, улучшение маневренности транспортного средства, повышение КПД. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям винтов самолетов. Способ создания тяги винтом заключается в том, что в течение времени совершения винтом поворота на 360° лопасти винта дополнительно совершают маховые движения в направлении, противоположном направлению тяги винта, и по направлению тяги винта, причем в направлении, противоположном направлению тяги винта, мах осуществляют со средней скоростью, большей, чем по направлению тяги винта. Тяговый винт с приводом включает втулку, выполненную с торцевой рельефной поверхностью, контактирующей при вращении с рельефной поверхностью платформы, на которой установлен привод и соединенной стержнями с втулкой винта, и втулку, установленную на валу двигателя неподвижно. Профиль контактирующих рельефных поверхностей при постоянной скорости вращения винта в течение времени совершения втулкой винта поворота на 360° обеспечивает совершение маховых движений лопастями винта со скоростью скольжения втулки и ускорением лопастей винта вдоль вала двигателя к платформе привода, большими, чем в противоположном направлении. Втулка винта также может быть выполнена с установленным в ее полости поршнем со штоками, поворачивающими лопасти при смещении штока. Тяговый винт с приводом может содержать соленоид, а втулка винта может содержать постоянный магнит для совершения маховых движений лопастей. Достигается увеличение тяги винта. 4 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх