RU12677U1 - Гребной винт - Google Patents

Abstract

1. Гребной винт, содержащий ступицу и равномерно установленные по ее окружности и с одинаковым шагом основные лопасти, равные по высоте, отличающийся тем, что он дополнительно содержит вспомогательные лопасти, также равномерно установленные по окружности ступицы между основными лопастями и в один ряд с ними, при этом каждая вспомогательная лопасть установлена на ступице с тем же шагом, что и основная, а ее высота не превышает 2/3 высоты основной лопасти.2. Гребной винт по п.1, отличающийся тем, что он содержит одинаковое количество основных и вспомогательных лопастей.3. Гребной винт по п.1, отличающийся тем, что количество вспомогательных лопастей превышает количество основных.

Description

ГРЁШОЙ ВИНТ

Полезная модель относится к области судостроения, а более конкретно - к судовым движетелям, и может найти применение на моторных лодках, катерах и прочих судах различного назначения как тихоходных, так и скоростных, в том числе и на подводных лодках

Из уровня техники известен двухлопастной гребной винт фирмы Ямаха (журнал Катера и яхты, Ш, I99I, с,28), Как и все известные двухлопастные винты, он содерншт ступицу с двутм лопастями, равномерно размещенными на ступице. Такой винт обладаеф дегкостью и имеет небольшой шаг, позволяющий развивать двигателю полные обороты и мовдость при выходе на необходимый режим движения. Данный винт создает хорошую силу тяги, но скорость движения плавучего средства из-за малого шага винта невелика. Известны также гребные винты с регулируемым шагом,(журнал Катера и яхты, W 5, 1990, с,79), ( авт ев, СССР f 450742, авт, ев, СССР р 981097), Эти винты содержат ступицу, в которой установлены комли лопастей, кинематически связанные с механизмом поворота, С помощью этого механизма, размещенного в ступице, можно выбирать оптимальный шаг винта, обеспечивающий наивысшую скорость плавучему средству, в том числе экономичный режим, то есть добиться повышения КПД, Одаако , ступица винта с регулируемым шагом тяжелая и сильно развитая из-за размещения в ней механизма поворота. Вследствие этого ее гидродинамическое сопротивление снижает упор лопастей о воду, Поэтоь коэффициент полезного действия (КПД) такого винта недостаточно высок, К тому же, чем сложнее у6тройствр, оно менее надежно.

Вихрь). Он содержит ступицу, на которой равномерно по ее окружности размещены с одинаковым шагом и равные по высоте три лопасти. Этот гребной винт относится к разряду тяжелых винтов. Поэтому мотор не может сразу развить необходимую мощность и набрать нужное число оборотов, С увеличением нагрузки этот недостаток усиливается. Такой гребной винт, имея большой шаг, позволяет достичь полной скорости плавучего средства, но КПД при малых скоростях, в начальном режиме, когда необходимо преодолеть горб сопротивления, не высок. Поскольку у винта мотора Вихрь большой шаг, то шаговый угол вершины лопасти намного меньше шагового утла основания лопасти, и лопасти, удаленные на 120 друг от друга, с трудом преодолевают сопротивление воды. К томуже, вследствие того, что силу тяги создают вершины лопастей, а основание тормозит,возникает вибрация винта.

Задача полезной модели состоит в том, чтобы гребной винт мог обеспечить максимальную силу тяги и максимально позволял использовать мощность мотора, т.е. имел высокий КПД независимо от нагрузки и скорости судна, и при этом была снижена его вибрация. Задача решена следующим образом: гребной винт, содержащий ступицу и равномерно размещенные по окружности ступи-ды основные лопасти, одинаковые по высоте и имеющие одинаковый шаг, согласно заявляемой полезной модели дополнительно содержит вспомогательные лопасти, равномерно размещенные между основными лопастями и установленные в один ряд с ними, при этом шаг вспомогательной лопасти равен шагу основной лопасти, а ее высота не превышает 2/3 высоты основной лопасти. При этом гребной винт может иметь основные и вспомогательные лопасти в равных количествах, или количество вспомогательных лопастей может превышать количество основных лопастей.

Таким образом заявляемая полезная модель отличается от прототипа тем, что:

-гребной винт дополнительно содержит вспомогательные лопасти ;

-вспомогательные лопасти равномерно размещены между основными лопастями;

-вспомогательные лопасти установлены по окружности ступицы в один ряд с основными лопастями;

-основные и вспомогательные лопасти имеют одинаковый шаг;

-высота вспомогательной лопасти не превышает 2/3 высоты основной лопасти;

-количество вспомогательных лопастей равно количеству основных или превышает количество основных лопастей.

Отличия заявляемого устройства от прототипа говорят о его новизне. Количество лопастей с введением вспомогательных увеличилось в сравнении с прототипом. Нагрузка в этом случае распределяется на все лопасти, значит уменьшается и гидродинамическое давление на лопасти и, следовательно, торможение винта. Поэтому на малых скоростях сопротивление преодолевается с меньшими потерями мощности, то есть с повышенным КПД, Известно, что силу тяги создает часть лопасти у ее вершины, а торможение при вращении винта происходит частью лопасти, прилегающей к основанию. Вспомогательные лопасти, располагаясь по окружности ступицы в один ряд с основными, перекрывают нижнюю часть основных лопастей, т,к, высота их не превышает 2/3 высоты основных лопастей, при этом работают как осевой насос, то есть воду перед гребным винтом отбрасывают назад, создавая дополнительную тягу для основных лопастей и препятствуя торможению гребного винта. Они, имея тот же шаг, что и основные лопасти , как бы нейтрализуют зону торможения винта, а поскольку высота вспомогательных лопастей меньше высоты основных, они не препятствуют достижению полных скоростей. Таким образом, с уменьшением потери мощности на трение лопастей нет препятствий для достижения поянвх скоростей плавучего средства. В связи с тем, что количество лопастей увеличилось, уменьшилась и опасность возникновения кавитации. Следовательно, отличительные от прототипа признаки пзволяют гребному винту как на малых, так и на больших скоростях, с малыми потерями мощности развивать высокую силу тяги, как бы регулируя нагрузку и работая при неизменном щаге подобно винту с регулируемым шагом. Поскольку основные лопасти с наименьшим трудом, чем у про то типа, преодолевают сопротивление воды, то и вибрация та с--кого винта снижена,

Полезная модель поясняется чертежами. На фиг,1 изображен общий вид (вид спереди) одного из вариантов гребного винта, у которого количество вспомогательных лопастей превышает количество основных. На фиг,2 - тот же винт, вид сбоку. На г,3 - вид спереди гребного винта, у которого основных и вспомогательных лопастей равное количество. На фиг,4 - вид сбоку гребного винта на рг,3. Гребной винт содержит ступицу I. На ступице I жестко закреплены, например сваркой, основные лопасти 2: две на фиг,1;2 и четыре на фиг, 3| 4,На ступице винта I по ее окружности в один ряд с основными лопастями 2 и равномерно между ними, а также с тем же шагом, что и лопасти 2, жестко закреплены, например также посредством сварки, вспомогательные лопасти 3: по четыре на фяг, I и 3, Вспомогательные лопасти 3 могут быть установлены по две между основными лопастями2, как показано на фиг, I; и,, иди по одной между основными лопастями 2, как показано на (|иг,3 4, Возможны и другие варианты исполнения, не поясняемые чертежами, т,е, две основные и шесть вспомогательных, три основных и три вспомогательные и т, д. Высота лопасти 3 меньше высоты лопасти 2 и не превышает ее , за высоту принято считать расстояние от входящей в ступицу кромки лопасти до ее вершины. Ступица I с лопастями 2, 3 может быть вшолнена и монолитной, литьем из легкого сплава, например из дюралюминия. Т.к. все лопасти размещены по окружности ступицы равномерно, то угол между основными лопастями на фиг. I составляет 180, а на фиг. 3 - , а между лопастями всеми (и основными, и вспомогательными) у гребного винта на фиг., а на фиг.З - 45, Высота основной лопасти Z может быть выполнена такой же, как у прототипа, т. е . 100 мм Сдля лодочного мотора), а диаметр - 240 мгл. Шаг - ЗООмм, Но варианты выполнения этим не ограничены. Все лопасти выполнены с закругленными вершинами.

Гребной винт работает следующим образом: при включении мотора начинает свое вращение гребной винт. Вспомогательные лопастиЗ, расположенные в один ряд с основными 2, нагнетают воду передоосновными лопастями 2 и отбрасывают ее назад. Они создают дополнительную тягу и уменьшают нагрузку на основные лопасти 2, тем самым они позволяют основным лопастям с наименьшими потерями мощности преодолеть сопротивление воды. Основные лопасти, претерпевая меньшее сопротивление воды, развивают большую силу тяги, причем основная сила тяги создается частью лопасти у ее вершины, т.е. той частью, которая выступает над вспомогательными лопастями 3. Т.к. высота вспомогательных лопастей не превышает 2/3 высоты основных лопастей 2, они препятствуют торможению основных лопастей в той части, где оно и возникает, т. е . у основания лопасти. Гребной винт с наименьшими препятствиями набирает полные обороты, т,е, эффективнее расходует мовдость мотора. Посколы г пространство между лопастями мало разрежено, при выходе плавучего средства на большие скорости кавитация незначительна. Поэтому и на больших скоростях максимально используется мощность мотора. Основные лопасти 2, претерпевая благодаря вспомогательным лопастям 3 меньшее сопротивление воды, лучше скользят по воде и меньше испытывают вибраг яю.

Claims (3)

1. Гребной винт, содержащий ступицу и равномерно установленные по ее окружности и с одинаковым шагом основные лопасти, равные по высоте, отличающийся тем, что он дополнительно содержит вспомогательные лопасти, также равномерно установленные по окружности ступицы между основными лопастями и в один ряд с ними, при этом каждая вспомогательная лопасть установлена на ступице с тем же шагом, что и основная, а ее высота не превышает 2/3 высоты основной лопасти.

2. Гребной винт по п.1, отличающийся тем, что он содержит одинаковое количество основных и вспомогательных лопастей.

3. Гребной винт по п.1, отличающийся тем, что количество вспомогательных лопастей превышает количество основных.