RU2452653C2 - Screw propeller of kalashnikov's design - Google Patents
Screw propeller of kalashnikov's design Download PDFInfo
- Publication number
- RU2452653C2 RU2452653C2 RU2010123070/11A RU2010123070A RU2452653C2 RU 2452653 C2 RU2452653 C2 RU 2452653C2 RU 2010123070/11 A RU2010123070/11 A RU 2010123070/11A RU 2010123070 A RU2010123070 A RU 2010123070A RU 2452653 C2 RU2452653 C2 RU 2452653C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blades
- screw
- water intake
- blade
- convex
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к технике движителей для надводного и подводного транспорта, может быть использовано на пассажирских, транспортных, военных кораблях, подводных лодках, катерах, яхтах и торпедах.The invention relates to the technology of propulsion devices for surface and underwater transport, can be used on passenger, transport, warships, submarines, boats, yachts and torpedoes.
Уровень техникиState of the art
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является гребной винт патента Российской Федерации под номером RU 2108265 С1. За счет ступицы, содержащей лопасти выпукло-вогнутого сечения с винтовой поверхностью, чашеобразной формы, у которых угол наклона к оси винта монотонно уменьшается по мере удаления от оси, при этом винтовая поверхность лопастей имеет форму параболы. Вращение этого винта позволяет повысить тягу за счет принудительного направления захваченной лопастями воды вдоль оси винта. Недостатками этого гребного винта являются расширяющие рассеянные струи во внешнее пространство, не в полной мере вовлечена дополнительная масса воды и присоединения потоков созданного центробежной силой, что снижает эффективность тяги, и вследствие этого низкий КПД.The closest in technical essence to the proposed device is the propeller of the patent of the Russian Federation under the number RU 2108265 C1. Due to the hub containing the blades of a convex-concave section with a screw surface, they are cup-shaped, in which the angle of inclination to the axis of the screw monotonously decreases with distance from the axis, while the screw surface of the blades has the shape of a parabola. The rotation of this screw allows you to increase traction due to the forced direction of the water captured by the blades along the axis of the screw. The disadvantages of this propeller are expanding scattered jets into the outer space, the additional mass of water and the attachment of flows created by centrifugal force are not fully involved, which reduces thrust efficiency, and as a result low efficiency.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Изобретение предназначено для решения технической задачи повышения тяги винта. Технический результат достигается за счет того, что гребной винт фиг.1 содержит 1 ступицу с присоединенными к ней 5 верхними кромками лопастей, лопасти 4 выпукло-вогнутого сечения с винтовой поверхностью, монотонно уменьшающиеся по мере удаления от оси. Нижние 6 кромки лопастей монолитно соединены с 2 полым усеченным конусом, в начале которого 3 водозаборник, в самом начале водозаборника по окружности размещены 7 водозаборные лопатки, которые направляют воду на 4 лопасти. Турбулентный возмущенный поток, который вырывается из водозаборника, лопатки своими задними краями перенаправляют опять на лопасти, так как при вращении создают козырек, вырывающийся поток, сталкиваясь с препятствием, сбрасывается опять на лопасти. Винт может быть на судне как внутри корпуса судна, так и внешним - фиг.1, вне корпуса со 1 ступицей, как у многих гребных винтов. Каждая из этих 4 лопастей имеет некий криволинейный профиль, образованный засасывающей и нагнетающей поверхностями, а также входящей и выходящей кромками. Лопасть выпукло-вогнутая и, равномерно по спирали закручиваясь, сужается, если это касается усеченного конуса фиг.1, или не сужается, если это касается цилиндра, гидродинамическими и прочностными характеристиками. Лопасти имеют 5 верхнюю кромку и 6 нижнюю кромку. Линия, соединяющая крайние, наиболее удаленные точки входящей и выходящей кромок, образует засасывающую и нагнетающую поверхности. Достоинствами этих лопастей является то, что их профиль обеспечивает достаточно равномерное распределение давления по засасывающей и нагнетающей поверхностям лопасти при достаточно малом профильном сопротивлении, а также то, что они имеют уменьшенный пик разрежения на входящей кромке благодаря наличию закругления верхней кромки и закрученной лопасти внутри конуса винта. Профиль лопасти выполнен таким, что линия, образующая засасывающую поверхность, имеет от входящей кромки до выходящей кромки постоянную кривизну. Линия, образующая нагнетающую поверхность, имеет вогнутый участок лопасти и выпуклый участок снаружи. Благодаря вогнутой кривизне нагнетающей поверхности лопастей и выпуклой снаружи между лопастями образуется минимум пространства, которое принуждает поток направляться в заданном направлении и не дает воде рассеиваться, что значительно увеличивает мощность потока. Устройство лопастей винта, проходящих через всю длину, позволяет использовать их особенность в направлении, нагнетании, фокусирования потока и способствует улучшению гидродинамических характеристик винта. Согласно настоящему изобретению лопасть гидродвижителя имеет входящую кромку и выходящую кромку, а также нагнетающую и выпуклую засасывающую поверхности. Участок линии, образующей засасывающую поверхность, выполнен выпуклым и криволинейным. Благодаря существенному смещению точки перегиба линии, образующей нагнетающую поверхность к выходящей кромке, удалось добиться увеличения кривизны вогнутого участка нагнетающей поверхности и соответственно увеличения пика положительного давления в передней части лопасти. Наличие пика положительного давления на нагнетающей поверхности позволяет при сохранении заданной нагнетающей силы лопасти уменьшить сопротивление засасывающей поверхности и соответственно величину разрежения на этой поверхности, а значит, увеличивается и скорость обтекания. Соотношение кривизны засасывающей и нагнетающей поверхностей в районе входящей кромки определяет величину угла безударного входа для заданной величины нагнетающей силы и позволяет добиться отсутствия пиков разрежения в районе входящей кромки для заданного режима работы гидравлического движителя.The invention is intended to solve the technical problem of increasing propeller thrust. The technical result is achieved due to the fact that the propeller of FIG. 1 contains 1 hub with 5 upper edges of the blades attached to it, blades 4 of a convex-concave section with a screw surface, monotonously decreasing with distance from the axis. The lower 6 edges of the blades are monolithically connected with a 2 hollow truncated cone, at the beginning of which there are 3 water inlets, at the very beginning of the water intake around the circumference there are 7 water intake blades that direct water to 4 blades. The turbulent perturbed stream that breaks out of the water intake, the blades redirect back to the blades with their rear edges, since during rotation they create a visor, the erupting stream, when faced with an obstacle, is dumped again onto the blades. The screw can be on the vessel both inside the hull and external - Fig. 1, outside the hull with 1 hub, like many propellers. Each of these 4 blades has a certain curved profile formed by the suction and discharge surfaces, as well as the incoming and outgoing edges. The blade is convex-concave and, twisting uniformly in a spiral, narrows, if it touches the truncated cone of Fig. 1, or does not constrict, if it concerns the cylinder, by hydrodynamic and strength characteristics. The blades have 5 upper edge and 6 lower edge. The line connecting the extreme, farthest points of the incoming and outgoing edges forms a suction and discharge surface. The advantages of these blades are that their profile provides a fairly uniform distribution of pressure on the suction and discharge surfaces of the blades with a sufficiently small profile resistance, as well as the fact that they have a reduced rarefaction peak at the incoming edge due to the curvature of the upper edge and the twisted blade inside the screw cone . The profile of the blade is such that the line forming the suction surface has a constant curvature from the input edge to the output edge. The line forming the injection surface has a concave portion of the blade and a convex portion of the outside. Due to the concave curvature of the discharge surface of the blades and a convex outside between the blades, a minimum of space is formed, which forces the flow to go in a given direction and prevents water from dispersing, which significantly increases the flow power. The device of the rotor blades, passing through the entire length, allows you to use their feature in the direction, discharge, focusing of the flow and helps to improve the hydrodynamic characteristics of the screw. According to the present invention, the hydraulic propeller blade has an inlet edge and an outlet edge, as well as a pumping and convex suction surface. The section of the line forming the suction surface is made convex and curved. Due to a significant shift of the inflection point of the line forming the injection surface to the outgoing edge, it was possible to increase the curvature of the concave portion of the injection surface and, accordingly, increase the peak of positive pressure in the front of the blade. The presence of a peak in positive pressure on the discharge surface allows, while maintaining the predetermined discharge force of the blade, to reduce the resistance of the suction surface and, accordingly, the rarefaction value on this surface, which means that the flow velocity increases. The ratio of the curvature of the suction and discharge surfaces in the region of the inlet edge determines the value of the angle of the shockless inlet for a given value of the injection force and allows to achieve the absence of rarefaction peaks in the region of the inlet edge for a given operating mode of the hydraulic propulsion device.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен вид винта в разрезе с одной лопастью и водозаборными лопатками, всасывающий диаметр винта больше, чем выталкивающий, меньший по диаметру, количество лопастей и водозаборных лопаток распределяются по окружности конуса произвольно, в разумных пределах. На фиг.2 изображен вид профиля лопасти выпукло-вогнутого сечения с винтовой поверхностью, монотонно уменьшающиеся по мере удаления от оси, если это касается формы винта усеченного конуса, при этом винтовая поверхность лопастей выпукло-вогнутая и, равномерно по спирали закручиваясь на 180 градусов, сужается. Линия, соединяющая крайние, наиболее удаленные точки входящей и выходящей, называется хордой сечения и является осью абсцисс, от которой отсчитываются по перпендикуляру к хорде ординаты линий t1 max, образующая засасывающую поверхность, и t2 max, образующая проталкивающую поверхность. Длина хорды обозначается как А в долях. Таким образом, все длины лопасти определяются по хорде в долях В и С, а все толщины - ординатами в долях t1 max и t2 max. Достоинством этой лопасти является то, что ее профиль обеспечивает достаточно равномерное распределение давления по засасывающей и проталкивающей поверхностями при достаточно малом профильном сопротивлении, а также то, что лопасть имеет уменьшенный пик разрежения на входящей кромке благодаря наличию плавного загиба на входящей верхней 9 кромке и нижней 8 кромке, а также закрученной винтовой поверхности. На фиг.3 изображена водозаборная лопатка, которая размещена по окружности водозаборника под произвольном углом и закреплена ее нижним краем 10 за поверхность винта. Верхняя загнутая 11 кромка образует засасывающую поверхностью, где кривизна засасывающей поверхности обозначается в ее самом широком месте как t max, лопатки с одинаковой, произвольной высотой, с загнутыми верхними кромками. Совокупность четырех элементов устройства, а именно: усеченного конуса, где всасывающий диаметр конуса больше, чем выталкивающий, водозаборника, оригинальных лопастей с малым пространством между внешними и внутренними засасывающими и проталкивающими поверхностями и водозаборных лопаток, обеспечивают технический результат по существенному увеличению КПД и мощности потока. Винт может быть на судне как внутри корпуса судна, так и внешним - фиг.1, вне корпуса со ступицей, как у многих гребных винтов. Профиль лопастей винта, проходящих через всю длину конуса, позволяет использовать их особенность в направлении, нагнетании, фокусирования потока и способствует улучшению гидродинамических характеристик винта. Согласно настоящему изобретению лопасть гидродвижителя имеет входящую кромку и выходящую кромку, а также нагнетающую и выпуклую засасывающую поверхности. Участок линии, образующей засасывающую поверхность, выполнен выпуклым и криволинейным. Благодаря существенному смещению точки перегиба линии, образующей нагнетающую поверхность, к выходящей кромке удалось добиться увеличения кривизны вогнутого участка нагнетающей поверхности и соответственно увеличения пика положительного давления в передней части лопасти. Наличие пика положительного давления на нагнетающей поверхности позволяет при сохранении заданной нагнетающей силы лопасти уменьшить сопротивление засасывающей поверхности и соответственно величину разрежения на этой поверхности, а значит, увеличивается и скорость обтекания. Соотношение кривизны засасывающей и нагнетающей поверхностей в районе входящей кромки определяет величину угла безударного входа для заданной величины нагнетающей силы и позволяет добиться отсутствия пиков разрежения в районе входящей кромки для заданного режима работы движителя. Устройство работает следующим образом. Гребной винт фиг.1, состоящий из удлиненного, усеченного 2 конуса, который при вращении 1 ступицы вращается. При вращении винта водозаборные 7 лопатки отбрасывают воду на 4 лопасти, которые закреплены за 1 ступицу, лопасти подхватывают поток и, всасывая, направляют его в вдоль конуса из большего диаметра винта в меньший. В элементе водозаборника возмущенный турбулентный поток, вырывающийся наружу, скидывается опять на лопасти лопатками и потоком, создающимся их вращением. Эксплуатация винта, описанного выше, способствует формированию тяги и весьма повышает эффективность мощности от присоединения потоков лопастями в единый поток, вырывающийся через более узкий диаметр винта.The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a cross-sectional view of a screw with one blade and water intake blades, the screw's suction diameter is larger than the ejector, smaller in diameter, the number of blades and water intake blades are distributed arbitrarily within the cone circumference, within reasonable limits. Figure 2 shows a profile view of the blade of a convex-concave section with a helical surface, monotonously decreasing with distance from the axis, if it relates to the shape of the truncated cone screw, while the screw surface of the blades is convex-concave and twisting 180 degrees uniformly in a spiral, tapers off. The line connecting the outermost, most distant points of the incoming and outgoing, is called the chord of the section and is the abscissa axis, from which the ordinates of the lines t 1 max, forming a suction surface, and t 2 max, forming a pushing surface are counted perpendicular to the chord. The length of the chord is indicated as A in shares. Thus, all blade lengths are determined by the chord in fractions B and C, and all thicknesses are determined by ordinates in fractions t 1 max and t 2 max. The advantage of this blade is that its profile provides a fairly uniform distribution of pressure along the suction and pushing surfaces with a sufficiently small profile resistance, as well as the fact that the blade has a reduced rarefaction peak at the incoming edge due to the presence of a smooth bend at the incoming upper 9 edge and lower 8 edge, as well as a twisted screw surface. Figure 3 shows the water intake blade, which is placed around the circumference of the water intake at an arbitrary angle and is fixed by its
Перечень чертежейList of drawings
Заявляемое изобретение иллюстрируется чертежами, на которых изображено:The invention is illustrated by drawings, which depict:
на фиг.1 - винт в разрезе, с одной лопастью и водозаборными лопатками;figure 1 - screw in the context, with one blade and water intake blades;
на фиг.2 - сечение лопасти согласно изобретению;figure 2 is a section of a blade according to the invention;
на фиг.3 - водозаборная лопатка согласно изобретению.figure 3 - water intake blade according to the invention.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Изобретение относится к судостроению и используется в качестве движителя судна, подруливающих устройств и винтовых колонок. Практически винт может быть использован при строительстве от больших судов типа танкеров, лихтеров, подводных лодок и т.д. и до малогабаритных плавающих средств. Винт можно изготовить монолитно, выплавив из металла с гидрофобным покрытием, либо собрать из отдельных, составных частей. Устройство винта осуществляется следующим образом. Берется 2 усеченный конус, на него крепятся 4 лопасти, которые закрепляются за 1 ступицу, в 3 водозаборнике по окружности крепятся 7 водозаборные лопатки. При вращении ступицы все элементы устройства вращаются вместе, как одно целое.The invention relates to shipbuilding and is used as a mover of the vessel, bow thrusters and screw columns. In practice, the screw can be used in the construction of large vessels such as tankers, lighters, submarines, etc. and to small floating vehicles. The screw can be made in one piece, melted from a metal with a hydrophobic coating, or assembled from separate, component parts. The screw device is as follows. A 2 truncated cone is taken, 4 vanes are attached to it, which are fixed to 1 hub, 7 water vanes are attached around the circumference in a 3 water intake. When the hub rotates, all the elements of the device rotate together as a unit.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010123070/11A RU2452653C2 (en) | 2010-06-08 | 2010-06-08 | Screw propeller of kalashnikov's design |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010123070/11A RU2452653C2 (en) | 2010-06-08 | 2010-06-08 | Screw propeller of kalashnikov's design |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010123070A RU2010123070A (en) | 2011-12-20 |
RU2452653C2 true RU2452653C2 (en) | 2012-06-10 |
Family
ID=45403675
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010123070/11A RU2452653C2 (en) | 2010-06-08 | 2010-06-08 | Screw propeller of kalashnikov's design |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2452653C2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2530355C1 (en) * | 2013-09-03 | 2014-10-10 | Лев Петрович Петренко | Method for manufacturing screw-propeller for various vessels with minimised cavitation effect on its surface (version of russian logics) |
EA027052B1 (en) * | 2014-10-02 | 2017-06-30 | Александр Валерьевич Володько | Water-jet propeller |
RU2778584C1 (en) * | 2021-12-14 | 2022-08-22 | Владимир Александрович Вьюрков | Threaded screw |
WO2023113651A1 (en) * | 2021-12-14 | 2023-06-22 | Акционерное общество "ЗЕНТОРН" | Flow propeller |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5226804A (en) * | 1990-07-09 | 1993-07-13 | General Electric Canada Inc. | Propeller blade configuration |
RU95110823A (en) * | 1995-06-26 | 1997-06-10 | Ю.В. Селезнев | Propeller |
RU2228878C2 (en) * | 2001-08-03 | 2004-05-20 | Востропятов Иван Давыдович | Propeller |
-
2010
- 2010-06-08 RU RU2010123070/11A patent/RU2452653C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5226804A (en) * | 1990-07-09 | 1993-07-13 | General Electric Canada Inc. | Propeller blade configuration |
RU95110823A (en) * | 1995-06-26 | 1997-06-10 | Ю.В. Селезнев | Propeller |
RU2228878C2 (en) * | 2001-08-03 | 2004-05-20 | Востропятов Иван Давыдович | Propeller |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2530355C1 (en) * | 2013-09-03 | 2014-10-10 | Лев Петрович Петренко | Method for manufacturing screw-propeller for various vessels with minimised cavitation effect on its surface (version of russian logics) |
EA027052B1 (en) * | 2014-10-02 | 2017-06-30 | Александр Валерьевич Володько | Water-jet propeller |
RU2778584C1 (en) * | 2021-12-14 | 2022-08-22 | Владимир Александрович Вьюрков | Threaded screw |
WO2023113651A1 (en) * | 2021-12-14 | 2023-06-22 | Акционерное общество "ЗЕНТОРН" | Flow propeller |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010123070A (en) | 2011-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11448232B2 (en) | Propeller blade | |
US10415535B2 (en) | Ship screw, pump screw or turbine screw | |
US6027383A (en) | Marine ducted propeller jet propulsion unit | |
US6431926B1 (en) | Ribbon drive propulsion system and method | |
RU2452653C2 (en) | Screw propeller of kalashnikov's design | |
US20200017181A1 (en) | Apparatus for propelling fluid, especially for propulsion of a floating vehicle | |
WO2003037712A1 (en) | Water jet propelling device of boat | |
US4672807A (en) | Wall thruster and method of operation | |
US9376186B2 (en) | Marine tunnel thruster | |
KR101757471B1 (en) | Propeller hub | |
RU2405713C2 (en) | Screw with cumulative effect | |
KR101523920B1 (en) | Propulsion apparatus for vessel | |
RU2684337C2 (en) | Germov propeller screw | |
RU2114761C1 (en) | Water-jet propulsion plant | |
CN105545817B (en) | A kind of oval spout of hydraulic jet propulsion pump installation | |
CN105545818B (en) | A kind of chamfering square spout of hydraulic jet propulsion pump installation | |
RU2537351C2 (en) | Light-loaded water-jet propeller | |
RU2108265C1 (en) | Propeller | |
RU2109171C1 (en) | Fluid medium stream shaping device | |
RU2102278C1 (en) | Marine water-jet propeller | |
RU2540188C2 (en) | Hydrojet propelling agent | |
RU2056326C1 (en) | Hydrofoil ship water-jet propeller | |
RU2303556C1 (en) | Shipboard water-jet propeller with centrifugal pump | |
RU2538748C1 (en) | Water-jet propeller | |
SU1022858A1 (en) | Arrangement for reducing wave resistance of surface vessel hull |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130609 |