RU129079U1 - PROPELLER SCREW - Google Patents

PROPELLER SCREW Download PDF

Info

Publication number
RU129079U1
RU129079U1 RU2012138247/11U RU2012138247U RU129079U1 RU 129079 U1 RU129079 U1 RU 129079U1 RU 2012138247/11 U RU2012138247/11 U RU 2012138247/11U RU 2012138247 U RU2012138247 U RU 2012138247U RU 129079 U1 RU129079 U1 RU 129079U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
blade
blades
holes
hub
diameter
Prior art date
Application number
RU2012138247/11U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александра Владимировна Славгородская
Андрей Игоревич Богаевский
Антон Васильевич Погодаев
Константин Александрович Молоков
Original Assignee
Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) filed Critical Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу)
Priority to RU2012138247/11U priority Critical patent/RU129079U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU129079U1 publication Critical patent/RU129079U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Гребной винт, содержащий ступицу и лопасти, в каждой из которых выполнены сквозные отверстия, отличающийся тем, что каждая лопасть выполнена в виде тонкой, предпочтительно плоской упругой пластины, выполненной с обтекаемыми кромками, при этом на участке, примыкающем к ступице, лопасть деформирована с образованием складки таким образом, что лопасти придан заданный наклон к плоскости, перпендикулярной продольной оси ступицы, кроме того, конструктивные параметры лопастей определены по формулегде W- момент сопротивления лопасти кручению;В - ширина лопасти;D- диаметр i-го отверстия;δ - толщина лопасти,при этом сквозные отверстия направлены перпендикулярно рабочим поверхностям лопастей, в каждом продольном сечении лопасти суммарная площадь сквозных отверстий не превышает половины площади сечения лопасти, а их диаметр не превышает 5 толщин лопасти.A rowing screw containing a hub and blades, each of which has through holes, characterized in that each blade is made in the form of a thin, preferably flat, elastic plate made with streamlined edges, while in the area adjacent to the hub, the blade is deformed to form folds in such a way that the blades are given a given slope to a plane perpendicular to the longitudinal axis of the hub, in addition, the design parameters of the blades are determined by the formula: W is the moment of resistance of the blade to torsion; B - blade width; D is the diameter of the ith hole; δ is the thickness of the blade, while the through holes are directed perpendicular to the working surfaces of the blades, in each longitudinal section of the blade the total area of the through holes does not exceed half the sectional area of the blade, and their diameter does not exceed 5 blade thicknesses .

Description

Полезная модель относится к области гидродинамики и может быть применена для современных скоростных аппаратов, движущихся в воде целиком или частично скоростных лопастных устройств, которые используются в различных отраслях народного хозяйства, преимущественно в судостроении, а именно для гребных винтов.The utility model relates to the field of hydrodynamics and can be applied to modern high-speed devices moving in water, in whole or in part, at high-speed blade devices, which are used in various sectors of the national economy, mainly in shipbuilding, namely for propellers.

Одной из самых актуальных проблем при работе двигателей малых и крупных судов является кавитация жидкости при движении - образование газовых пузырьков при пониженном давлении, которые стремятся сжаться с такой силой, что в результате образуются вмятины и дыры. Разница давлений вдоль кромок лопастей возникает при вращении винта, который перегоняет жидкость из одной камеры насоса в другую.One of the most pressing problems in the operation of engines of small and large vessels is the cavitation of liquid during movement — the formation of gas bubbles under reduced pressure, which tend to compress with such force that dents and holes form as a result. The pressure difference along the edges of the blades occurs when the screw rotates, which distills the fluid from one pump chamber to another.

Одной из причин кавитации лопастей гребных винтов является нагрев поверхности, значительно понижающий предел текучести (напряжение, соответствующее началу заметных пластических деформаций и сопровождающихся разогревом материала).One of the reasons for cavitation of the propeller blades is surface heating, which significantly reduces the yield strength (stress corresponding to the onset of noticeable plastic deformations and accompanied by heating of the material).

Известен винтовой движитель (см. патент РФ 2200113, МПК В63Н 1/24, В64С 11/24, дата публикации 10.03.2003), содержащий пустотелые лопасти, соединенные через внутренний канал с внешней средой и имеющие на засасывающей поверхности локальную систему выпускных отверстий.Known screw propulsion device (see RF patent 2200113, IPC B63H 1/24, B64C 11/24, publication date 03/10/2003) containing hollow blades connected through an internal channel to the external environment and having a local outlet system on a suction surface.

К недостаткам данной конструкции можно отнести повышенную трудоемкость изготовления.The disadvantages of this design include the increased complexity of manufacturing.

В качестве ближайшего аналога принят гребной винт (см. патент РФ 2094304, МПК В63Н 1/18, В63Н 1/26, дата публикации 27.10.1997), содержащий ступицу с лопастями, в каждой из которых выполнены сквозные отверстия.As the closest analogue, a propeller is adopted (see RF patent 2094304, IPC B63H 1/18, B63H 1/26, publication date 10.27.1997) containing a hub with blades, each of which has through holes.

Недостатками ближайшего аналога являются повышенная материалоемкость и нагрев поверхностей лопастей гребного винта в процессе эксплуатации.The disadvantages of the closest analogue are increased material consumption and heating of the surfaces of the propeller blades during operation.

Технической задачей данной полезной модели является разработка гребного винта с улучшенными эксплуатационными характеристиками.The technical task of this utility model is the development of a propeller with improved performance.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в повышении эффективности работы гребного винта вследствие следующих факторов:The technical result achieved when solving the problem is expressed in increasing the efficiency of the propeller due to the following factors:

- снижение температуры поверхности лопастей за счет их упругой деформации;- lowering the surface temperature of the blades due to their elastic deformation;

- уменьшение гидродинамического сопротивления за счет образования так называемых искусственных каверн в виде сквозных отверстий, создающих эффект удержания пограничного слоя;- reduction of hydrodynamic resistance due to the formation of so-called artificial cavities in the form of through holes, creating the effect of retaining the boundary layer;

- возможность определения оптимального расположения сквозных отверстий при известном направлении деформаций позволяет повысить надежность конструкции при длительной эксплуатации;- the ability to determine the optimal location of through holes with a known direction of deformation can improve the reliability of the structure during long-term operation;

- снижение трудоемкости и материалоемкости.- reduction of labor and material consumption.

Поставленная задача решается тем, что в гребном винте, содержащем ступицу и лопасти, в каждой из которых выполнены сквозные отверстия, каждая лопасть выполнена в виде тонкой, предпочтительно плоской упругой пластины, выполненной с обтекаемыми кромками, при этом на участке, примыкающем к ступице, лопасть деформирована с образованием складки таким образом, что лопасти придан заданный наклон к плоскости перпендикулярной продольной оси ступицы, кроме того конструктивные параметры лопастей определены по формуле:The problem is solved in that in the propeller containing the hub and the blades, in each of which through holes are made, each blade is made in the form of a thin, preferably flat, elastic plate made with streamlined edges, while the blade adjacent to the hub deformed with the formation of a fold in such a way that the blades are given a given slope to the plane perpendicular to the longitudinal axis of the hub, in addition, the design parameters of the blades are determined by the formula:

Figure 00000003
Figure 00000003

где Wt - момент сопротивления лопасти кручению;where W t is the moment of resistance of the blade to torsion;

В - ширина лопасти;B is the width of the blade;

Dj - диаметр i-ого отверстия;D j is the diameter of the i-th hole;

δ - толщина лопасти,δ is the thickness of the blade,

При этом сквозные отверстия направлены перпендикулярно рабочим поверхностям лопастей, в каждом продольном сечении лопасти суммарная площадь сквозных отверстий не превышает половины площади сечения лопасти, а их диаметр не превышает 5 толщин лопасти. На фиг.1 изображен гребной винт в плане. На фиг.2 изображен вид сбоку лопасти гребного винта. На чертежах показана ступица 1, на которой закреплены лопасти 2, деформированные с образованием складки 3, причем в каждой из лопастей 2 выполнены сквозные отверстия 4. Толщина лопасти гребного винта показана условно.In this case, the through holes are directed perpendicular to the working surfaces of the blades, in each longitudinal section of the blade, the total area of the through holes does not exceed half the cross-sectional area of the blade, and their diameter does not exceed 5 blade thicknesses. Figure 1 shows the propeller in plan. Figure 2 shows a side view of the propeller blade. The drawings show the hub 1, on which the blades 2 are fixed, deformed to form a crease 3, and through holes 4 are made in each of the blades 2. The thickness of the propeller blade is conventionally shown.

Заявляемое устройство работает следующим образом. При вращении надетого на гребной вал (на чертежах не показан) гребного винта возникает разница давлений на нагнетающих и засасывающих поверхностях лопастей 2, вследствие чего образуется подъемная сила, одна из составляющих которой направлена противоположно направлению движения судна и создает упор - силу, толкающую судно вперед.The inventive device operates as follows. When the propeller is worn on a propeller shaft (not shown in the drawings), a pressure difference occurs on the discharge and suction surfaces of the blades 2, as a result of which a lifting force is formed, one of the components of which is directed opposite to the direction of movement of the vessel and creates an emphasis - the force pushing the vessel forward.

Сквозные отверстия 4, через которые происходит переток жидкости с нагнетающих на засасывающие поверхности лопастей 2, создают эффект удержания пограничного слоя и тем самым позволяют уменьшить кавитацию, а выполнение лопастей 2 в виде тонких, предпочтительно плоских упругих пластин позволяет снизить температуру рабочих поверхностей.The through holes 4 through which the fluid flows from the blades 2 injecting onto the suction surfaces create the effect of retaining the boundary layer and thereby reduce cavitation, and the blades 2 being made in the form of thin, preferably flat, elastic plates allows lowering the temperature of the working surfaces.

Claims (1)

Гребной винт, содержащий ступицу и лопасти, в каждой из которых выполнены сквозные отверстия, отличающийся тем, что каждая лопасть выполнена в виде тонкой, предпочтительно плоской упругой пластины, выполненной с обтекаемыми кромками, при этом на участке, примыкающем к ступице, лопасть деформирована с образованием складки таким образом, что лопасти придан заданный наклон к плоскости, перпендикулярной продольной оси ступицы, кроме того, конструктивные параметры лопастей определены по формулеA rowing screw containing a hub and blades, each of which has through holes, characterized in that each blade is made in the form of a thin, preferably flat, elastic plate made with streamlined edges, while in the area adjacent to the hub, the blade is deformed to form folds so that the blades are given a given slope to a plane perpendicular to the longitudinal axis of the hub, in addition, the design parameters of the blades are determined by the formula W t = B i = 1 n D i 3 δ 3
Figure 00000001
W t = B - i = one n D i 3 δ 3
Figure 00000001
,,
где Wt - момент сопротивления лопасти кручению;where W t is the moment of resistance of the blade to torsion; В - ширина лопасти;B is the width of the blade; Dj - диаметр i-го отверстия;D j is the diameter of the i-th hole; δ - толщина лопасти,δ is the thickness of the blade, при этом сквозные отверстия направлены перпендикулярно рабочим поверхностям лопастей, в каждом продольном сечении лопасти суммарная площадь сквозных отверстий не превышает половины площади сечения лопасти, а их диаметр не превышает 5 толщин лопасти.
Figure 00000002
while the through holes are directed perpendicular to the working surfaces of the blades, in each longitudinal section of the blade, the total area of the through holes does not exceed half the cross-sectional area of the blade, and their diameter does not exceed 5 blade thicknesses.
Figure 00000002
RU2012138247/11U 2012-09-06 2012-09-06 PROPELLER SCREW RU129079U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012138247/11U RU129079U1 (en) 2012-09-06 2012-09-06 PROPELLER SCREW

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012138247/11U RU129079U1 (en) 2012-09-06 2012-09-06 PROPELLER SCREW

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU129079U1 true RU129079U1 (en) 2013-06-20

Family

ID=48786912

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012138247/11U RU129079U1 (en) 2012-09-06 2012-09-06 PROPELLER SCREW

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU129079U1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2585180C1 (en) * 2015-04-23 2016-05-27 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Screw
RU2585209C1 (en) * 2015-04-23 2016-05-27 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Screw
RU2652333C1 (en) * 2017-01-20 2018-04-25 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова (САФУ) Screw-propeller of propulsion systems

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2585180C1 (en) * 2015-04-23 2016-05-27 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Screw
RU2585209C1 (en) * 2015-04-23 2016-05-27 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Screw
RU2652333C1 (en) * 2017-01-20 2018-04-25 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова (САФУ) Screw-propeller of propulsion systems

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Prempraneerach et al. The effect of chordwise flexibility on the thrust and efficiency of a flapping foil
Clark et al. Thrust production and wake structure of a batoid-inspired oscillating fin
RU129079U1 (en) PROPELLER SCREW
US4949919A (en) Foil
Fish et al. Marine applications of the biomimetic humpback whale flipper
CN105117564B (en) A kind of the pump-jet propulsor hydraulic model and its design method of stator before rotor circumferential direction asymmetric arrangement
US20150017385A1 (en) Passive drag modification system
DE502008000400D1 (en) Rudder arrangement for ships at higher speeds with a cavitation-reducing, twisted, in particular Vollschweberuder
Cleaver et al. Thrust enhancement due to flexible trailing-edge of plunging foils
CN104859820B (en) Propeller for two-stage duct type boat
CA2979078C (en) Flow fin
EP2447153A1 (en) Method of enhancing the output efficiency of a propeller and reducing the noise thereof
Sánchez-Caja et al. Study of end-plate shape variations for tip loaded propellers using a RANSE solver
JP6638941B2 (en) Ship rudder with stern fins
RU126315U1 (en) PROPELLER SCREW
Alben Flapping propulsion using a fin ray
CA3033214A1 (en) A propulsion device
FR2587675A1 (en) Ailerons having self-deforming reversible profiles
SE449594B (en) CANAD PADDLING PADS SHEET
WO2006020867A2 (en) Injection molded paddle blade
US20120107130A1 (en) Method of enhancing the output efficiency of a propeller and reducing the noise thereof
RU109090U1 (en) PROPELLER SCREW
KR102560264B1 (en) A high-effective pump whose impeller engraved riblets pattern
Hutchison et al. Development of a CFD model for an oscillating hydrofoil
RU140150U1 (en) PROPELLER SCREW

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20180907