Гребной винт пропульсивных систем

Изобретение относится к судостроению, а именно к гребным винтам пропульсивных систем судов. Гребной винт пропульсивных систем содержит ступицу с лопастями, в каждой из которых параллельно средней линии лопасти в её цилиндрическом сечении выполнены сквозные пазы под углом оси паза в поперечном сечении к нормали и к хорде профиля меньше 90° в направлении вектора окружной линейной скорости вращения винта. Достигается повышение эффективности гребного винта и увеличение тягового усилия. 6 ил.

 

Изобретение относится к судостроению, а именно к гребным винтам пропульсивных систем судов.

Известны конструкции гребных винтов, у которых повышение эффективности (КПД, тяги) обеспечивается за счет всевозможных изменений геометрии лопастей, нанесения на поверхности лопастей различных рельефов в виде выступов и углублений (патенты РФ №№: 2524511, 2523720, 2510357, 2469906, 2438917, 2412082, 2385255,2313469, 2279992, 2228878, 2198818, 2127208, 2108265, 2482011, 2452653, 2438917, 2390463, 2228878, 2222469, 2108265, 2073346, 2031051).

Недостатком таких устройств является их малое тяговое усилие.

Частично указанного недостатка лишена конструкция гребного винта для судов с винтовой рабочей поверхностью, имеющей отверстия (патент SU № 19475, МПК B63H 1/18, 1931г.), и гребной судовой винт (патент РФ № 2094304, МПК В63H 1/26, B63H 1/18, 1997г.), выбранный в качестве прототипа, у которого перпендикулярно средней линии сечения профиля лопасти выполнены сквозные отверстия.

Недостатком винта, выбранного в качестве прототипа, является малая эффективность, связанная с тем, что конструкция, решая задачу снижения кавитации, не увеличивает, а лишь сохраняет его пропульсивные качества – тяговое усилие.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение эффективности гребных винтов пропульсивных систем – величины тягового усилия.

Это достигается тем, что в каждой из лопастей параллельно средней линии лопасти в её цилиндрическом сечении выполнены сквозные пазы под углом оси паза в поперечном сечении к нормали к хорде профиля лопасти меньше 90 градусов в направлении вектора окружной линейной скорости вращения винта.

Это позволяет получить дополнительное тяговое усилие за счет эффекта «подъёмной силы крыла» при протекании потока жидкости через сквозные пазы.

На фиг. 1 и фиг. 2 изображен гребной винт, состоящий из ступицы 1 и лопастей 2 с нагнетательной поверхностью 3 и всасывающей поверхностью 4, в которых параллельно средней линии 5 лопасти в её цилиндрическом сечении 6 выполнены сквозные пазы 7 под углом 8, между осью паза 9 в его поперечном сечении и нормалью 10 к хорде 11 профиля лопасти, меньшим 90 градусов, в направлении вектора окружной линейной скорости 12 вращения винта.

Устройство работает следующим образом. При вращении винта на нагнетательной поверхности лопасти винта образуется повышенное давление жидкости, а на всасывающей поверхности – пониженное. За счет разности перепада этих давлений часть жидкости из нагнетательной области будет перетекать через сквозные пазы во всасывающую область. За счет этого перетекания скорость обтекающего лопасть потока жидкости в нагнетательной области снизится, а во всасывающей возрастет. Это вызовет увеличение давления жидкости на лопасть в нагнетательной области и снизит его во всасывающей области. Благодаря этому произойдет дополнительное увеличение разности давлений между нагнетательной и всасывающей областями лопасти, что, в свою очередь, приведет к увеличению тягового усилия пропульсивной системы.

Доказательством достижения поставленной цели являются сравнительные результаты моделирования процессов обтекания жидкостью профилей прототипа и винта предлагаемой конструкции при значении угла оси паза в поперечном сечении к нормали к хорде профиля лопасти меньше 90 градусов. Полученные численным моделированием результаты представлены на фиг. 3 – фиг. 6.

На фиг. 3 и фиг. 4 представлены распределения жидкости на всасывающую поверхность профиля гребного винта без сквозного паза (фиг. 3) и со сквозным пазом (фиг. 4). Из представленных рисунков видно, что среднее давление жидкости на всасывающую поверхность гребного винта со сквозным пазом ниже, чем без паза.

На фиг. 5 и фиг. 6 представлены распределения жидкости на нагнетательную поверхность профиля гребного винта без сквозного паза (фиг.5) и с пазом (фиг. 6). Из представленных чертежей видно, что среднее давление жидкости на нагнетательную поверхность гребного винта со сквозным пазом выше, чем без паза.

Таким образом, проведенное математическое моделирование показывает, что разница средних давлений на нагнетательную и всасывающую поверхности у гребных винтов со сквозным пазом выше, чем у винтов без паза. Указанное обстоятельство ведет к увеличению тягового усилия гребного винта при оснащении его сквозными пазами.

Предлагаемое техническое решение является новым. Отличие от прототипа - применение наклонных по отношению к средней линии профиля сквозных пазов. Достоинством такой конструкции является то, что она позволяет увеличить тяговое усилие пропульсивных систем.

Гребной винт пропульсивных систем, содержащий ступицу с лопастями, в каждой из которых выполнены сквозные пазы, отличающийся тем, что сквозные пазы выполнены параллельно средней линии лопасти в её цилиндрическом сечении под углом оси паза в поперечном сечении к нормали к хорде профиля лопасти меньше 90° в направлении вектора окружной линейной скорости вращения винта.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области судостроения и может быть применено при создании новых движительно-рулевых колонок (ДРК). Движительно-рулевая колонка со встроенной системой комплексного мониторинга содержит неподвижное основание, поворотный баллер с обтекаемой гондолой и угловой редуктор, а также дополнительно встроена система комплексного мониторинга, которая содержит подсистему формирования и передачи данных и сигналов с соответствующими датчиками, подсистему прикладной оценки текущего режима и технического состояния ключевых элементов движительно-рулевой колонки и центр обработки информации и коммуникации с внешними системами.

Изобретение относится к области судостроения и касается скоростных судов. Предложен способ создания упора между водой и судном с использованием двух транспортеров, в которых нижняя часть ленты неподвижна относительно воды, при этом используются транспортеры с независимым изменением их положения относительно судна и кинематики движения.

Изобретение относится к судостроению, а именно к винтовым движителям с предохранительной муфтой для использования в подвесных лодочных моторах. Гребной винт с предохранительной муфтой содержит корпус-ступицу гребного винта, штифт-шпонку и ведущую и ведомую полумуфты.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к судовым движителям с уменьшенным уровнем вибрации и излучаемого шума. Судовой движитель содержит ступицу, лопасти и прокладку из вибродемпфирующего материала между ними.

Изобретение относится к движительным системам, в частности к устройствам, которые приводят в движение текучие среды и суда, совершая колебательные движения. Криволинейное тело для приведения в движение текучих сред, судов и использования энергии текучей среды характеризуется наличием выпуклой наружной передней поверхности, прочно прикрепленной к вогнутой внутренней задней поверхности для задания открытого сосуда.

Изобретение относится к области приводов и может быть использовано для приведения в движение небольших подводных объектов. Пьезоэлектрический подводный движитель содержит пьезоэлектрические элементы с обратным пьезоэффектом плоской формы в виде мембран, который обеспечивает изгиб мембран в две стороны при подаче на них разнополярного электрического импульса.

Изобретение относится к судостроению, а именно к движителю с колебательным движением. Колебательный движитель содержит рабочий орган по принципу биения хлыста, который представляет из себя модификацию жгутикового движителя.

Изобретение относится к судостроению, а именно к кольцевому гребному винту и подруливающему устройству. Кольцевой гребной винт (12) для подруливающего устройства (10) содержит кольцевую насадку (15), центральный элемент (16) и по меньшей мере одну лопасть (18) гребного винта.

Изобретение относится к судостроению, а именно к конструкции винтового привода судов. Кольцевая насадка для гребного винта плавучего средства имеет цилиндрическую форму с увеличенной шириной.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к судам с лопастными гребными колесами. Предложено мелкосидящее судно с лопастными колесами, состоящее из корпуса, двигателей, силовых трансмиссий, лопастных колес, закрепленных на гребных валах, установленных перпендикулярно направлению движения судна, водопроточных каналов и рулевого устройства, причем корма судна выполнена в виде двух сквозных водопроточных каналов, разделяющих днище на три водоизмещающие секции, на которых установлены опоры двух гребных валов с закрепленными на них лопастными колесами, состоящими из двух параллельных друг другу прочных дисков с установленными между ними изогнутыми лопастями, расположенными по нескольким разноудаленным от вала диаметрам так, что при вращении колес они следуют друг за другом, переливая воду на более отдаленные от вала лопасти, и входят в воду под прямым углом в безударном режиме.

Изобретение относится к робототехнике. Робототехнический разведывательный комплекс амфибийный дополнительно содержит кормовой поплавок, выполненный из отдельных непотопляемых герметичных отсеков, соединенных с боковыми элементами корпуса, изготовленными из стеклопластика и пенопласта, раздвижными телескопическими штангами с фиксирующими штоками, с закрепленной сверху платформой. С левой и правой стороны предусмотрены по три ведущих гребных колеса с опорными шипованными полками. В торцевой части установлены снизу по два реверсных гребных винта, сверху - манипулятор с видеокамерой, а в носовой части устроена сферообразная полость для размещения подвижного подводного разведывательного модуля с магнитометрическим датчиком, гидролокаторами переднего и боковых обзоров, видеокамерой с подсветкой и двух пар клещевых захватов. Техническое средство управляется с применением типового унифицированного комплекса электронного бортового оборудования. Достигается повышение эффективности разведки. 6 ил.

Изобретение относится к судостроению, а именно к гребным винтам пропульсивных систем судов. Гребной винт пропульсивных систем содержит ступицу с лопастями, в каждой из которых параллельно средней линии лопасти в её цилиндрическом сечении выполнены сквозные пазы под углом оси паза в поперечном сечении к нормали и к хорде профиля меньше 90° в направлении вектора окружной линейной скорости вращения винта. Достигается повышение эффективности гребного винта и увеличение тягового усилия. 6 ил.

Наверх