Водометный двигательно-движительный комплекс



Водометный двигательно-движительный комплекс
Водометный двигательно-движительный комплекс
Водометный двигательно-движительный комплекс

 


Владельцы патента RU 2585207:

Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к области судостроения, а именно к водометным движителям. Водометный двигательно-движительный комплекс включает осесимметричный корпус в виде судовой кольцевой насадки, в котором размещены статор электродвигателя и подвижно установленное круговое кольцо. На внутренней стороне кругового кольца закреплены лопасти, которые представляют собой рабочее колесо движителя. Круговое кольцо подвешено на защищенных опорно-упорных конструкциях. При этом водометный двигательно-движительный комплекс оснащен круговым лопастным спрямляющим аппаратом, который расположен за рабочим колесом и установлен в корпусе. Длина лопаток спрямляющего аппарата составляет 0,5-0,6 внутреннего радиуса кругового кольца рабочего колеса, а лопасти рабочего колеса имеют длину 0,6-0,8 внутреннего радиуса кругового кольца. Число лопаток спрямляющего аппарата превышает число лопастей рабочего колеса, по меньшей мере, на две единицы. При этом образующей внутренней поверхности носовой части корпуса придана форма профиля, который позволяет обеспечить постоянство давления вниз по потоку в пределах по меньшей мере 1/3 длины проточного канала движителя. Достигается повышение КПД, улучшение акустических и вибрационных характеристик. 3 ил.

 

Изобретение относится к области судостроения, а более конкретно к водометным движителям, и касается вопроса повышения их эффективности.

Одной из важнейших характеристик движителей является их коэффициент полезного действия (к.п.д.). В то же время одновременно с достижением высокого к.п.д. требуется обеспечить целый ряд других требований, направленных на снижение акустических и вибрационных характеристик. Движитель неизбежно взаимодействует с внешним потоком, что приводит к дополнительным потерям и к снижению к.п.д. Один из путей повышения к.п.д. движителей состоит в использовании схемы движителей так называемого насосного типа. При этом за счет расположения лопастей в канале и применения спрямляющего аппарата можно добиться высокого к.п.д. лопастной системы, а за счет выбора формы корпуса движителя, представляющего собой кольцевую насадку, обеспечить минимальные потери при взаимодействии с внешним потоком.

Известен водометный двигательно-движительный комплекс (ВДДК), содержащий осесимметричный корпус в виде судовой кольцевой насадки и размещенные в нем статор электродвигателя и подвижно установленное круговое кольцо с закрепленными на его внутренней стороне лопастями, представляющее собой рабочее колесо движителя и выполненное как единое целое с ротором реверсивного электродвигателя погружного исполнения, закрепленным на круговом кольце с наружной его стороны, причем круговое кольцо подвешено на защищенных опорно-упорных конструкциях. Длина лопастей его рабочего колеса составляет 0,4-0,5 внутреннего радиуса кругового кольца, а образующая внутренней поверхности носовой части корпуса на входе потока имеет синусоидальную форму (Патент РФ №2204502 от 20.05.2003 г.) - прототип.

Однако наличие у известного ВДДК лопастной системы, состоящей из одного рабочего колеса, без направляющих и спрямляющих поток лопастных систем, приводит к неизбежной закрутке потока за рабочим колесом, являющимся негативным фактором, приводящим к потерям энергии на закрутку потока.

Из-за относительно малой длины лопастей рабочего колеса (0,4-0,6 внутреннего радиуса кольца) имеют место заметные потери энергии при обтекании концов лопастей.

Кроме того, синусоидальная форма образующей внутренней поверхности носовой части корпуса на входе потока не обеспечивает однородности потока и, как следствие, безотрывности потока, что негативно сказывается на начале момента возникновения кавитации.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение к.п.д. ВДДК при одновременном улучшении его кавитационных и акустических характеристик.

Для этого предлагаемый водометный двигательно-движительный комплекс оснащен расположенным за рабочим колесом и установленным в корпусе круговым лопастным спрямляющим аппаратом, длина лопаток которого составляет 0,5-0,6 внутреннего радиуса кругового кольца рабочего колеса. Лопасти рабочего колеса при этом имеют длину 0,6-0,8 внутреннего радиуса кругового кольца. Число лопаток спрямляющего аппарата превышает число лопастей рабочего колеса по меньшей мере на две единицы. При этом образующей внутренней поверхности носовой части корпуса придана форма профиля, позволяющего обеспечить постоянство давления вниз по потоку в пределах, по меньшей мере, 1/3 длины канала движителя.

Оснащение ВДДК расположенным за рабочим колесом и установленным в корпусе круговым лопастным спрямляющим аппаратом, длина лопаток которого составляет 0,5-0,6 внутреннего радиуса кругового кольца рабочего колеса, предотвращает закрутку потока за рабочим колесом и соответственно исключает потери энергии на указанную закрутку, что повышает к.п.д. движителя.

Приданием лопастям рабочего колеса длины, равной 0,6-0,8 внутреннего радиуса кругового кольца, обеспечивается снижение потерь энергии при обтекании концов лопастей, что также способствует повышению к.п.д. движителя.

Форма образующей внутренней поверхности носовой оконечности, обеспечивающая постоянство давления вниз по потоку, позволяет осуществить выравнивание потока в диске рабочего колеса и отдаление момента возникновения кавитации, что способствует снижению акустических и вибрационных характеристик. Этому способствует также и согласованный выбор числа лопаток спрямляющего аппарата, превышающего не менее чем на два число лопастей рабочего колеса. В зависимости от количества лопастей рабочего колеса и количества лопаток спрямляющего аппарата это превышение может быть и более двух.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид предлагаемого водометного двигательно-движительного комплекса, на фиг. 2 - вид по А-А на фиг. 1 и на фиг. 3 - вид по В-В на фиг. 1.

ВДДК имеет осесимметричный корпус 1 в виде судовой кольцевой насадки, в проточном канале 2 которого размещено подвижно установленное круговое кольцо 3 с закрепленными на его внутренней стороне лопастями 4, представляющее собой рабочее колесо движителя (фиг. 1). В корпусе 1 размещен статор электродвигателя 5, а на круговом кольце 3 с наружной его стороны закреплен ротор 6 реверсивного электродвигателя погружного исполнения, выполненный как единое целое с рабочим колесом движителя. Круговое кольцо 3 подвешено на защищенных опорно-упорных конструкциях (не показано). В корпусе 1 за рабочим колесом - круговым кольцом 3 установлен спрямляющий поток аппарат 7, имеющий лопатки 8, длина которых составляет 0,5-0,6 внутреннего радиуса кругового кольца 3 рабочего колеса (фиг. 1, 3), а их число превышает число лопастей рабочего колеса по меньшей мере на две. Лопасти 4 рабочего колеса движителя имеют длину, равную 0,6-0,8 внутреннего радиуса кругового кольца 3 (фиг. 2). Образующей внутренней поверхности носовой части 9 корпуса 1 придана форма профиля, позволяющего обеспечить постоянство давления вниз по потоку в пределах по меньшей мере 1/3 длины проточного канала 2 движителя (фиг. 1).

Работа ВДДК осуществляется следующим образом.

В статор электродвигателя 5 подается электропитание, который приводит во вращение ротор 6 вместе с рабочим колесом движителя. Лопастная система 4 рабочего колеса отбрасывает поток назад, при этом на лопастях ротора создается полезный упор. Поток за рабочим колесом закручивается, что является негативным фактором, свидетельствующим о потерях энергии и, как следствие, о пониженном к.п.д. движителя. Проходя через систему лопаток 8 расположенного за рабочим колесом спрямляющего аппарата 7, закрутка потока существенно уменьшается, и при этом спрямляющий аппарат 7 аккумулирует часть потерянной на рабочем колесе энергии, и в результате на его лопатках также создается полезный упор. В совокупности все это приводит к увеличению к.п.д. ВДДК. Кроме того, на носовой части проточного канала 2 движителя (примерно на 1/3 его длины) происходит выравнивание потока в диске рабочего колеса, в результате чего отдаляется момент возникновения кавитации, что благоприятно сказывается на акустических и вибрационных характеристиках ВДДК.

В настоящее время изготовлена модель предлагаемого ВДДК и проверена ее работа, в результате которой подтверждено повышение к.п.д. движителя на 10-12% и улучшение его кавитационных характеристик.

Применение предлагаемого ВДДК позволяет в зависимости от решаемой задачи снизить энергопотребление или увеличить скорость движения при одновременном обеспечении хороших акустических и вибрационных характеристик, что выгодно отличает его от прототипа.

Водометный двигательно-движительный комплекс, включающий осесимметричный корпус в виде судовой кольцевой насадки и размещенные в нем статор электродвигателя и подвижно установленное круговое кольцо с закрепленными на его внутренней стороне лопастями, представляющее собой рабочее колесо движителя и выполненное как единое целое с ротором реверсивного электродвигателя погружного исполнения, закрепленным на круговом кольце с наружной его стороны, причем круговое кольцо подвешено на защищенных опорно-упорных конструкциях, отличающийся тем, что он оснащен расположенным за рабочим колесом и установленным в корпусе круговым лопастным спрямляющим аппаратом, длина лопаток которого составляет 0,5-0,6 внутреннего радиуса кругового кольца рабочего колеса, а лопасти рабочего колеса имеют длину 0,6-0,8 внутреннего радиуса кругового кольца, причем число лопаток спрямляющего аппарата превышает число лопастей рабочего колеса, по меньшей мере, на две единицы, при этом образующей внутренней поверхности носовой части корпуса придана форма профиля, позволяющего обеспечить постоянство давления вниз по потоку в пределах по меньшей мере 1/3 длины проточного канала движителя.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области морской подводной техники, а именно к конструкциям движительно-рулевых устройств подводных аппаратов. Движительно-рулевое устройство содержит гребной винт, который размещен в направляющей насадке.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к созданию движительно-рулевых комплексов, обеспечивающих движение и маневрирование судна в ледовых условиях.

Изобретение относится к области судостроения и касается конструкции, а также технологии монтажа и демонтажа узла пропульсивной установки судна. Судно содержит корпус и двигатель, причем двигатель включает по меньшей мере один туннельный элемент и по меньшей мере один узел движителя.

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано в конструкциях винтовых движителей и устройствах активного управления плавательными средствами.

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано в конструкциях винтовых движителей и устройствах активного управления плавательными средствами.

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

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 области судостроения, а именно к водному судну, имеющему улучшенные характеристики для передвижения во льдах, в частности к ледоколу, судну снабжения, грузовому судну или соответствующему судну, имеющему корпус (1), содержащий в кормовой части установку, обеспечивающую продвижение и управление по курсу и содержащую по меньшей мере один выступ (8, 9), выполненный наподобие скега, в котором расположено по меньшей мере одно лопастное устройство (10, 11).

Изобретение относится к области конструирования малоразмерных и индивидуальных плавательных средств. Система активной стабилизации малоразмерного плавательного средства содержит по меньшей мере одну штангу с движителем, которая закреплена на корпусе плавательного средства.

Изобретение относится к судостроению, а именно к кораблям с движительными устройствами. Корабль с движительным устройством содержит корпус, который имеет среднюю линию.

Изобретение относится к области автоматического управления динамическими объектами. Для стабилизации подводного аппарата в режиме зависания включают подачу сигналов управления на входы его движителей и компенсируют силовые и моментные воздействия на аппарат, которые вызывают его отклонение от исходного положения.

Изобретение относится к области судостроения и касается средств активного управления судном. Подруливающее устройство судна включает установленные на валах движители и электропривод.

Изобретение относится к области судостроения и касается конструкции, а также технологии монтажа и демонтажа узла пропульсивной установки судна. Судно содержит корпус и двигатель, причем двигатель включает по меньшей мере один туннельный элемент и по меньшей мере один узел движителя.

Изобретение относится к области судостроения и касается средств активного управления судном, а более конкретно - подруливающих устройств. .

Изобретение относится к водному транспорту и может быть использовано для безопасной швартовки швартующегося судна к объекту швартовки. .

Изобретение относится к оборудованию судов и может быть использовано в средствах активного управления движением судов, в том числе в подруливающих устройствах (ПУ).

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации речных и морских судов, преимущественно, типа «Катамаран». .

Винт // 2585180
Изобретение относится к области аэрогидродинамики и может быть применено преимущественно в судостроении, в качестве гребного винта или в качестве пропеллера в авиастроении.
Наверх