RU2718816C1 - Method for reduction of front drag at flow of body by flow of liquid or gaseous medium - Google Patents

Method for reduction of front drag at flow of body by flow of liquid or gaseous medium Download PDF

Info

Publication number
RU2718816C1
RU2718816C1 RU2019136555A RU2019136555A RU2718816C1 RU 2718816 C1 RU2718816 C1 RU 2718816C1 RU 2019136555 A RU2019136555 A RU 2019136555A RU 2019136555 A RU2019136555 A RU 2019136555A RU 2718816 C1 RU2718816 C1 RU 2718816C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
channel
flow
inlet
outlet
vessel
Prior art date
Application number
RU2019136555A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Алексеевич Семенов
Original Assignee
Александр Алексеевич Семенов
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 Александр Алексеевич Семенов filed Critical Александр Алексеевич Семенов
Priority to RU2019136555A priority Critical patent/RU2718816C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2718816C1 publication Critical patent/RU2718816C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B1/00—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
    • B63B1/32—Other means for varying the inherent hydrodynamic characteristics of hulls
    • B63B1/34—Other means for varying the inherent hydrodynamic characteristics of hulls by reducing surface friction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15D—FLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
    • F15D1/00—Influencing flow of fluids
    • F15D1/10—Influencing flow of fluids around bodies of solid material
    • F15D1/12—Influencing flow of fluids around bodies of solid material by influencing the boundary layer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport
    • Y02T70/10—Measures concerning design or construction of watercraft hulls

Abstract

FIELD: shipbuilding.
SUBSTANCE: invention relates to shipbuilding, aircraft engineering and can be used for creation of hulls of ships and aircraft with reduced resistance of environment to their movement. Proposed method consists in installation of injection channels in front part of vessel, at that, in addition, in its frontal part injection channel is supplemented with sink providing change of flow direction along circular channel to increase pressure in axial part of channel and reducing distance between inlet and outlet channel on front part of ship, note here that channel outlet part features slot-like shape with its width equal to that of channel inlet while lateral channels have slotted structure with inlet part thicker than outlet section.
EFFECT: technical result consists in considerable reduction of front drag at flow of body by flow of liquid or gaseous medium.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к судостроению, авиастроению и может быть использовано для создания судов и самолетов с уменьшенным сопротивлением при их движении.The invention relates to shipbuilding, aircraft manufacturing and can be used to create ships and aircraft with reduced resistance during their movement.

Известен способ снижения сопротивления при обтекании тела потоком жидкой или газовой среды, в котором создают циркуляцию среды между пространством вне тела и полостями внутри него, отсасывают среду из потока через отверстия, расположенные на значительной части поверхности тела (С.П. Уилкинсон и др. "Гибридная поверхность для отсасывания воздуха" в сборнике "Снижение вязкостного трения, доклады симпозиума по снижению сопротивления трения в вязком потоке, ноябрь 1979 г. в г. Далласе, Москва, Машиностроение, 1984).There is a method of reducing resistance when a fluid or gas medium flows around a body, in which a medium is circulated between the space outside the body and the cavities inside it, the medium is sucked out of the stream through openings located on a significant part of the body surface (S.P. Wilkinson et al. " Hybrid surface for air suction "in the collection" Reducing viscous friction, reports of a symposium on reducing friction resistance in a viscous flow, November 1979 in Dallas, Moscow, Engineering, 1984).

Недостатком этого способа являются большая затрата энергии на отсасывание среды, а также засорение отверстий.The disadvantage of this method is the large expenditure of energy on the suction of the medium, as well as clogging of the holes.

Известен способ снижения сопротивления при обтекании тела потоком жидкой или газовой среды, в котором создают циркуляцию среды между пространством вне тела и полостями внутри него, создают давление во внутренних полостях перед отверстиями, расположенными на некоторой части поверхности тела, и образуют у этой части дополнительно к пограничному слою основного потока искусственный пограничный слой, непосредственно прилегающий к поверхности тела (Патент RU №2254503, МПК F15D 1/12, опубл. 2005.06.20).A known method of reducing resistance when a fluid or gas medium flows around a body, in which the medium is circulated between the space outside the body and the cavities inside it, creates pressure in the internal cavities in front of the openings located on a certain part of the body surface and is formed at this part in addition to the boundary the main flow layer is an artificial boundary layer immediately adjacent to the surface of the body (Patent RU No. 2254503, IPC F15D 1/12, publ. 2005.06.20).

Недостатком указанного способа являются увеличение потерь на участках пограничного слоя, куда вдувают струи с большими скоростями, необходимыми для образования безотрывного пограничного слоя на остальной части поверхности. Завихряющийся поток создает сопротивление текущей жидкости между полостями.The disadvantage of this method is the increase in losses in the areas of the boundary layer, where the jets are blown at high speeds necessary for the formation of a continuous boundary layer on the rest of the surface. Swirling flow creates resistance of the flowing fluid between the cavities.

Целью изобретения является существенное снижение сопротивления при обтекании тела потоком жидкой или газовой среды.The aim of the invention is a significant reduction in resistance when the body flows around a stream of liquid or gas medium.

Указанная цель достигается тем, что обтекатель содержит несколько инжекционных каналов, образующих в носовой части входной канал, суживающийся в концевой части. В носовой части инжекционный канал выполняется плавным изгибом выходной части с выводом ее на внешний корпус носовой части за входным отверстием, вдоль образующей корпуса. В переходной части выполняется другой формы инжекционный канал с плавным наклоном внешней плоскости к корпусу. Известно, что согласно условию неразрывности струи V1=V2. Отсюда чрез выходную суженную часть должно пройти столько жидкости, сколько вошло во входной канал. При этом соблюдается условие S1*V1=S2*V2. Отсюда скорость потока в выходном отверстии будет выше, чем во входящем отверстии. Тогда набегающий поток воды будет скользить по слою воды, вытекающей из выходящего отверстия. Таким образом носовая часть судна будет покрываться слоем жидкости скорость которой выше скорости набегающего потока, она будет способствовать снижению трения корпуса о набегающий поток воды при движении судна.This goal is achieved by the fact that the fairing contains several injection channels, forming in the bow of the input channel, tapering in the end part. In the bow, the injection channel is performed by smoothly bending the outlet with its output to the outer shell of the bow behind the inlet along the generatrix of the housing. In the transitional part, an injection channel of a different form is performed with a smooth inclination of the outer plane to the body. It is known that according to the continuity condition of the jet V 1 = V 2 . From here, as much liquid should pass through the outlet narrowed part as it entered the inlet channel. In this case, the condition S 1 * V 1 = S 2 * V 2 is met. From here, the flow rate in the outlet will be higher than in the inlet. Then the oncoming flow of water will slide along the layer of water flowing from the outlet. Thus, the bow of the vessel will be covered with a layer of liquid whose speed is higher than the speed of the incoming flow, it will help reduce the friction of the hull on the incoming flow of water during the movement of the vessel.

В устройстве снижения лобового сопротивления, содержащем инжекционные каналы, согласно предлагаемому изобретению дополнительно в лобовой части инжекционный канал дополнен раковиной, обеспечивающей изменение направления потока по круговому каналу для сокращения расстояния между входным и выводным каналом на поверхности носовой части судна, при этом центростремительная сила способствует сужению канала к осевой линии и повышения в нем давления.In the device for reducing drag, containing injection channels, according to the invention, the injection channel is additionally supplemented with a sink in the frontal part, providing a change in the direction of flow along the circular channel to reduce the distance between the input and output channels on the surface of the bow of the vessel, while the centripetal force contributes to the narrowing of the channel to the center line and increase pressure in it.

Такое сочетание новых признаков с известными позволяет решить поставленную техническую задачу, создать на поверхности корпуса судна водяной поверхностный слой скорость которого больше набегающего потока, обеспечивающее снижение трения и соответственно увеличить скорость судна.This combination of new and well-known features allows us to solve the technical problem and create a water surface layer on the surface of the hull of the vessel, the speed of which is greater than the incoming flow, which reduces friction and, accordingly, increases the speed of the vessel.

Устройство реализующее способ снижения лобового сопротивления показано на фиг. 1. Устройство содержит корпус судна 1 в лобовой части которого размещены инжекционные каналы, отличающиеся тем, что в лобовой части инжекционный канал 11, 15 дополнен раковиной с плавным изгибом выходной части 10, 14 инжекционного канала, так и плавным наклоном внешней плоскости 3, 7 к корпусу, обеспечивающей изменение направления потока по круговому каналу, выходная часть канала 10, 14 имеет щелевую форму ширина которой равна диаметру входной части канала 16, 12, а боковые каналы имеют щелевое строение, у которых входная часть 4, 8 толще, чем выходная 2, 6.A device implementing a method of reducing drag is shown in FIG. 1. The device comprises a ship hull 1 in the frontal part of which injection channels are located, characterized in that in the frontal part the injection channel 11, 15 is supplemented by a sink with a smooth bend of the output part 10, 14 of the injection channel, and a smooth inclination of the outer plane 3, 7 to the case, providing a change in the direction of flow in a circular channel, the output of the channel 10, 14 has a slotted shape whose width is equal to the diameter of the inlet of the channel 16, 12, and the side channels have a slotted structure, in which the inlet 4, 8 is thicker than the outlet 2, 6.

Способ осуществляется следующим образом. При движении судна набегающий поток воды забирается входным каналом 12, 16 инжекционного канала проходит через внутренний канал типа раковины 11, 15 при этом за счет центростремительной силы повышается давление по оси канала, затем поток жидкости вытекает через зауженный выходной канал 14 получая приращение скорости движения и этот поток покрывает поверхность корпуса судна до следующего входного канала 12. Поскольку в лобовой части может быть несколько таких инжекционных каналов, то вся лобовая часть будет покрыта слоем жидкости, скорость которой выше скорости набегающего потока 5, 9, 13. При этом будет обеспечиваться снижение трения набегающего потока о корпус судна, чем обеспечивается повышение скорости движения. Кроме того наклонные боковые инжекционные каналы 3, 7 будут обеспечивать такой же ускоренный слой жидкости на боковой поверхности, снижая сопротивление за счет трения набегающего потока 5 о боковую поверхность судна.The method is as follows. When the vessel is moving, an incoming water stream is drawn in by the inlet channel 12, 16 of the injection channel and passes through an internal channel such as a sink 11, 15 and the pressure along the channel axis increases due to the centripetal force, then the liquid stream flows through the narrowed outlet channel 14 and obtains an increase in the velocity of motion, and this the flow covers the surface of the ship’s hull up to the next input channel 12. Since there can be several such injection channels in the frontal part, the entire frontal part will be covered with a layer of liquid, the velocity of which is higher than the freestream velocity 5, 9, 13. At the same time, the friction of the freestream against the hull of the vessel will be reduced, thereby increasing the speed of movement. In addition, the inclined lateral injection channels 3, 7 will provide the same accelerated layer of liquid on the side surface, reducing resistance due to friction of the incoming flow 5 on the side surface of the vessel.

Таким образом применение способа обеспечит уменьшение лобового сопротивления судна о набегающий поток, это позволит снизить энергозатраты при движении и увеличить скорость как для воздушного судна так и для подводного и надводного.Thus, the application of the method will reduce the drag of the vessel about the incoming flow, this will reduce energy consumption during movement and increase speed for both the aircraft and the underwater and surface.

Claims (1)

Способ для снижения лобового сопротивления при обтекании тела потоком жидкой или газовой среды, заключающийся в установке в лобовой части судна инжекционных каналов, отличающийся тем, что дополнительно в лобовой части инжекционный канал дополнен раковиной, обеспечивающей изменение направления потока по круговому каналу для повышения давления в осевой части канала и сокращения расстояния между входным и выводным каналом на поверхности носовой части судна, причем выходная часть канала имеет щелевую форму, ширина которой равна диаметру входной части канала, а боковые каналы имеют щелевое строение, у которых входная часть толще, чем выходная.A method for reducing drag when a fluid or gas medium flows around a body, comprising installing injection channels in the frontal part of the vessel, characterized in that the injection channel is additionally supplemented with a sink in the frontal part, providing a change in flow direction along the circular channel to increase axial pressure channel and reducing the distance between the input and output channels on the surface of the bow of the vessel, and the output of the channel has a slotted shape, the width of which is equal to the diameter the input part of the channel, and the side channels have a gap structure, in which the input part is thicker than the output.
RU2019136555A 2019-11-13 2019-11-13 Method for reduction of front drag at flow of body by flow of liquid or gaseous medium RU2718816C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019136555A RU2718816C1 (en) 2019-11-13 2019-11-13 Method for reduction of front drag at flow of body by flow of liquid or gaseous medium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019136555A RU2718816C1 (en) 2019-11-13 2019-11-13 Method for reduction of front drag at flow of body by flow of liquid or gaseous medium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2718816C1 true RU2718816C1 (en) 2020-04-14

Family

ID=70277721

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019136555A RU2718816C1 (en) 2019-11-13 2019-11-13 Method for reduction of front drag at flow of body by flow of liquid or gaseous medium

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2718816C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2228873C2 (en) * 2001-12-27 2004-05-20 Тарадонов Владимир Станиславович Method of enhancing propulsive properties of ships at developing thrust
RU2254503C2 (en) * 2003-03-20 2005-06-20 Бикметов Рафик Аминович Fairing
CN104210650A (en) * 2014-08-01 2014-12-17 郭宏斌 Drag reduction jacket capable of great drag reduction
RU2565641C2 (en) * 2010-01-28 2015-10-20 Марко ФЕУСИ Structure reducing aerodynamic drag of body in fluid, its use, body containing such structure, flow channel, jet engine, and drive containing such body, film for such body
CN105317792A (en) * 2014-08-01 2016-02-10 郭宏斌 Drag reduction technology by installing shell and casing combination

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2228873C2 (en) * 2001-12-27 2004-05-20 Тарадонов Владимир Станиславович Method of enhancing propulsive properties of ships at developing thrust
RU2254503C2 (en) * 2003-03-20 2005-06-20 Бикметов Рафик Аминович Fairing
RU2565641C2 (en) * 2010-01-28 2015-10-20 Марко ФЕУСИ Structure reducing aerodynamic drag of body in fluid, its use, body containing such structure, flow channel, jet engine, and drive containing such body, film for such body
CN104210650A (en) * 2014-08-01 2014-12-17 郭宏斌 Drag reduction jacket capable of great drag reduction
CN105317792A (en) * 2014-08-01 2016-02-10 郭宏斌 Drag reduction technology by installing shell and casing combination

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK2597029T3 (en) A pre-orifice for a propulsion system for a watercraft to improve energy efficiency
JP2009214874A (en) Device for reducing drive power requirement of ship
RU2565641C2 (en) Structure reducing aerodynamic drag of body in fluid, its use, body containing such structure, flow channel, jet engine, and drive containing such body, film for such body
JP6500310B2 (en) Water jet propulsion vessel
RU2718816C1 (en) Method for reduction of front drag at flow of body by flow of liquid or gaseous medium
JP6126095B2 (en) Nozzle structure and manufacturing method of nozzle structure
KR20120063246A (en) Duct structure for ship
US20100258046A1 (en) Method and apparatus for suppressing cavitation on the surface of a streamlined body
NO149420B (en) STREAMING DEVICE FOR IMPROVING THE STATE OF THE STREAMS AROUND THE REAR END OF A SHIP WITH LARGE FILLING DEGREE
RU2452653C2 (en) Screw propeller of kalashnikov's design
KR20150086997A (en) Duck for reducing wake
RU2647406C1 (en) Ejector two-circuit water jet propeller for underwater vehicles
KR20140072824A (en) Duct arrangement
JP6180005B2 (en) Nozzle structure and manufacturing method of nozzle structure
RU2408793C1 (en) Hydraulic jet device
RU2765391C1 (en) Device for reducing the visibility of the wake of submerged ships
CN109774908A (en) Hybrid propulsion device suitable for ship
RU2778959C1 (en) Nozzle with mass flow and forward flow
CN116424476B (en) Ship body bubble drag reduction device
RU2537351C2 (en) Light-loaded water-jet propeller
KR20160087005A (en) Wing device for reducing bilge vortex of ship
RU207298U1 (en) EJECTOR ENGINE
RU2169097C2 (en) Method of reducing resistance when liquid or gaseous medium flows around body
RU2447316C1 (en) Hydrojet unit
RU22460U1 (en) DEVICE FOR REDUCING HYDRODYNAMIC RESISTANCE OF HYDRAULIC VESSELS AT HIGH SPEEDS