ES2393657T3 - Rudder for a boat - Google Patents
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Abstract
Unidad de timón y hélice para un barco (1), con el timón (4) dispuesto detrás de una hélice (2) en la popa del barco para controlar una dirección de movimiento del barco, caracterizada porque comprende: una pala (4a) intermedia ubicada alrededor de un eje de la hélice; y palas (4b, 4c) superior e inferior ubicadas en los lados superior e inferior de la pala intermedia, en la que la pala (4a) intermedia tiene una parte (41a) de borde de ataque que tiene una forma simétrica de manera bilateral con respecto a un plano que pasa a través del eje (L1) de la hélice y una línea (L2) central perpendicular del timón, en la que la pala (4b) superior tiene una parte (41b) de borde de ataque torcida con respecto al plano que 15 pasa a través del eje de la hélice y la línea central perpendicular del timón para desviarse en un sentido de giro inverso de la hélice, en la que la pala (4c) inferior tiene una parte (41c) de borde de ataque torcida con respecto al plano que pasa a través del eje de la hélice y la línea central perpendicular del timón para desviarse en un sentido de 20 giro de proa de la hélice, y en la que la parte de borde de ataque de la pala intermedia no forma un escalón, con respecto a las partes de borde de ataque de las palas superior e inferior, en los lados del timón en direcciones de torsión de las palas superior e inferior, pero forma escalones, en los que la parte de borde de ataque de la pala intermedia se encuentra con las partes de borde de ataque de las palas superior e inferior, en los lados del timón en direcciones opuestas a las direcciones de torsión de las palas superior e inferior, respectivamente.Rudder and propeller unit for a ship (1), with the rudder (4) arranged behind a propeller (2) on the stern of the ship to control a direction of movement of the ship, characterized in that it comprises: an intermediate shovel (4a) located around an axis of the propeller; and upper and lower blades (4b, 4c) located on the upper and lower sides of the intermediate blade, in which the intermediate blade (4a) has a leading edge (41a) that has a bilaterally symmetrical shape with with respect to a plane passing through the axis (L1) of the propeller and a central line (L2) perpendicular to the rudder, in which the upper blade (4b) has a twisted leading edge (41b) with respect to the plane passing through the axis of the propeller and the perpendicular center line of the rudder to deviate in a direction of reverse rotation of the propeller, in which the lower blade (4c) has a twisted leading edge (41c) with respect to the plane passing through the axis of the propeller and the perpendicular center line of the rudder to deviate in a direction of 20 prow rotation of the propeller, and in which the leading edge part of the intermediate blade does not form one step, with respect to the leading edge parts of the blades I knew rior and inferior, on the sides of the rudder in torsion directions of the upper and lower blades, but it forms steps, in which the leading edge part of the intermediate blade meets the leading edge portions of the upper blades and lower, on the sides of the rudder in directions opposite to the torsion directions of the upper and lower blades, respectively.
Description
Timón para un barco Rudder for a boat
Sector de la técnica Technical sector
La presente descripción se refiere a un timón para barcos. This description refers to a rudder for boats.
Estado de la técnica State of the art
Generalmente, los timones de barco están ubicados detrás de una hélice de un barco para controlar una dirección de movimiento del barco. En este caso, los timones están sometidos a las velocidades inducidas por la hélice y ángulos de flujo inducidos por la hélice que varían a lo largo de la envergadura de timón. El flujo inducido genera diferentes presiones en los lados derecho e izquierdo de los timones según las ubicaciones superior e inferior sobre un eje de la hélice. Observando el timón desde detrás del barco, una hélice que gira hacia la derecha producirá una distribución de presión sobre la superficie de timón tal, que se crea un lado de presión en una parte superior izquierda y una parte inferior derecha del timón, y se crea un lado de succión en una parte superior derecha y una parte inferior izquierda del mismo. Por consiguiente, cuando un timón que tiene una sección transversal simétrica está ubicado detrás de una hélice de alta velocidad (20 nudos o más) o altamente cargada de un barco, el pico de presión de succión provoca la cavitación sobre la superficie del timón en la que se crea el lado de succión. Con el fin de suprimir la cavitación sobre la superficie de timón, se han desarrollado timones asimétricos que tienen partes de borde de ataque, es decir, partes frontales de las palas superior e inferior de los timones sobre el eje de la hélice torcidos de manera que tienen perfiles a lo largo de toda su envergadura que están alineados con el flujo inducido por la hélice en el timón. En otras palabras, observando el timón desde detrás del barco con la hélice girando en el sentido hacia la derecha alrededor del timón, las partes de borde de ataque de las palas superior e inferior de un timón asimétrico convencional de este tipo sobre el eje de la hélice están torcidas hacia el lado de babor y el lado de estribor, respectivamente. En esta estructura, las partes de borde de ataque del timón están ubicadas asimétricamente sobre el eje de la hélice. Como resultado, es posible reducir la región de presión de succión inferior a lo largo de las partes de borde de ataque del timón que provoca normalmente la cavitación sobre la superficie de timón, resolviendo de este modo los problemas de los timones simétricos convencionales. Generally, ship's rudders are located behind a ship's propeller to control a ship's direction of movement. In this case, the rudders are subjected to propeller-induced speeds and propeller-induced flow angles that vary along the scale of the rudder. The induced flow generates different pressures on the right and left sides of the rudders according to the upper and lower locations on an axis of the propeller. Observing the rudder from behind the ship, a propeller that turns to the right will produce a pressure distribution on the rudder surface such that a pressure side is created in a top left and a lower right part of the rudder, and created a suction side in a upper right part and a lower left part thereof. Therefore, when a rudder having a symmetrical cross section is located behind a high-speed propeller (20 knots or more) or highly loaded from a ship, the suction pressure peak causes cavitation on the surface of the rudder in the that the suction side is created. In order to suppress cavitation on the rudder surface, asymmetric rudders have developed leading edge parts, that is, front parts of the upper and lower blades of the rudders on the twisted helix axis so that they have profiles throughout their wingspan that are aligned with the helix-induced flow at the helm. In other words, observing the rudder from behind the ship with the propeller rotating clockwise around the rudder, the leading edge parts of the upper and lower blades of such a conventional asymmetric rudder on the axis of the Helix are twisted to the port side and starboard side, respectively. In this structure, the leading edge parts of the rudder are located asymmetrically on the axis of the propeller. As a result, it is possible to reduce the region of lower suction pressure along the leading edge portions of the rudder that normally causes cavitation on the rudder surface, thereby solving the problems of conventional symmetrical rudders.
Puesto que las partes de borde de ataque de las palas superior e inferior del timón centradas sobre el eje de la hélice están torcidas hacia los lados de babor y estribor, sin embargo, el timón asimétrico convencional tiene una sección transversal discontinua y debe incluir una placa de unión para la rigidez estructural. Además, un timón asimétrico de borde de ataque que tiene la sección transversal discontinua puede sufrir cavitación sobre las superficies discontinuas de las partes de borde de ataque y la placa de unión debido a un vórtice de buje de la hélice. Since the leading edge portions of the upper and lower rudder blades centered on the propeller shaft are twisted to the port and starboard sides, however, the conventional asymmetric rudder has a discontinuous cross section and must include a plate of union for the structural rigidity. In addition, an asymmetrical leading edge rudder having the discontinuous cross-section may undergo cavitation on the discontinuous surfaces of the leading edge portions and the joint plate due to a vortex of propeller bushing.
Además, para el timón torcido convencional que tiene una única sección transversal discontinua, existe un problema porque sólo se usa una única placa de unión para resistir la carga de torsión o cortante. In addition, for the conventional crooked rudder having a single discontinuous cross-section, there is a problem because only a single junction plate is used to resist the torsional or shear load.
Además, para el timón torcido convencional que tiene una sección transversal asimétrica de manera discontinua sobre el eje de la hélice, la sección global de las partes de borde de ataque tiene una forma asimétrica, deteriorando de este modo la productividad. In addition, for the conventional crooked rudder having an asymmetric cross section discontinuously on the axis of the propeller, the overall section of the leading edge parts has an asymmetrical shape, thereby deteriorating productivity.
El documento DE 526945 se considera que representa la técnica anterior más próxima, y da a conocer el preámbulo de la reivindicación 1. Document DE 526945 is considered to represent the closest prior art, and discloses the preamble of claim 1.
Objeto de la invención Object of the invention
La presente descripción va dirigida a solucionar los problemas de las técnicas convencionales que se describieron anteriormente, y una realización incluye un timón, específicamente, un timón asimétrico de borde de ataque, que puede reducir la influencia que actúa sobre el timón debido al flujo transversal acelerado inducido por la hélice giratoria mientras se impide el riesgo de erosión por cavitación sobre una superficie discontinua de partes de borde de ataque. The present description is directed to solve the problems of the conventional techniques described above, and one embodiment includes a rudder, specifically, an asymmetrical leading edge rudder, which can reduce the influence acting on the rudder due to accelerated transverse flow Induced by the rotating propeller while preventing the risk of erosion by cavitation on a discontinuous surface of leading edge parts.
Según un aspecto, la presente descripción proporciona un timón para un barco dispuesto detrás de una hélice en la popa del barco para controlar una dirección de movimiento del barco, que incluye una pala intermedia ubicada alrededor de un eje de la hélice y palas superior e inferior ubicadas en los lados superior e inferior de la pala intermedia, en el que la pala intermedia tiene una parte de borde de ataque que tiene una forma simétrica de manera bilateral con respecto a un plano que pasa a través del eje de la hélice y una línea central perpendicular del timón, la pala superior tiene una parte de borde de ataque torcida con respecto al plano que pasa a través del eje de la hélice y la línea central perpendicular del timón para desviarse en un sentido de giro inverso de la hélice, la pala inferior tiene una parte de borde de ataque torcida con respecto al plano que pasa a través del eje de la hélice y la línea central perpendicular del timón para desviarse en un sentido de giro de proa de la hélice, y la parte de borde de ataque de la pala intermedia no forma un escalón, con respecto a las partes de borde de ataque de las palas According to one aspect, the present description provides a rudder for a ship arranged behind a propeller at the stern of the ship to control a direction of movement of the ship, which includes an intermediate blade located around an axis of the propeller and upper and lower blades located on the upper and lower sides of the intermediate blade, in which the intermediate blade has a leading edge portion that has a symmetrical shape bilaterally with respect to a plane passing through the axis of the propeller and a line perpendicular center of the rudder, the upper blade has a twisted leading edge part with respect to the plane passing through the axis of the propeller and the perpendicular central line of the rudder to deviate in a direction of reverse rotation of the propeller, the blade The lower part has a twisted leading edge with respect to the plane that passes through the axis of the propeller and the perpendicular center line of the rudder to deviate in a direction of bow of the propeller, and the leading edge part of the intermediate blade does not form a step, with respect to the leading edge portions of the blades
superior e inferior, en los lados del timón en direcciones de torsión de las palas superior e inferior, pero forma escalones, en los que la parte de borde de ataque de la pala intermedia se encuentra con las partes de borde de ataque de las palas superior e inferior, en los lados del timón en direcciones opuestas a las direcciones de torsión de las palas superior e inferior, respectivamente. upper and lower, on the sides of the rudder in torsion directions of the upper and lower blades, but it forms steps, in which the leading edge part of the intermediate blade meets the leading edge portions of the upper blades and lower, on the sides of the rudder in directions opposite to the torsion directions of the upper and lower blades, respectively.
En el caso en el que el sentido de giro de proa de la hélice es el sentido horario cuando se observa la hélice desde detrás del barco, las partes de borde de ataque de las palas superior e inferior están torcidas hacia babor y estribor del barco sobre el eje de la hélice, respectivamente. In the case where the propeller's direction of rotation is the clockwise direction when the propeller is observed from behind the ship, the leading edge parts of the upper and lower blades are twisted to port and starboard of the ship over the axis of the propeller, respectively.
Cada una de las partes de borde de ataque de las palas superior e inferior puede estar torcida en un ángulo de 2 a 8 grados con respecto al plano que pasa a través del eje de la hélice y la línea central perpendicular del timón. Each of the leading edge parts of the upper and lower blades may be twisted at an angle of 2 to 8 degrees with respect to the plane passing through the axis of the propeller and the perpendicular center line of the rudder.
Cada una de las partes de borde de ataque de las palas superior e inferior puede estar torcida de manera curva con respecto al plano que pasa a través del eje de la hélice y la línea central perpendicular del timón. Each of the leading edge portions of the upper and lower blades may be bent in a curved manner with respect to the plane passing through the axis of the propeller and the perpendicular center line of the rudder.
La parte de borde de ataque de la pala intermedia puede tener una longitud vertical correspondiente a del 15 al 30% de un diámetro de la hélice. The leading edge portion of the intermediate blade may have a vertical length corresponding to 15 to 30% of a diameter of the propeller.
La parte de borde de ataque de la pala intermedia puede tener una sección transversal roma aerodinámica. The leading edge portion of the intermediate blade may have a streamlined cross section.
En cada una de las palas superior e inferior, una distancia descentrada de la parte de borde de ataque con respecto a una línea central de una sección del timón puede limitarse a dentro de la mitad de un grosor máximo de la sección del timón. In each of the upper and lower blades, an offset distance from the leading edge portion with respect to a center line of a rudder section may be limited to within half of a maximum thickness of the rudder section.
Según otro aspecto, la presente descripción proporciona un timón para un barco dispuesto detrás de una hélice en la popa del barco para controlar una dirección de movimiento del barco, dividiéndose el timón de barco en palas superior, intermedia e inferior, en las que una parte de borde de ataque de la pala intermedia tiene una sección transversal simétrica de manera bilateral sobre un eje de la hélice, y las partes de borde de ataque de las palas superior e inferior están torcidas en un sentido de giro inverso y un sentido de giro de proa de la hélice sobre el eje de la hélice, respectivamente. According to another aspect, the present description provides a rudder for a ship arranged behind a propeller at the stern of the ship to control a direction of movement of the ship, the ship rudder being divided into upper, intermediate and lower blades, in which a part The leading edge of the intermediate blade has a symmetrical cross-section bilaterally on an axis of the propeller, and the leading edge parts of the upper and lower blades are twisted in a reverse direction of rotation and a direction of rotation of bow of the propeller on the axis of the propeller, respectively.
Como tales, en el timón según una realización, las partes de borde de ataque de las palas superior e inferior están torcidas sobre el eje de la hélice, y la parte de borde de ataque de la pala intermedia ubicada alrededor del eje de la hélice tiene una forma simétrica de manera bilateral con respecto al plano que pasa a través del eje de la hélice y la línea central perpendicular del timón, reduciendo de este modo el riesgo de daño de erosión por cavitación debido al flujo transversal acelerado inducido por la hélice giratoria sobre el timón. Además, el timón según la realización impide la cavitación sobre la superficie de timón alrededor del plano discontinuo en las secciones ubicadas de manera asimétrica en las partes de borde de ataque de las palas superior e inferior mediante un vórtice generado en un buje de la hélice. As such, at the helm according to one embodiment, the leading edge portions of the upper and lower blades are twisted over the axis of the propeller, and the leading edge portion of the intermediate blade located around the axis of the propeller has a bilaterally symmetrical shape with respect to the plane passing through the axis of the propeller and the perpendicular central line of the rudder, thereby reducing the risk of erosion damage by cavitation due to the accelerated transverse flow induced by the rotating propeller over the rudder. Furthermore, the rudder according to the embodiment prevents cavitation on the rudder surface around the discontinuous plane in the sections located asymmetrically in the leading edge portions of the upper and lower blades by means of a vortex generated in a helix bushing.
Además, según la realización, el plano discontinuo se divide en dos partes, distribuyendo de este modo la carga de torsión o cortante. Furthermore, according to the embodiment, the discontinuous plane is divided into two parts, thereby distributing the torsion or shear load.
Además, según la realización, la parte de borde de ataque de la pala intermedia tiene una forma simétrica de manera bilateral, mejorando de este modo la productividad en comparación con el timón convencional, teniendo la sección global de la parte de ataque una forma asimétrica. Furthermore, according to the embodiment, the leading edge part of the intermediate blade has a bilaterally symmetrical shape, thereby improving productivity compared to the conventional rudder, the overall section of the attacking part having an asymmetrical shape.
Descripción de las figuras Description of the figures
La figura 1 es una vista lateral parcial de un barco que incluye un timón según una realización de la presente descripción; Figure 1 is a partial side view of a ship that includes a rudder according to an embodiment of the present description;
la figura 2 es una vista en perspectiva de un timón según una realización de la presente descripción; Figure 2 is a perspective view of a rudder according to an embodiment of the present description;
la figura 3 es una vista frontal del timón según la realización de la presente descripción; y Figure 3 is a front view of the helm according to the embodiment of the present description; Y
la figura 4 es una vista en planta del timón según la realización de la presente descripción. Figure 4 is a plan view of the helm according to the embodiment of the present description.
Descripción detallada de la invención Detailed description of the invention
A continuación se describirán en detalle realizaciones a modo de ejemplo de la presente descripción con referencia a los dibujos adjuntos. Exemplary embodiments of the present description will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
La figura 1 es una vista lateral parcial de un barco que incluye un timón según una realización, la figura 2 es una vista en perspectiva de un timón según una realización, la figura 3 es una vista frontal del timón según la realización y la figura 4 es una vista en planta del timón según la realización. En referencia a la figura 1, se proporciona un timón Figure 1 is a partial side view of a ship that includes a rudder according to one embodiment, Figure 2 is a perspective view of a rudder according to one embodiment, Figure 3 is a front view of the rudder according to the embodiment and Figure 4 It is a plan view of the helm according to the embodiment. Referring to figure 1, a rudder is provided
(4) de barco según una realización detrás de una hélice (2) ubicada en la popa de un barco (1) para controlar una dirección de movimiento del barco (1). (4) ship according to an embodiment behind a propeller (2) located on the stern of a ship (1) to control a direction of movement of the ship (1).
En esta realización, se ilustrará un timón completamente suspendido como ejemplo del timón (4). El timón (4) se proporciona a una bocina (3) de timón ubicada en la popa del barco (1). La figura 1 muestra el timón conectado a la bocina (3) de timón, y las figuras 2 a 4 muestran sólo el timón. In this embodiment, a completely suspended rudder will be illustrated as an example of the rudder (4). The rudder (4) is provided to a rudder horn (3) located at the stern of the ship (1). Figure 1 shows the rudder connected to the rudder horn (3), and figures 2 to 4 show only the rudder.
Recientemente, se han desarrollado timones completamente suspendidos para embarcaciones grandes. Recently, completely suspended rudders have been developed for large vessels.
En el timón completamente suspendido, en una superficie superior del mismo, está formada una mecha de timón, que se inserta en una superficie inferior de la bocina de timón en la popa por medio de cojinetes de modo que el timón completamente suspendido puede soportarse de manera giratoria por la bocina de timón. Un timón completamente suspendido de este tipo es ampliamente conocido en la técnica y no se muestran detalles del mismo en la figura 1. In the completely suspended rudder, on a top surface thereof, a rudder wick is formed, which is inserted into a lower surface of the rudder horn in the stern by means of bearings so that the fully suspended rudder can be supported so rotating by the rudder horn. A fully suspended rudder of this type is widely known in the art and details thereof are not shown in Figure 1.
El timón (4) se divide generalmente en una pala (4a) intermedia ubicada alrededor de un eje (L1) de la hélice (2) y las palas (4b y 4c) superior e inferior ubicadas en los lados superior e inferior de la pala (4a) intermedia, respectivamente. Cada una de las palas (4a, 4b, 4c) intermedia, superior e inferior se divide también en una parte (41a, 41b, 41c) de borde de ataque correspondiente a una parte frontal del timón (4) y una parte (42a, 42b, 42c) de borde de salida correspondiente a una parte trasera del timón (4). En referencia a las figuras 2 a 4, los términos “parte de borde de ataque” y “parte de borde de salida” en el presente documento se refieren a las partes frontal y trasera del timón (4) con referencia a una línea (L3) central de envergadura de grosor máxima, respectivamente. The rudder (4) is generally divided into an intermediate blade (4a) located around an axis (L1) of the propeller (2) and the upper and lower blades (4b and 4c) located on the upper and lower sides of the blade (4th) intermediate, respectively. Each of the intermediate, upper and lower intermediate blades (4a, 4b, 4c) is also divided into a leading edge part (41a, 41b, 41c) corresponding to a front part of the rudder (4) and a part (42a, 42b, 42c) of the trailing edge corresponding to a rear part of the rudder (4). Referring to Figures 2 to 4, the terms "leading edge part" and "trailing edge part" herein refer to the front and rear of the rudder (4) with reference to a line (L3 ) center of maximum thickness, respectively.
En referencia a la figura 3, el eje (L1) de la hélice (2) se indica mediante una línea discontinua. Una línea (L2) central perpendicular del timón (4) es una línea central de envergadura ortogonal al timón (4) y se cruza con el eje (L1) de la hélice (2) y la línea (L3) central de envergadura de grosor máxima. Referring to Figure 3, the shaft (L1) of the propeller (2) is indicated by a broken line. A central line (L2) perpendicular to the rudder (4) is a central line orthogonal to the rudder (4) and intersects with the axis (L1) of the propeller (2) and the central line (L3) of large wingspan maximum
En el timón (4) según esta realización, la parte (41a) de borde de ataque de la pala (4a) intermedia tiene una forma simétrica de manera bilateral con respecto a un plano que pasa a través del eje (L1) de la hélice (2) y la línea (L2) central perpendicular del timón (4). La parte (41b) de borde de ataque de la pala (4b) superior está torcida en un ángulo predeterminado con respecto al plano que pasa a través del eje (L1) de la hélice (2) y la línea (L2) central perpendicular del timón (4) para desviarse en un sentido de giro inverso de la hélice (2). La parte (41c) de borde de ataque de la pala (4c) inferior está torcida en un ángulo predeterminado con respecto al plano que pasa a través del eje (L1) de la hélice (2) y la línea (L2) central perpendicular del timón (4) para desviarse en un sentido de giro de proa de la hélice (2). En este caso, el sentido de giro de proa de la hélice (2) es un sentido de giro de la hélice cuando el barco está avanzando, y el sentido de giro inverso de la hélice (2) es un sentido de giro de la hélice (2) cuando el barco va marcha atrás. In the rudder (4) according to this embodiment, the leading edge portion (41a) of the intermediate blade (4a) has a symmetrical shape bilaterally with respect to a plane passing through the axis (L1) of the propeller (2) and the perpendicular central line (L2) of the rudder (4). The leading edge portion (41b) of the upper blade blade (4b) is twisted at a predetermined angle with respect to the plane passing through the axis (L1) of the propeller (2) and the perpendicular central line (L2) of the rudder (4) to deviate in a direction of reverse rotation of the propeller (2). The leading edge portion (41c) of the lower edge of the blade (4c) is twisted at a predetermined angle with respect to the plane passing through the axis (L1) of the propeller (2) and the perpendicular central line (L2) of the rudder (4) to deviate in a direction of prow rotation of the propeller (2). In this case, the direction of propeller rotation (2) is a direction of rotation of the propeller when the ship is moving, and the direction of reverse rotation of the propeller (2) is a direction of rotation of the propeller (2) when the ship goes in reverse.
Más específicamente, en el caso en el que el sentido de giro de proa de la hélice es el sentido horario (cuando se observa la hélice (2) desde detrás del barco), la parte (41b) de borde de ataque de la pala (4b) superior está torcida hacia babor del barco sobre el eje (L1) de la hélice (2), y la parte (41c) de borde de ataque de la pala (4c) inferior está torcida hacia estribor del barco sobre el eje (L1) de la hélice (2). More specifically, in the case where the propeller's direction of rotation is the clockwise direction (when the propeller (2) is observed from behind the ship), the leading edge part (41b) of the blade ( 4b) upper is twisted to the port side of the ship on the shaft (L1) of the propeller (2), and the leading edge portion (41c) of the lower blade (4c) is twisted to starboard of the ship on the shaft (L1) ) of the propeller (2).
Cuando las partes (41b, 41c) de borde de ataque de las palas (4b, 4c) superior e inferior están torcidas en un ángulo predeterminado sobre el eje (L1) de la hélice (2), las partes (41b, 41c) de borde de ataque de las palas (4b, 4c) superior e inferior deben estar torcidas hacia babor y estribor del barco, respectivamente, para compensar la presión asimétrica que actúa sobre la superficie de timón debido al flujo de salida inducido sobre el timón y que gira en un sentido mediante el giro de la hélice en un sentido (sentido de rotación hacia la derecha). When the leading edge portions (41b, 41c) of the upper and lower blades (4b, 4c) are twisted at a predetermined angle on the axis (L1) of the propeller (2), the parts (41b, 41c) of leading edge of the upper and lower blades (4b, 4c) must be twisted to port and starboard of the ship, respectively, to compensate for the asymmetric pressure acting on the rudder surface due to the induced outflow on the rudder and rotating in one direction by rotating the propeller in one direction (clockwise direction of rotation).
La pala (4a) intermedia puede tener una longitud vertical correspondiente a del 15 al 30% del diámetro de la hélice (2). The intermediate blade (4a) may have a vertical length corresponding to 15 to 30% of the diameter of the propeller (2).
Además, tal como se ilustra en la figura 4, la parte (41b) de borde de ataque de la pala (4b) superior y la parte (41c) de borde de ataque de la pala (4c) inferior puede estar torcida en un ángulo (α, β) de 2 a 8 grados con respecto al plano que pasa a través del eje (L1) de la hélice (2) y la línea (L2) central perpendicular del timón (4). En este caso, debe observarse que el ángulo α puede ser el mismo que o diferente del ángulo β. In addition, as illustrated in Figure 4, the leading edge portion (41b) of the upper blade (4b) and the leading edge portion (41c) of the lower blade (4c) may be twisted at an angle (α, β) from 2 to 8 degrees with respect to the plane passing through the axis (L1) of the propeller (2) and the perpendicular central line (L2) of the rudder (4). In this case, it should be noted that the angle α may be the same as or different from the angle β.
Además, en esta realización, sobre una sección transversal de las palas (4b, 4c) superior e inferior del timón (4), cada una de las partes (41b, 41c) de borde de ataque está torcida, a partir de un punto a través del que pasa la línea (L2) central perpendicular del timón, en un ángulo predeterminado con respecto al plano que pasa a través del eje (L1) de la hélice (2) y la línea (L2) central perpendicular del timón (4), tal como se muestra en la figura 4. Furthermore, in this embodiment, on a cross-section of the upper and lower blades (4b, 4c) of the rudder (4), each of the leading edge parts (41b, 41c) is crooked, from a point a through which the perpendicular central line (L2) of the rudder passes, at a predetermined angle with respect to the plane passing through the axis (L1) of the helix (2) and the perpendicular central line (L2) of the rudder (4) , as shown in figure 4.
En esta realización, las partes (41b, 41c) de borde de ataque de las palas (4b, 4c) superior e inferior del timón (4) se ilustran como que están torcidas de manera lineal con respecto al plano que pasa a través del eje (L1) de la hélice In this embodiment, the leading edge portions (41b, 41c) of the upper and lower blades (4b, 4c) of the rudder (4) are illustrated as being twisted linearly with respect to the plane passing through the axis (L1) of the propeller
(2) y la línea (L2) central perpendicular del timón (4) (véase la figura 3). Sin embargo, en otra realización, las partes (41b, 41c) de borde de ataque de las palas (4b, 4c) superior e inferior del timón (4) pueden estar torcidas de manera (2) and the perpendicular central line (L2) of the rudder (4) (see Figure 3). However, in another embodiment, the leading edge portions (41b, 41c) of the upper and lower blades (4b, 4c) of the rudder (4) may be twisted so
curva con respecto al plano que pasa a través del eje (L1) de la hélice (2) y la línea (L2) central perpendicular del timón (4). curve with respect to the plane passing through the axis (L1) of the propeller (2) and the perpendicular central line (L2) of the rudder (4).
Además, en esta realización, la parte (41a) de borde de ataque de la pala (4a) intermedia no forma un escalón, con respecto a las partes (41b, 41c) de borde de ataque de las palas (4b, 4c) superior e inferior, en los lados del timón en direcciones de torsión de las palas (41b, 41c) superior e inferior, pero forma escalones, en los que la parte (41a) de borde de ataque de la pala (4a) intermedia se encuentra con las partes (41b, 41c) de borde de ataque de las palas (4b, 4c) superior e inferior, en los lados del timón en direcciones opuestas a las direcciones de torsión de las palas (4b, 4c) superior e inferior, respectivamente. Furthermore, in this embodiment, the leading edge portion (41a) of the intermediate blade (4a) does not form a step, with respect to the leading edge portions (41b, 41c) of the blades (4b, 4c) and lower, on the sides of the rudder in torsion directions of the upper and lower blades (41b, 41c), but it forms steps, in which the leading edge part (41a) of the intermediate blade (4a) meets the leading edge portions (41b, 41c) of the upper and lower blades (4b, 4c), on the sides of the rudder in directions opposite to the torsion directions of the upper and lower blades (4b, 4c), respectively.
En esta realización, la parte (41a) de borde de ataque de la pala (4a) intermedia se ilustra como que tiene una sección transversal roma aerodinámica. Aunque muchos experimentos de cavitación han mostrado con claridad que las partes de borde de ataque que tienen una sección transversal roma son eficaces en la reducción de la influencia de un vórtice en un buje de hélice, los timones existentes están formados todavía para tener partes de borde de ataque agudas debido al fin inherente del timón de barco. En esta realización, en la pala (4a) intermedia que se ve afectada por el vórtice en el buje de hélice, la parte (41a) de borde de ataque está formada para tener la sección transversal roma, minimizando de este modo la influencia por el vórtice de buje. In this embodiment, the leading edge portion (41a) of the intermediate blade (4a) is illustrated as having an aerodynamic blunt cross section. Although many cavitation experiments have clearly shown that leading edge parts that have a blunt cross section are effective in reducing the influence of a vortex on a propeller hub, existing rudders are still formed to have edge parts of acute attack due to the inherent purpose of the ship's helm. In this embodiment, in the intermediate blade (4a) that is affected by the vortex in the propeller hub, the leading edge portion (41a) is formed to have the blunt cross-section, thereby minimizing the influence by the bushing vortex
Como tal, en el timón (4) según la realización, cada una de las partes (41b, 41c) de borde de ataque de las palas (4b, 4c) superior e inferior está torcida en un ángulo predeterminado con respecto al plano que pasa a través del eje (L1) de la hélice (2) y la línea (L2) central perpendicular del timón (4), y la parte (41a) de borde de ataque de la pala (4a) intermedia ubicada alrededor del eje (L1) de la hélice (2) tiene una forma simétrica de manera bilateral con respecto al plano que pasa a través del eje (L1) de la hélice (2) y la línea (L2) central perpendicular del timón (4). Por consiguiente, el timón (4) puede reducir el riesgo de daño de erosión por cavitación debido al flujo transversal acelerado inducido por la hélice (2) giratoria sobre el timón (4). Además, el timón (4) impide la cavitación sobre la superficie de timón alrededor del plano discontinuo en las secciones ubicadas de manera asimétrica en las partes (41b, 41c) de borde de ataque de las palas (4b, 4c) superior e inferior mediante un vórtice generado en un buje (2a) de la hélice (2). As such, at the helm (4) according to the embodiment, each of the leading and lower edge portions (41b, 41c) of the upper and lower blades (4b, 4c) is twisted at a predetermined angle with respect to the passing plane through the axis (L1) of the propeller (2) and the center line (L2) perpendicular to the rudder (4), and the leading edge portion (41a) of the intermediate blade (4a) located around the axis (L1) ) of the propeller (2) has a symmetrical shape bilaterally with respect to the plane passing through the axis (L1) of the propeller (2) and the perpendicular central line (L2) of the rudder (4). Consequently, the rudder (4) can reduce the risk of cavitation erosion damage due to the accelerated transverse flow induced by the rotating propeller (2) on the rudder (4). In addition, the rudder (4) prevents cavitation on the rudder surface around the discontinuous plane in the sections located asymmetrically in the leading edge portions (41b, 41c) of the upper and lower blades (4b, 4c) by a vortex generated in a hub (2a) of the propeller (2).
Además, según la realización, el plano discontinuo se divide en dos partes, distribuyendo de este modo la carga de torsión o cortante. Furthermore, according to the embodiment, the discontinuous plane is divided into two parts, thereby distributing the torsion or shear load.
Además, según la realización, la parte (41a) de borde de ataque de la pala (4a) intermedia tiene una forma simétrica de manera bilateral, mejorando de este modo la productividad en comparación con el timón convencional, teniendo la sección global de la parte de ataque una forma asimétrica. Furthermore, according to the embodiment, the leading edge part (41a) of the intermediate blade (4a) has a bilaterally symmetrical shape, thereby improving productivity compared to the conventional rudder, having the overall section of the part of attack an asymmetric way.
Las diversas realizaciones descritas anteriormente pueden combinarse para proporcionar realizaciones adicionales. Pueden modificarse aspectos de las realizaciones, si es necesario, para emplear conceptos de las diversas patentes, solicitudes y publicaciones para proporcionar realizaciones todavía adicionales. Estos y otros cambios pueden hacerse a las realizaciones a la luz de la descripción detallada anteriormente. En general, en las reivindicaciones siguientes, los términos usados no deben interpretarse como que limitan las reivindicaciones a las realizaciones específicas dadas a conocer en la memoria descriptiva y las reivindicaciones, sino que deben interpretarse como que incluyen todas las realizaciones posibles junto con el alcance completo de las equivalentes a las que dan derecho tales reivindicaciones. Por consiguiente, las reivindicaciones no están limitadas por la descripción. The various embodiments described above may be combined to provide additional embodiments. Aspects of the embodiments can be modified, if necessary, to employ concepts of the various patents, applications and publications to provide still additional embodiments. These and other changes can be made to the embodiments in light of the description detailed above. In general, in the following claims, the terms used should not be construed as limiting the claims to the specific embodiments disclosed in the specification and the claims, but should be construed as including all possible embodiments along with the full scope of the equivalents to which such claims entitle. Accordingly, the claims are not limited by the description.
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