RU18691U1 - Судовой движитель - Google Patents

Abstract

Судовой движитель, содержащий передний гребной винт и соосно с ним расположенный задний гребной винт противоположного вращения, отличающийся тем, что по меньшей мере лопасти заднего гребного винта закреплены в ступице подвижно, причем каждая лопасть установлена с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси, проходящей через корневую часть лопасти и расположенной параллельно оси гребного вала, при этом каждая лопасть гребных винтов установлена с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси на угол ±10.

Description

СУДОВОЙ ДВИЖРГГЕЛЬ

Полезная модель относится к области судостроения, в частности, к судовым движителям, а более конкретно, к судовым лопастным движителям типа соосные гребные врпггы (СГВ) противоположного вращения.

Известен судовой движитель, например лопастной движитель, содержащий соосные гребные винты противоположного вращения в составе поворотной колонки, включающ горизонтальную и вертикальную линию приводных валов (см. NAVIGATOR, the Yearbook of the Finnish marine industry 1996, p. 46).

Недостатком указанного судового движителя является повышенный уровень вибрации заднего гребного вала соосной пары.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому, принятым за прототип изобретения, является судовой движитель, содержащий два соосных гребных вршта противоположного вращения, приводящихся во вращение одним двигателем посредством гребных валов, один из которых имеет полость, а другой (вал заднего гребного винта) размещен в этой полости (см. ж.Фзшэ-но-кагаку, VO1 41, № 11, 1988г.).

Конструкция прототипа предусматривает использование заднего гребного винта противоположного вращения, что обеспечивает

2001100934

- - .- . :---.- - „ -;вг«и Tiiil Ш111 1Ю

55: i . МПК В63Н 1/28, 3/02, 5/10

утилизацию энергии закрученной струи за передним гребным винтом и повышает кпд движителя на 10 - 14%.

Недостатком указанного прототипа является повышенный уровень пульсаций давлений от лопастей заднего гребного винта соосной пары, а также увеличение периодических сил гидродинамической природы на заднем гребном винте по сравнению с одиночным гребным винтом. Кроме того, прототип обладает максимальной гидродинамической эффективностью только на режиме проектной нагрузки. При других нагрузках (в т. ч. во всем диапазоне повышенных нагрузок, т. е. при плавании судна в штормовых условиях, при разгоне судна, при преодолении горба сопротивления для судов с динамическими принципами поддержания и т.п.) в результате разбалансировки СРВ по моментным характеристикам их гидродинамическая эффективность снижается вследствие наличия остаточной закрутки потока за задним гребным винтом.

Предлагаемая полезная модель направлена на улучшение эксплуатационных характеристик судового движителя, а именно: уменьшение пульсируюш:их давлений от движителя и периодических сил на элементах движителя, а также увеличение кпд на режимах, не соответствуюших проектному.

Указанный технический результат достигается тем, что в судовом движителе, содержаш;им передний гребной винт и соосно с ним расположенный задний гребной винт противоположного врашения, по меньшей мере лопасти заднего гребного винта закреплены в ступице подвижно, причем каждая лопасть установлена с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси, проходяшей через корневую часть лопасти и

расположенной параллельно оси гребного вала. При этом каждая лопасть гребных винтов установлена с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси на угол ±10°.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором схематично изображен вид сбоку (разрез) судового движителя.

Примером конкретного вьшолнения заявляемого технического решения является судовой движитель, содержащий полый вал 1, во внутренней полости которого размещен вал 2. На валу 2 закреплена ступица 3 заднего гребного винта, в которой выполнены пазы 4. В пазах 4 размещены коренные части 5 лопастей 6, крторые установлены подвижно относительно ступицы 3, при этом коренная часть 5 лопасти 6 может бьпъ подвижно закреплена на валу 7, жестко закрепленным в пазу 4 и проходящим через отверстие 8, которое выполнено в коренной части 5 или коренная часть 5 лопасти 6 может бьггь жестко закреплена на валу 7, который подвижно закреплен, например в подшипниках 9. На валу 1 закреплена ступица 10 переднего гребного вршта, на которой закреплены лопасти 11, которые могут быть установлены неподвижно относительно указанной ступицы 10 или подвижно. При подвижной установке лопастей 11 их корневые части 12 закреплены аналогично корневым частям 5 лопастей 6 заднего гребного винта. Лопасти 6 и 11 заднего гребного винта и переднего гребного винта соответственно установлены с возможностью поворота в плоскости диска соответствующего винта на угол ±10°.

Судовойдвижитель работает следующим образом. На

вращающуюся в составе заднего гребного винта лопасть 6 действует центробежный и гидродинамический моменты относительно вала 7, обусловленные центробежной силой и гидродршамической силой.

Действие моментов противоположно, причем, относительному перемещению лопасти 6 в направлении, противоположном ее вращению вместе с движителем, соответствует з еличение момента от центробежной силы и уменьшение момента от гидродинамической силы. При отклонении же лопасти 6 в противоположном направлении наблюдается обратная картина. Таким образом, положение лопасти 6 на ступице 3 определяется равенством действующих взаимнопротивоположных моментов. Причем, в зависимости от режима работы движителя (относительной поступи), положение лопасти 6 на ступице 3 будет разным. Аналогично изменяют свое положение и лопасти И переднего гребного винта при подвижном закреплении их в ступице 10. При этом изменяются в сравнении с винтом с неподвижными лопастями его гидродинамические характеристики, поскольку указанные перемещения (относительно вала 7, несовпадающего с осью движителя) приводят к изменению геометрических характеристик винта, обеспечивая высокие пропульсивные характеристики в широком диапазоне режимов работы.

В случае неравномерного натекающего потока на лопасти возникают переменные гидродинамические нагрузки, вследствие чего лопасть начинает колебаться, образуя колебательную систему, где в качестве восстанавливающих сил выступают силы инерции, а в качестве возмущающих - переменные гидродинамические нагрузки. Частота собственных колебаний зависит от геометрии лопастей и их массовых характеристик, изменяясь пропорционально частоте вращения винта. Анализ частот собственных колебаний показал, что они меньше частоты вращения гребного вала. В результате, по отношению к возмущающим гидродинамическим нагрузкам, действующим в плоскости диска

движителя, каждая лопасть колеблется в зарезонансном режиме так, что переменные гидродинамические силы в указанной плоскости в значительной степени компенсируются инерционными силами и на ступицу не передаются. По этой причине виброакпшность винта со «свободно перемещающимися лопастями и создаваемые им пульсирующие давления меньше по сравнению с их жестким креплением на ступице.

Таким образом, заявленный судовой движитель позволяет снизить уровень пульсаций давлений на корпусе судна, уменьшить периодические гидродинамические силы на гребных винтах и увеличить кпд движителя на непроектных режимах.

Директор Г

Романов В.А.

Claims (1)

1. Судовой движитель, содержащий передний гребной винт и соосно с ним расположенный задний гребной винт противоположного вращения, отличающийся тем, что по меньшей мере лопасти заднего гребного винта закреплены в ступице подвижно, причем каждая лопасть установлена с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси, проходящей через корневую часть лопасти и расположенной параллельно оси гребного вала, при этом каждая лопасть гребных винтов установлена с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси на угол ±10^o.