RU2647406C1 - Ejector two-circuit water jet propeller for underwater vehicles - Google Patents

Ejector two-circuit water jet propeller for underwater vehicles Download PDF

Info

Publication number
RU2647406C1
RU2647406C1 RU2016140306A RU2016140306A RU2647406C1 RU 2647406 C1 RU2647406 C1 RU 2647406C1 RU 2016140306 A RU2016140306 A RU 2016140306A RU 2016140306 A RU2016140306 A RU 2016140306A RU 2647406 C1 RU2647406 C1 RU 2647406C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
main
annular
jet nozzle
additional
shaped body
Prior art date
Application number
RU2016140306A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Федорович Задонцев
Федор Владимирович Задонцев
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ)
Владимир Федорович Задонцев
Федор Владимирович Задонцев
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 бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ), Владимир Федорович Задонцев, Федор Владимирович Задонцев filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ)
Priority to RU2016140306A priority Critical patent/RU2647406C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2647406C1 publication Critical patent/RU2647406C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H11/00—Marine propulsion by water jets
    • B63H11/02—Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water
    • B63H11/10—Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water having means for deflecting jet or influencing cross-section thereof
    • B63H11/103—Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water having means for deflecting jet or influencing cross-section thereof having means to increase efficiency of propulsive fluid, e.g. discharge pipe provided with means to improve the fluid flow

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Jet Pumps And Other Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: ship building.
SUBSTANCE: invention relates to shipbuilding, in particular to construction of water jet propeller for underwater vehicles. Ejector two-circuit water jet propeller for underwater vehicles contains a main ring-shaped body with annular inner contour for water streams movement. In the main ring-shaped body, water intake with aerodynamic guide vanes, propeller, straightening profiled blades and jet nozzle are successively located. Water jet propeller is equipped with additional ring-shaped body with annular outer contour for water streams movement. Additional annular body is rigidly connected to outer surface of main annular body by aerodynamic profile divider ribs and is installed coaxially with main ring-shaped body with displacement of additional annular body introduced into water inlet device with respect to water intake of the main annular body with formation after propeller of jet nozzle common cut of main annular body and additional ring-shaped body introduced into jet nozzle device. Before introducing rectified profiled blades into device, iris diaphragm is installed in nozzle critical section, and teardrop fairing is fixed along axis of symmetry at outlet of adjustable jet nozzle.
EFFECT: increase in thrust is achieved while maintaining energy costs on propeller and increasing propulsive characteristics of the propulsion device.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к судостроению, преимущественно к конструкции водометного движителя для подводных аппаратов, и может быть использовано для надводных судов со сравнительно большой осадкой.The invention relates to shipbuilding, mainly to the design of a water-jet propulsion system for underwater vehicles, and can be used for surface vessels with a relatively large draft.

Известен водометный движитель для подводной лодки проекта 941 «Акула», содержащий два низкооборотных малошумных семилопастных гребных винта фиксированного шага, каждый из которых для уменьшения уровня шума помещен в кольцеобразную насадку, расположенные в кормовой оконечности подводной лодки (Подводные лодки проекта 941 «Акула» / Википедия / [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL:: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D0%B4%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%BB%D0%BE%D0%B4%D0%BA%D0%B8_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B5%D0%BA%D1%82%D0%B0_941_%C2%AB%D0%90%D0%BA%D1%83%D0%BB%D0%B0%C2%BB#.D0.9A.D0.BE.D1.80.D0.BF.D1.83.D1.81 (дата обращения: 28.06.2016). - Загл. с экрана).A well-known water-jet propulsion device for a project 941 Akula submarine containing two low-speed, low-noise, seven-bladed fixed-pitch propellers, each of which is placed in an annular nozzle located in the aft end of the submarine to reduce noise level (Project 941 Akula / Wikipedia submarines / [Electronic resource]. - Access mode: URL :: https://en.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D0%B4%D0%B2%D0%BE%D0%B4% D0% BD% D1% 8B% D0% B5_% D0% BB% D0% BE% D0% B4% D0% BA% D0% B8_% D0% BF% D1% 80% D0% BE% D0% B5% D0% BA% D1% 82% D0% B0_941_% C2% AB% D0% 90% D0% BA% D1% 83% D0% BB% D0% B0% C2% BB # .D0.9A.D0.BE.D1.80 .D0.BF.D1.83.D1.81 (accessed: 06/28/2016) .- For l. screen).

Основным недостатком известного водометного движителя для подводной лодки проекта 941 «Акула» является малая сила тяги при сохранении затрат энергии на гребном винте и, следовательно, пониженная максимальная крейсерская скорость движения подводной лодки, так как гребной винт, помещенный в кольцеобразную насадку, всегда снижает максимальный гидродинамический коэффициент полезного действия из-за сравнительно большого гидравлического сопротивления (О работе винта, помещенного в кольце. Кольцевое крыло / [Электронный ресурс]. - Режим доступа URL: http/www.stroimsamolet.ru/069.php (дата обращения: 28.06.2016). - Загл. с экрана).The main disadvantage of the well-known water-jet propulsion device for the Project 941 Shark submarine is its low thrust force while maintaining energy costs on the propeller and, therefore, the reduced maximum cruising speed of the submarine, since the propeller placed in the annular nozzle always reduces the maximum hydrodynamic coefficient of performance due to the relatively high hydraulic resistance (On the operation of the screw placed in the ring. Ring wing / [Electronic resource]. - Access mode PA URL: http / www.stroimsamolet.ru / 069.php (reference date: 28.06.2016) - Zagli screen)...

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является одновальный водометный движитель для подводной лодки, принятый за прототип, содержащий кольцеобразный корпус, являющийся основным, с кольцеобразным внутренним контуром для движения водных потоков, образованным внутренней поверхностью последнего. В основном кольцеобразном корпусе последовательно расположены водозаборник с аэродинамическими профилированными направляющими лопатками, жестко соединяющими основной кольцеобразный корпус с кормовой оконечностью подводного аппарата, гребной винт, спрямляющие профилированные лопатки и реактивное сопло, установленное на выходе из корпуса (АПЛ проекта 955 «Борей» «Юрий Долгорукий» / [Электронный ресурс]. - Режим доступа URL: http://flotproekt.ru/35-proekta-955-borey.html (дата обращения: 28.06.2016). - Загл. с экрана).Closest to the proposed invention in technical essence and the achieved result is a single-shaft jet propulsion device for a submarine, adopted as a prototype, containing an annular housing, which is the main one, with an annular inner contour for the movement of water flows formed by the inner surface of the latter. In the main ring-shaped hull, a water intake is sequentially arranged with aerodynamic profiled guide vanes rigidly connecting the main ring-shaped hull with the aft end of the underwater vehicle, a propeller, straightening profiled blades and a jet nozzle installed at the exit from the hull (Yury Dolgorukiy, project 955 Borey, / [Electronic resource]. - Access mode URL: http://flotproekt.ru/35-proekta-955-borey.html (accessed: 06/28/2016). - Heading from the screen).

В качестве основных недостатков, ограничивающих функциональные возможности описанного одновального водометного движителя для подводной лодки, можно отметить малую тягу при сохранении затрат энергии на гребном винте и невысокие пропульсивные характеристики движителя, обусловленные отсутствием управления вектором тяги при относительно небольшой массе истечения потока воды через реактивное сопло.The main drawbacks that limit the functionality of the described single-shaft jet propulsion system for a submarine are low thrust while maintaining energy consumption on the propeller and low propulsive characteristics of the propulsion due to the lack of thrust vector control with a relatively small mass of water flow through the jet nozzle.

В основе изобретения лежит техническая проблема увеличения тяги при сохранении затрат энергии на гребном винте и управлении вектором тяги за счет величины протекающей массы водного потока, а также повышения пропульсивных характеристик движителя, приводящего к существенному улучшению тактико-технических характеристик подводного аппарата, путем изменения направления течения водной струи из реактивного сопла относительно оси симметрии движителя.The invention is based on the technical problem of increasing traction while maintaining energy costs on the propeller and controlling the thrust vector due to the magnitude of the flowing mass of the water stream, as well as increasing propulsive characteristics of the propulsion device, which leads to a significant improvement in the tactical and technical characteristics of the underwater vehicle by changing the direction of the water flow jet from a jet nozzle relative to the axis of symmetry of the propulsion.

Поставленная задача решается тем, что эжекторный двухконтурный водометный движитель для подводных аппаратов, содержащий основной кольцеобразный корпус с кольцеобразным внутренним контуром для движения водных потоков, образованным внутренней поверхностью последнего, в основном кольцеобразном корпусе последовательно расположены водозаборник с аэродинамическими направляющими лопатками, жестко соединяющими основной кольцеобразный корпус с кормовой оконечностью подводного аппарата, гребной винт, спрямляющие профилированные лопатки и реактивное сопло, согласно изобретению снабжен дополнительным кольцеобразным корпусом с кольцеобразным наружным контуром для движения водных потоков, образованным внешней поверхностью основного кольцеобразного корпуса и внутренней поверхностью дополнительного кольцеобразного корпуса. При этом дополнительный кольцеобразный корпус жестко соединен с внешней поверхностью основного кольцеобразного корпуса разделительными ребрами аэродинамического профиля и установлен соосно основному кольцеобразному корпусу со смещением введенного в устройство водозаборника дополнительного кольцеобразного корпуса относительно водозаборника основного кольцеобразного корпуса с образованием после гребного винта общего среза реактивного сопла основного кольцеобразного корпуса и введенного в устройство реактивного сопла дополнительного кольцеобразного корпуса. Введенное в устройство регулируемое реактивное сопло сформировано реактивными соплами основного и дополнительного кольцеобразных корпусов и введенной в устройство камерой смешения, выполненной в виде участка дополнительного кольцеобразного корпуса. По образующей камеры смешения имеются отверстия с подвижными регулируемыми заслонками. Перед введенными в устройство спрямляющими профилированными лопатками в критическом сечении сопла установлена ирисовая диафрагма, и на выходе регулируемого реактивного сопла по оси симметрии закреплен каплевидный обтекатель.The problem is solved in that the ejector dual-circuit jet propulsion device for underwater vehicles, comprising a main ring-shaped body with an annular internal contour for the movement of water flows, formed by the inner surface of the latter, in the main ring-shaped body, a water intake with aerodynamic guide vanes rigidly connecting the main ring-shaped body with aft end of the underwater vehicle, propeller, straightening profiled blades and the jet nozzle according to the invention is provided with an additional annular body with an annular external contour for the movement of water flows, formed by the outer surface of the main annular body and the inner surface of the additional annular body. In this case, the additional annular body is rigidly connected to the outer surface of the main annular body by dividing ribs of the aerodynamic profile and is installed coaxially with the main annular body with the offset of the additional annular body introduced into the intake device relative to the water intake of the main annular body with the formation of a common cut of the jet nozzle of the main annular body after the propeller and the nozzle inserted into the device tionary ring-shaped body. The adjustable jet nozzle introduced into the device is formed by the jet nozzles of the main and additional annular bodies and a mixing chamber introduced into the device, made in the form of a section of the additional annular body. Along the generatrix of the mixing chamber there are openings with movable adjustable dampers. An iris diaphragm is installed in front of the nozzle into the critical section of the nozzle and introduced into the device at the outlet of the adjustable jet nozzle along the axis of symmetry.

Основной и дополнительный кольцеобразные корпуса могут быть выполнены в виде конусов, сходящихся в направлении выхода регулируемого реактивного сопла.The main and additional annular bodies can be made in the form of cones converging in the exit direction of the adjustable jet nozzle.

Увеличение тяги и улучшение пропульсивных характеристик движителя при сохранении затрат энергии на гребном винте во внутреннем контуре, предназначенном для движения высоконапорного водного потока, обусловлено введением регулируемого реактивного сопла в виде эжектора, который сформирован реактивными соплами основного и дополнительного кольцеобразными корпусами после гребного винта основного корпуса и введенной в устройство камерой смешения, выполненной в виде участка дополнительного кольцеобразного корпуса после среза названных реактивных сопел, с установленными в наименьшем поперечном сечении регулируемого реактивного сопла ирисовой диафрагмы и на выходе из регулируемого реактивного сопла - каплевидного обтекателя. Дополнительная эжекция массы водного потока из внешней окружающей водной среды, возникающая при использовании введенного в движитель регулируемого реактивного сопла в виде эжектора для обеспечения движения дополнительного скоростного водного потока по наружному контуру, существенно увеличивает тягу при сохранении затрат энергии на гребном винте, а каплевидный обтекатель препятствует сужению, то есть уменьшению эффективной площади водной струи, сопровождаемой уменьшением скорости увеличенной массы водного потока за регулируемым реактивным соплом, и результатом является повышение пропульсивных характеристик, существенно улучшающих тактико-технические характеристики подводного аппарата. Ирисовая диафрагма, установленная в наименьшем поперечном сечении регулируемого реактивного сопла, позволяет плавно изменять величину площади поперечного критического сечения сопла и таким образом управлять вектором тяги по величине. При частичном или полном закрытии ирисовой диафрагмой поперечного критического сечения регулируемого реактивного сопла скоростной водный поток, вытекающий из внутреннего контура основного кольцеобразного корпуса через реактивное сопло в камеру смешения, направляется в наружный контур дополнительного кольцеобразного корпуса и через водозаборник вытекает во внешнюю окружающую водную среду, и возникающая тяга приводит в движение аппарат в противоположном направлении крейсерскому режиму движения. Осесимметричное отклонение реактивного водного потока можно добиться с помощью гидродинамического управления вектором тяги за счет асимметрической подачи управляющей водной струи в тракт регулируемого реактивного сопла. Неосевое истечение из камеры смешения водного потока и действие его под углом в направлении к оси регулируемого реактивного сопла на высокоскоростной водный поток, вытекающий из внутреннего контура через сопло, происходит в результате направленного действия управляющей струи воды, подаваемой через отверстия в дополнительном корпусе камеры смешения, открытие и закрытие которых осуществляется подвижными регулируемыми заслонками.The increase in thrust and the improvement of propulsive characteristics of the propulsion device while maintaining the energy consumption of the propeller in the internal circuit designed for high-pressure water flow is due to the introduction of an adjustable jet nozzle in the form of an ejector, which is formed by jet nozzles of the main and additional ring-shaped bodies after the propeller of the main body and introduced into the device by a mixing chamber, made in the form of a section of an additional annular body after a slice of these jet nozzles with installed in the smallest cross-section of the adjustable jet nozzle of the iris diaphragm and at the exit from the adjustable jet nozzle is a drop-shaped fairing. The additional ejection of the mass of the water flow from the external aqueous medium, which occurs when using an adjustable jet nozzle introduced into the propulsion device in the form of an ejector to ensure the movement of the additional high-speed water flow along the external circuit, significantly increases traction while maintaining energy costs on the propeller, and the teardrop-shaped cowling prevents narrowing , that is, a decrease in the effective area of the water stream, accompanied by a decrease in the speed of the increased mass of the water stream beyond the controlled p an active nozzle, and the result is an increase in propulsion characteristics that significantly improve the tactical and technical characteristics of the underwater vehicle. The iris diaphragm installed in the smallest cross section of the adjustable jet nozzle allows you to smoothly change the area of the critical cross section of the nozzle and thus control the thrust vector in magnitude. When the transverse critical section is partially or completely closed by the iris diaphragm of the adjustable jet nozzle, the high-speed water flow flowing from the inner loop of the main ring-shaped body through the jet nozzle into the mixing chamber is directed to the outer loop of the additional ring-shaped body and flows through the intake into the external surrounding water environment, and the resulting traction drives the vehicle in the opposite direction to the cruising mode of movement. The axisymmetric deviation of the reactive water stream can be achieved by hydrodynamic control of the thrust vector due to the asymmetric feed of the control water stream into the path of the adjustable jet nozzle. Non-axial outflow from the mixing chamber of the water stream and its action at an angle towards the axis of the adjustable jet nozzle on the high-speed water stream flowing from the internal circuit through the nozzle occurs as a result of the directed action of the control jet of water supplied through the holes in the additional housing of the mixing chamber, opening and the closure of which is carried out by adjustable movable dampers.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид предлагаемого эжекторного двухконтурного водометного движителя для подводных аппаратов, у которого основной и дополнительный кольцеобразные корпуса выполнены цилиндрическими, а на фиг. 2 - общий вид предлагаемого эжекторного двухконтурного водометного движителя для подводных аппаратов, у которого основной и дополнительный кольцеобразные корпуса выполнены коническими, сходящимися по направлению к выходному поперечному сечению регулируемого реактивного сопла.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general view of the proposed ejector dual-circuit jet propulsion system for underwater vehicles, in which the primary and secondary annular bodies are cylindrical, and in FIG. 2 is a general view of the proposed ejector dual-circuit jet propulsion device for underwater vehicles, in which the primary and secondary annular bodies are conical, converging towards the outlet cross section of the adjustable jet nozzle.

Предлагаемый эжекторный двухконтурный водометный движитель для подводных лодок содержит основной кольцеобразный корпус 1, выполненный профилированным, а именно цилиндрическим, с кольцеобразным внутренним контуром 2 для движения водных потоков, образованным внутренней полостью последнего, дополнительный кольцеобразный корпус 3, выполненный профилированным, а именно цилиндрическим, с кольцеобразным наружным контуром 4 для движения водных потоков, образованным внешней поверхностью основного кольцеобразного корпуса 1 и внутренней поверхностью дополнительного кольцеобразного корпуса 3 (Фиг. 1).The proposed ejector dual-circuit jet propulsion device for submarines comprises a main annular housing 1 made of profiled, namely cylindrical, with an annular inner contour 2 for the movement of water flows formed by the internal cavity of the latter, an additional annular housing 3 made of profiled, namely cylindrical, with an annular outer contour 4 for the movement of water flows formed by the outer surface of the main annular body 1 and the inner surface the radiance of the additional annular body 3 (Fig. 1).

Внутри основного кольцеобразного корпуса 1 последовательно расположены водозаборник 5, аэродинамические направляющие лопатки 6, жестко соединяющие соосно основной кольцеобразный корпус 1 с кормовой оконечностью 7 подводного аппарата, гребной винт 8, спрямляющие профилированные лопатки 9 и реактивное сопло 10.Inside the main annular body 1, a water intake 5, aerodynamic guide vanes 6 are rigidly connected coaxially to the main annular body 1 with the aft end 7 of the underwater vehicle, the propeller 8, the straightening shaped blades 9 and the jet nozzle 10.

Дополнительный кольцеобразный корпус 3 жестко соединен с внешней поверхностью основного кольцеобразного корпуса 1 разделительными ребрами 11 аэродинамического профиля и установлен соосно основному кольцеобразному корпусу 1 со смещением введенного в устройство водозаборника 12 дополнительного кольцеобразного корпуса 3 относительно водозаборника 5 основного кольцеобразного корпуса 1 с образованием после гребного винта 8 общего среза реактивного сопла 10 основного кольцеобразного корпуса 1 и введенного в устройство реактивного сопла 13 дополнительного кольцеобразного корпуса 3.The additional ring-shaped body 3 is rigidly connected to the outer surface of the main ring-shaped body 1 by dividing ribs 11 of the aerodynamic profile and is installed coaxially with the main ring-shaped body 1 with the offset of the additional ring-shaped body 3 introduced into the intake device 12 relative to the water intake 5 of the main ring-shaped body 1 with the formation of a common screw 8 after the propeller 8 a cut of the jet nozzle 10 of the main annular body 1 and the jet nozzle 13 d introduced into the device additionally the annular body 3.

В дополнительном кольцеобразном корпусе 3 расположены водозаборник 12, введенная в движитель камера смешения 14, выполненная в виде участка дополнительного кольцеобразного корпуса 3 после образующих общий срез реактивных сопел 10 и 13, установленных после спрямляющих профилированных лопаток 9 в основном кольцеобразном корпусе 1 и в дополнительном кольцеобразном корпусе 3 соответственно, регулируемое реактивное сопло 15, ирисовая диафрагма 16, спрямляющие профилированные лопатки 17, установленные после ирисовой диафрагмы 16, каплевидный обтекатель 18, закрепленный на выходе регулируемого реактивного сопла 15 по оси симметрии. Регулируемое реактивное сопло 15 сформировано реактивным соплом 10 основного кольцеобразного корпуса 1, реактивным соплом 13 дополнительного кольцеобразного корпуса 3 и камерой смешения 14.In the additional annular housing 3, there is a water intake 12, a mixing chamber 14 introduced into the propulsion device, made in the form of a portion of the additional annular housing 3 after the reactive nozzles 10 and 13 forming a common cut and installed after the straightening shaped blades 9 in the main annular housing 1 and in the additional annular housing 3, respectively, an adjustable jet nozzle 15, an iris diaphragm 16, straightening profiled blades 17 installed after the iris diaphragm 16, a teardrop-shaped streamline Tel 18 fixed to the outlet nozzle 15 controlled by the symmetry axis. The adjustable jet nozzle 15 is formed by the jet nozzle 10 of the main annular body 1, the jet nozzle 13 of the additional annular body 3 and the mixing chamber 14.

На участке дополнительного кольцеобразного корпуса 3, являющемся камерой смешения 14, по образующей камеры смешения 14 имеются отверстия 19, закрытые подвижными регулируемыми заслонками 20.On the plot of the additional annular body 3, which is the mixing chamber 14, along the generatrix of the mixing chamber 14 there are openings 19 closed by movable adjustable shutters 20.

Выполнение основного кольцеобразного корпуса 1 и дополнительного кольцеобразного корпуса 3 в виде конусов, сходящихся в направлении выхода регулируемого реактивного сопла 15, компенсирует рост толщины пограничного слоя по длине кольцеобразного внутреннего контура 2 и кольцеобразного наружного контура 4.The implementation of the main ring-shaped body 1 and the additional ring-shaped body 3 in the form of cones converging in the direction of the output of the adjustable jet nozzle 15 compensates for the increase in the thickness of the boundary layer along the length of the ring-shaped inner loop 2 and the ring-shaped outer loop 4.

Предлагаемый эжекторный двухконтурный водометный движитель работает следующим образом. При запуске во вращательное движение гребного винта 8 создается турбулентное высоконапорное с большим давлением скоростное движение водного потока во внутреннем контуре 2 в направлении реактивного сопла 10. Вследствие неразрывности водной струи происходит непрерывное поступление воды из внешней окружающей водной среды через водозаборник 5 во внутренний контур 2. После гребного винта 8 турбулентный высоконапорный с большим давлением скоростной водный поток, пройдя через спрямляющие профилированные лопатки 9, продолжает ламинарным водным потоком скоростное движение к реактивному соплу 10. В реактивном сопле 10 водный поток движется турбулентно с достаточно большой скоростью, создавая пониженное давление меньше давления водной среды в реактивном сопле 13. Под действием разности давлений между давлением в водной среде дополнительного наружного контура 4, реактивного сопла 13 и меньшим давлением в реактивном сопле 10, происходит всасывание дополнительной массы воды из внешней окружающей водной среды через отдельный водозаборник 12; результатом является то, что в кольцеобразном наружном контуре 4 возникает скоростное движение дополнительной массы водного потока. Дополнительная масса скоростного водного потока вытекает из кольцеобразного наружного контура 4 через реактивное сопло 13 в камеру смешения 14, и происходит смешение со скоростным турбулентным водным потоком, вытекающим из кольцеобразного внутреннего контура 2 через реактивное сопло 10 в камеру смешения 14, а после смешения значительно большая масса водного потока направляется через регулируемое с помощью ирисовой диафрагмы 16 реактивное сопло 15 во внешнюю окружающую водную среду, в котором происходит преобразование кинетической энергии значительной массы скоростного водного потока в энергию давления, существенно увеличивая тягу.The proposed ejector dual-circuit jet propulsion device operates as follows. When the propeller 8 is launched into the rotational movement, a high-pressure turbulent high-speed movement of the water flow in the inner circuit 2 in the direction of the jet nozzle 10 is created. Due to the continuity of the water stream, water continuously flows from the external aqueous medium through the intake 5 to the inner circuit 2. After propeller 8 turbulent high-pressure high-pressure high-speed water flow, passing through straightening profiled blades 9, continues to laminar water flow to the jet nozzle 10. In the jet nozzle 10, the water stream moves turbulently at a sufficiently high speed, creating a reduced pressure less than the pressure of the aqueous medium in the jet nozzle 13. Under the influence of the pressure difference between the pressure in the aqueous medium of the additional external circuit 4, the jet nozzle 13 and lower pressure in the jet nozzle 10, an additional mass of water is sucked from the external aqueous medium through a separate intake 12; the result is that in the annular outer contour 4 there is a high-speed movement of the additional mass of the water stream. The additional mass of the high-speed water stream flows from the annular external circuit 4 through the jet nozzle 13 into the mixing chamber 14, and there is a mixture with the high-speed turbulent water stream flowing from the annular internal circuit 2 through the jet nozzle 10 into the mixing chamber 14, and after mixing a significantly larger mass water flow is directed through a jet nozzle 15 regulated by means of an iris diaphragm 16 into the external surrounding aqueous medium in which kinetic energy is converted nachitelnoy mass velocity of water flow in pressure energy, substantially increasing traction.

Ирисовая диафрагма 16 позволяет плавно изменять величину площади поперечного критического сечения регулируемого реактивного сопла 15 и таким образом управлять вектором тяги по величине. При частичном или полном закрытии ирисовой диафрагмой 16 поперечного критического сечения регулируемого реактивного сопла 15 скоростной водный поток, вытекающий из внутреннего контура 2, через сопло 10 в камеру смешения 14, направляется в кольцеобразный наружный контур 4 и через водозаборник 12 вытекает во внешнюю окружающую водную среду, и возникающая тяга приводит в движение аппарат в противоположном направлении крейсерскому режиму движения.The iris diaphragm 16 allows you to smoothly change the cross-sectional critical area of the adjustable jet nozzle 15 and thus control the thrust vector in magnitude. When partially or completely closing the transverse critical section of the adjustable jet nozzle 15 with the iris diaphragm 16, the high-speed water flow flowing from the inner circuit 2 through the nozzle 10 into the mixing chamber 14 is directed to the annular outer circuit 4 and flows through the intake 12 into the external surrounding water environment, and the resulting thrust drives the vehicle in the opposite direction to the cruising mode of movement.

Для создания боковой силы тяги необходимо отклонение скоростного водного потока, вытекающего из регулируемого реактивного сопла 15, которое происходит благодаря неосевому истечению скоростного водного потока в камере смешения 14 за счет асимметрической подачи управляющей струи воды через отверстия 19 по образующей камеры смешения 14 и действия ее на скоростной водный поток, вытекающий из кольцеобразного внутреннего контура 2 через сопло 10, под углом в направлении к оси симметрии регулируемого реактивного сопла 15. Открытие и закрытие отверстий 19 в цилиндрической камере смешения 14 осуществляется подвижными регулируемыми заслонками 20.To create lateral thrust, it is necessary to deviate the high-speed water stream flowing from the adjustable jet nozzle 15, which occurs due to the non-axial outflow of the high-speed water stream in the mixing chamber 14 due to the asymmetric feed of the control water stream through the holes 19 along the generatrix of the mixing chamber 14 and its action on the high-speed water flow flowing from the annular inner loop 2 through the nozzle 10, at an angle towards the axis of symmetry of the adjustable jet nozzle 15. Opening and closing of the hole sty 19 in a cylindrical mixing chamber 14 made movable with adjustable dampers 20.

Каплевидный обтекатель 18 препятствует сужению, то есть уменьшению эффективной площади вытекающего скоростного водного потока из реактивного сопла 15, и приводит к уменьшению скорости увеличенной массы водного потока за соплом 15; результатом является увеличение тяги гребного винта 8 при сохранении на нем затрат энергии и повышение пропульсивных характеристик движителя, существенно улучшающих тактико-технические характеристики подводного аппарата.The teardrop-shaped fairing 18 prevents the narrowing, that is, reducing the effective area of the outgoing high-speed water stream from the jet nozzle 15, and reduces the speed of the increased mass of the water stream behind the nozzle 15; the result is an increase in propeller 8 thrust while maintaining energy costs on it and an increase in propulsion characteristics of the propulsion device, which significantly improve the tactical and technical characteristics of the underwater vehicle.

Claims (2)

1. Эжекторный двухконтурный водометный движитель для подводных аппаратов, содержащий основной кольцеобразный корпус с кольцеобразным внутренним контуром для движения водных потоков, образованным внутренней поверхностью последнего, в основном кольцеобразном корпусе последовательно расположены водозаборник с аэродинамическими направляющими лопатками, жестко соединяющими основной кольцеобразный корпус с кормовой оконечностью подводного аппарата, гребной винт, спрямляющие профилированные лопатки и реактивное сопло, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным кольцеобразным корпусом с кольцеобразным наружным контуром для движения водных потоков, образованным внешней поверхностью основного кольцеобразного корпуса и внутренней поверхностью дополнительного кольцеобразного корпуса, при этом дополнительный кольцеобразный корпус жестко соединен с внешней поверхностью основного кольцеобразного корпуса разделительными ребрами аэродинамического профиля и установлен соосно основному кольцеобразному корпусу со смещением введенного в устройство водозаборника дополнительного кольцеобразного корпуса относительно водозаборника основного кольцеобразного корпуса с образованием после гребного винта общего среза реактивного сопла основного кольцеобразного корпуса и введенного в устройство реактивного сопла дополнительного кольцеобразного корпуса, а введенное в устройство регулируемое реактивное сопло сформировано реактивными соплами основного и дополнительного кольцеобразных корпусов и введенной в устройство камерой смешения, выполненной в виде участка дополнительного кольцеобразного корпуса, по образующей камеры смешения имеются отверстия с подвижными регулируемыми заслонками, при этом перед введенными в устройство спрямляющими профилированными лопатками в критическом сечении сопла установлена ирисовая диафрагма и на выходе регулируемого реактивного сопла по оси симметрии закреплен каплевидный обтекатель.1. An ejector dual-circuit jet propulsion device for underwater vehicles, comprising a main ring-shaped body with an annular internal circuit for the movement of water flows formed by the inner surface of the latter, a water intake with aerodynamic guide vanes, rigidly connecting the main ring-shaped body with the aft end of the underwater vehicle, are arranged in series in the main ring-shaped body , propeller, straightening profiled blades and a jet nozzle, characterized by m, that it is equipped with an additional annular body with an annular outer contour for the movement of water flows, formed by the outer surface of the main annular body and the inner surface of the additional annular body, while the additional annular body is rigidly connected to the outer surface of the main annular body by dividing ribs of the aerodynamic profile and is mounted coaxially the main annular body with a displacement introduced into the device intake an additional ring-shaped body relative to the intake of the main ring-shaped body with the formation after the propeller of a common cut of the jet nozzle of the main ring-shaped body and an additional ring-shaped body introduced into the device of the jet nozzle, and an adjustable jet nozzle inserted into the device is formed by the jet nozzles of the main and additional ring-shaped bodies and the camera introduced into the device mixing made in the form of a section of an additional annular the housing forming a mixing chamber by openings are movable with adjustable dampers, wherein before introduced into the apparatus of rectifier profiled blades at the throat of the nozzle is set the iris and the outlet of the nozzle adjustable by the axis of symmetry is fixed guttate fairing. 2. Движитель по п.1, отличающийся тем, что основной и дополнительный кольцеобразные корпуса выполнены в виде конусов, сходящихся в направлении выхода регулируемого реактивного сопла.2. The propulsion device according to claim 1, characterized in that the primary and secondary annular bodies are made in the form of cones converging in the direction of exit of the adjustable jet nozzle.
RU2016140306A 2016-10-12 2016-10-12 Ejector two-circuit water jet propeller for underwater vehicles RU2647406C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016140306A RU2647406C1 (en) 2016-10-12 2016-10-12 Ejector two-circuit water jet propeller for underwater vehicles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016140306A RU2647406C1 (en) 2016-10-12 2016-10-12 Ejector two-circuit water jet propeller for underwater vehicles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2647406C1 true RU2647406C1 (en) 2018-03-15

Family

ID=61629358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016140306A RU2647406C1 (en) 2016-10-12 2016-10-12 Ejector two-circuit water jet propeller for underwater vehicles

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2647406C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU207298U1 (en) * 2021-03-22 2021-10-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" (СПбГМТУ) EJECTOR ENGINE

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2921580A1 (en) * 1979-05-28 1980-12-11 Fritz Wegerdt Axial-piston hydrostatic submarine propulsion unit - has pressure pulses transmitted to surrounding water from one face of pistons
SU956351A1 (en) * 1979-05-10 1982-09-07 Предприятие П/Я М-5147 Water-jet propeller ejection device
RU2057684C1 (en) * 1992-06-30 1996-04-10 Центральный научно-исследовательский институт им.акад.А.Н.Крылова Water-jet propeller
RU2213677C2 (en) * 2001-07-03 2003-10-10 Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова Water-jet propeller for submarine vessel

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU956351A1 (en) * 1979-05-10 1982-09-07 Предприятие П/Я М-5147 Water-jet propeller ejection device
DE2921580A1 (en) * 1979-05-28 1980-12-11 Fritz Wegerdt Axial-piston hydrostatic submarine propulsion unit - has pressure pulses transmitted to surrounding water from one face of pistons
RU2057684C1 (en) * 1992-06-30 1996-04-10 Центральный научно-исследовательский институт им.акад.А.Н.Крылова Water-jet propeller
RU2213677C2 (en) * 2001-07-03 2003-10-10 Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова Water-jet propeller for submarine vessel

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU207298U1 (en) * 2021-03-22 2021-10-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" (СПбГМТУ) EJECTOR ENGINE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5241215B2 (en) Passive guidance system and method for aircraft engine nozzle fluids
US9233757B2 (en) Nacelle
US8596037B2 (en) Nacelle with a displacement device for aircraft jet engine and aircraft including such nacelle
RU2499739C2 (en) Supersonic aircraft jet engine
JP2010505063A (en) Aircraft jet engine nacelle and aircraft equipped with the nacelle
US7290738B1 (en) Dual jet emerging lift augmentation system for airfoils and hydrofoils
RU2682310C1 (en) Hovercraft with control movement duct fan
KR101280476B1 (en) Propulsion apparatus for ship and ship having the same
US20110000548A1 (en) Airflow separation initiator
JP7334339B2 (en) Method and device for reducing wave-making resistance and frictional resistance during navigation of a ship
CN105317792A (en) Drag reduction technology by installing shell and casing combination
US11319026B2 (en) Hull surface air lubrication structure for marine vehicles
RU2647406C1 (en) Ejector two-circuit water jet propeller for underwater vehicles
JP6126095B2 (en) Nozzle structure and manufacturing method of nozzle structure
WO2008044941A2 (en) Method, system and apparatus for producing a potential over a body
US20100258046A1 (en) Method and apparatus for suppressing cavitation on the surface of a streamlined body
WO2014145997A4 (en) Marine ducted propeller jet propulsion system
KR101194722B1 (en) Jet Injection Device Installed inside the Horn Portion of a Ship Rudder to Enhance the Rudder Force and Mitigate the Gap Cavitation
CN201300962Y (en) Damping device for moving body in liquid
US20210206484A1 (en) Combination compressed-fluid ejector and propeller propulsion system
RU2537351C2 (en) Light-loaded water-jet propeller
RU2718816C1 (en) Method for reduction of front drag at flow of body by flow of liquid or gaseous medium
JP6180005B2 (en) Nozzle structure and manufacturing method of nozzle structure
RU207298U1 (en) EJECTOR ENGINE
RU2569661C1 (en) Device to reduce boatplane airframe fluid dynamic drag at takeoff from water surface

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181013