SU1022858A1

SU1022858A1 - Arrangement for reducing wave resistance of surface vessel hull

Info

Publication number: SU1022858A1
Application number: SU802978288A
Authority: SU
Inventors: Варсанофий Петрович Иванов; Владимир Иванович Рудась
Original assignee: Ivanov Varsanofij P; Rudas Vladimir
Priority date: 1980-06-26
Filing date: 1980-06-26
Publication date: 1983-06-15

Abstract

1. .УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ ВОЛНОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ КОРПУСА Н АДВОДНОГО СУДНА, содержащее носовой бульб, внутри которого в его носовой части расположен центробежный насос, причем ось канала водозаборника и ось вращени ротора этого насоса совпадают с продольной осью носового бульба, снабженного лопаточным отводным приспособлением, отличающеес тем, что, с целью повышени эффективности работы устройства, оно выполнено с кольцевым выходным каналом по всей окружности лопаточного отводного приспособлени и с кольцевым уступом на передней части носового бульба, при этом наружный диаметр окружности кольцевого выходного канала и меньший диаметр упом нутого уступа составл ют 0,3-0,9 максимального диаметра поперечного сечени бульба, а ширина кольцевого уступа равна 0,3-0,01 этого максимального диаметра. ,2. Устройство по п. 1, отличающеес , тем, что, концы лопаток отводного приспособлени загнуты против направлени вращени ротора. 3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающеес тем, что оно выполнено с несколькими секторными секци ми с коническими на- . правл ющими поверхност ми, обращенными раструбами конусов этих поверхностей в сторону носа судна и установленными на У) кольцевом уступе с возможностью раздельного и . совместного перемещени вдоль продольной оси носового бульба. ю 1C 00 СП оо1. Arrangements for reduction of wave resistance VESSEL HULL H ADVODNOGO comprising bow bulb inside which its nose portion is located a centrifugal pump, wherein the water inlet duct and the axis of rotation of the pump rotor axis coincides with the longitudinal axis of the bulbous bow, provided with a retractable bladed device, characterized the fact that, in order to improve the efficiency of the device, it is made with an annular output channel around the entire circumference of the blade bend device and with an annular ledge on the anterior part of the nasal bulba, wherein the outer diameter of the circumference of the annular outlet channel and the smaller diameter of the said shoulder are 0.3-0.9 of the maximum diameter of the bulb cross section, and the width of the circular shoulder is 0.3-0.01 of that maximum diameter. , 2. A device according to claim 1, characterized in that the ends of the vanes of the bypass device are bent against the direction of rotation of the rotor. 3. The device according to PP. 1 and 2, characterized in that it is made with several sector sections with conical ones. governing surfaces, turned sockets of the cones of these surfaces towards the bow of the vessel and mounted on the V) annular ledge with the possibility of separate and. joint movement along the longitudinal axis of the nasal bulb. 1C 00 SP oo

Description

Изобретение относитс к судостроению а именно к устройствам дл уменьшени волнового сопротивлени корпуса надводного судна. Известно устройство дл уменьшени волнового сопротивлени корпуса надводного судна, содержащее носовой бульб, внутри которого в его носовой части расположен центробежный насос, причем ось канала водозаборника и ось враш,ени ротора этого насоса совпадают с продольной осью носового бульба, снабженного лопаточным отводным приспособлением 1. Однако управление этим устройством усложнено , что снижает эффективность его работы. Цель изобретени - повышение эффективности работы устройства. Эта цель достигаетс тем, что устройство дл уменьшени волнового сопротивлени корпуса надводного судна выполнено с кольцевым выходным каналом по всей окружнести лопаточного отводного приспособлени и с кольцевым уступом на передней части носового бульба, при этом наружный диаметр упом нутого уступа составл ют 0,3-0,9 максимального диаметра поперечного сечени бульба, а ширина кольцевого уступа равна 0,3-0,01 этого максимального диаметра. Кроме того, у такого устройства концы лопаток отводного приспособлени загнуты против направлени вращени ротора. , Устройство выполнено с несколькими секторными секци ми с коническими направл ющими поверхност ми, обращенными раструбами конусов этих поверхностей в сторону носа судна и установленными на кольцевом уступе с возможностью раздельного и совместного перемещени вдоль продольной оси носового бульба. На фиг. 1 схематически изображено устройство с лопаточным отводным приспособлением , расположенным в кольцевом радиальном канале перед выходным сечением кольцевого выходного канала; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - то же, с лопаточным отводным приспособлением, расположенным после выходного сечени кольцевого выходного канала; на фиг. 4 разрез Б Б на фиг. 3. Устройство дл уменьшени волнового сопротивлени корпуса 1 надводного судна содержит носовой бульб 2, расположенный на носовой части корпуса 1 и центробежный насос в носовой части бульба 2. Насос , в свою очередь, содержит ротор 3, водозаборник 4 и лопаточное отводное приспособление 5, расположенное или в кольцевом радиальном канале перед выходным сечением кольцевого выходного канала 6 (см. фиг. 1 и 2) или после выходного сечени канала 6 (см. фиг. 3 и 4), выполненного по всей окружности выходного канала ротора 3. Наружный диаметр окружности канала 6 составл ет 0,3-0,9 от максимального диаметра бульба 2. На передней части образующей поверхности бульба 2 выполнен кольцевой уступ, ширина которого составл ет 0,3-0,01 максимального диаметра бульба 2, а меньший диаметр равен наружному диаметру окружности канала 6. Концы лопаток приспособлени 5 загнуты против направлени вращени ротора 3, при этом выходные кромки лопаток направлены по радиусу, а входные кромки - под. углом к радиусу и по направлению потока, сход щего с ротора. На кольцевом уступе бульба 2 установлена секторные секции 7-10 с коническими направл ющими поверхност ми, раструбом конуса кажда из них при этом О(бращена в сторону носа судна. Секции 7-10 с помощью гидроцилиндров 11 способны перемещатьс раздельно или совместно вдоль продольной оси бульба 2. Ротор 3 имеет привод дл вращени (не показан), который расположен внутри бульба 2. При вращении ротор 3 выбрасывает воду с большой скоростью через канал 6. Закрученный ротором поток воды, попада на лопатки приспособлени 5, приобретает радиальное направление. Кольцевой радиаль„щи поток с большой скоростью увлекает за собой массы воды из окружающего пространства . Вследствие ограничени пространства со стороны бульба 2 уступом при отсосе масс воды кольцевым радиальным потоком статическое давление в пространстве уступа понижаетс , станов сь меньше статического давлени с другой стороны диска кольцевого радиального потока. Вследствие разности давлений кольцевой радиальный поток отклон етс в сторону уступа бульба 2, мен дискообразную форму на конусообразную .Это еще сильнее ограничивает пространство дл притока воды со стороны кольцевого уступа, давление на последнем падает еще больше, и кольцевой поток отклон етс к кольцевому уступу в еще больщей степени. В конечном итоге, кольцевой радиальный поток, выход щий из канала 6, измен ет свое радиальное направление на продольное вдоль оси бульба 2, замыка пространство кольцевого уступа кольцевым изогнутым потоком. При этом давление в кольцевом уступе может упасть до критического , и в пространстве этого уступа образуетс кольцева кавитационна кавер„а , давление в которой практически близко к нулю. Изогнутый кольцевой поток воды подсасывает из окружающей среды массы воды и гонит их с повышенной скоростью вдоль поверхности бульба 2 и корпуса 1 судна назад к его сужающейс кормовой .оконечности, где в св зи с расширением потока скорость падает: Как известно, сопротивление формы и волновое сопротивление корпуса 1 надводHdro судна св заны с повышением давлени на носовую оконечность корпуса 1, аThe invention relates to shipbuilding, in particular, to devices for reducing the wave resistance of the hull of a surface vessel. A device is known for reducing the wave resistance of a hull of a surface vessel, containing a bow bulb, inside which a centrifugal pump is located in its nose, the axis of the water intake channel and the axis of vrash, the rotor of this pump coincide with the longitudinal axis of the bow bulb equipped with a blade branch device 1. However control of this device is complicated, which reduces the efficiency of its work. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the device. This goal is achieved in that the device for reducing the wave resistance of the hull of a surface vessel is provided with an annular output channel around the whole to surround the blade diverter and an annular ledge on the front part of the bow bulb, while the outer diameter of said step is 0.3-0. 9, the maximum diameter of the cross section is a bulb, and the width of the annular step is 0.3-0.01 of that maximum diameter. In addition, in such a device, the ends of the vanes of the bypass device are bent against the direction of rotation of the rotor. The device is made with several sector sections with conical guiding surfaces, facing sockets of the cones of these surfaces towards the bow of the vessel and mounted on an annular ledge with the possibility of separate and joint movement along the longitudinal axis of the bow. FIG. 1 schematically shows a device with a blade branch device located in the annular radial channel in front of the output section of the annular output channel; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one; in fig. 3 - the same, with the blade branch device located after the exit section of the annular output channel; in fig. 4 section B B in FIG. 3. A device for reducing the wave resistance of the hull 1 of a surface vessel contains a bow 2, located on the nose of the hull 1 and a centrifugal pump in the nose of the bulb 2. The pump, in turn, contains a rotor 3, a water intake 4 and a blade device 5 located or in the annular radial channel before the output section of the annular output channel 6 (see Fig. 1 and 2) or after the output section of channel 6 (see Fig. 3 and 4), made around the entire circumference of the output channel of the rotor 3. Outer diameter of the cannon la 6 is 0.3-0.9 of the maximum diameter of the bulb 2. At the front of the forming surface of the bulb 2, an annular step is made, the width of which is 0.3-0.01 of the maximum diameter of the bulb 2, and the smaller diameter is equal to the outer diameter the circumference of the channel 6. The ends of the blades of the device 5 are bent against the direction of rotation of the rotor 3, while the output edges of the blades are directed along the radius, and the input edges under. the angle to the radius and in the direction of flow converging from the rotor. On the annular ledge, the bulb 2 is fitted with sector sections 7-10 with conical guiding surfaces, the flare of the cone each of which is O (sprouted towards the bow of the vessel. Sections 7-10 are able to move separately or jointly along the longitudinal axis of the bulb 11 using hydraulic cylinders 11 2. The rotor 3 has a drive for rotation (not shown), which is located inside the bulb 2. When rotated, the rotor 3 throws water at high speed through the channel 6. The rotated flow of water, falling on the blades of the device 5, acquires a radial direction Annular radial flow at high speed drags the mass of water from the surrounding space. Due to space restriction on the bulb 2 side with a ledge when the water mass is sucked by an annular radial flow, the static pressure in the ledge space decreases, becoming less than the static pressure on the other side of the disk ring radial flow. Due to the difference in pressure, the ring radial flow deviates towards the ledge of the bulb 2, the disc shape changes to a conical shape. This is even stronger than It exhausts the space for water inflow from the side of the annular ledge, the pressure on the latter drops even more, and the annular flow deviates to the annular ledge to an even greater degree. Ultimately, the annular radial flow coming out of the channel 6 changes its radial direction to the longitudinal, along the axis of the bulb 2, the closure space of the annular step by the annular curved flow. In this case, the pressure in the annular ledge can drop to a critical one, and in the space of this ledge an annular cavitation cover is formed, the pressure in which is practically close to zero. The curved annular flow of water draws mass of water from the environment and drives it at an elevated speed along the surface of the bulb 2 and the hull 1 of the vessel back to its constricting aft finality, where, due to the expansion of the flow, the speed drops: As is known, the form resistance and wave resistance The hull 1 surface of the ship's Hdro is associated with an increase in pressure on the bow end of the hull 1, and

также с отрывом пограничного сло у кормовой оконечности при образовании вихрей вследствие замедлени скорости обтекани в пограничном слое. also with the separation of the boundary layer at the aft tip during the formation of vortices due to the slowing of the flow rate in the boundary layer.

Предлагаемое устройство понижает давление на носовую оконечность корпуса 1, одновременно ускор скорость в пограничном слое, предотвращает срыв пограничного сло и образование вихрей, что значительно снижает сопротивление формы и волновое сопротивление корпуса 1 судна. The proposed device lowers the pressure on the bow end of the hull 1, simultaneously accelerating speed in the boundary layer, prevents the boundary layer from collapsing and the formation of vortices, which significantly reduces the form resistance and the wave resistance of the hull 1 of the vessel.

При выдвижении секций 7-10 вперед к каналу 6, поток, выход щий из канала, отража сь от конической поверхности секций вперед, измен ет свое направление. При полном выдвижении всех секций кольцевой поток не присасываетс к поверхности бульба 2 и направл етс вперед под углом к продольной оси последнего. При этом возникает сила т ги, направленна назад вдоль оси бульба 2. При неполном выдвижении секций 7-10 кольцевой поток присасываетс к поверхности бульба 2 по различной траектории в зависимости от степени выдвижени секций, что позвол ет выбратьWhen sections 7-10 are advanced forward to channel 6, the flow exiting the channel, reflecting from the conical surface of the sections forward, changes its direction. When all sections are fully extended, the annular flow does not stick to the surface of the bulb 2 and is directed forward at an angle to the longitudinal axis of the latter. In this case, a pulling force occurs, directed backwards along the axis of the bulb 2. When the sections 7–10 are not fully extended, the annular flow is sucked to the surface of the bulb 2 along a different trajectory depending on the degree of extension of the sections, which allows

оптимальный режим обтекани при различных скорост х движени судна. При выдвижении полностью вперед только одной секции 7 поток, выход щий из канала 6 в зоне этой секции, отклон етс в нос судна и отрываетс от секции 7, при этом по вл етс упор, направленный в сторону, противоположную выдвинутой секции и действующий на носовую оконечность корпуса 1 судна, что обеспечивает его управл емость . В некоторых случа х дл упрощени устройство может выполн тьс без водозаборника и лопаточного отводного приспособлени .optimal wrapping mode at various vessel speeds. When only one section 7 extends fully forward, the flow coming out of channel 6 in the area of this section diverts into the bow of the vessel and separates from section 7, with a stop pointing in the direction opposite to the extended section and acting on the bow. hull 1 of the vessel, which ensures its controllability. In some cases, to simplify the device, it can be performed without a water intake and a vane diverter.

Предлагаемое устройство может примен тьс « качестве основного движител судна, при этом нет необходимости использовать гребной движитель.The proposed device can be used as the main propulsor of the vessel, and there is no need to use a propeller.

По сравнению с известными судами значительное уменьшение сопротивлени формы и волнового сопротивлени корпуса судна обеспечивает повыщение его скоро ти хода без роста общей мощности движительной установки, дл движени с одинаковой скоростью требуетс меньша мощность такой установки.Compared with the known ships, a significant decrease in the shape resistance and wave resistance of the hull of the ship provides for an increase in its travel speed without an increase in the total power of the propulsion unit; to move at the same speed, less power is required for such a setup.

Claims

1. A DEVICE FOR REDUCING THE WAVE RESISTANCE OF A BOAT SHIP, containing a bow bulb, inside of which a centrifugal pump is located in its bow, the axis of the intake channel and the axis of rotation of the rotor of this pump coincide with the longitudinal axis of the bow bulb equipped with a scapular diverting device, that, in order to increase the efficiency of the device, it is made with an annular output channel around the entire circumference of the blade retraction device and with an annular ledge on the front th part of the nasal bulb, while the outer diameter of the circumference of the annular outlet channel and the smaller diameter of the above-mentioned ledge are 0.3-0.9 of the maximum diameter of the cross section of the bulb, and the width of the annular ledge is 0.3-0.01 of this maximum diameter.

2. The device according to π. 1, characterized in that the ends of the blades of the outlet device are bent against the direction of rotation of the rotor.

3. The device according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that it is made with several sector sections with conical guide surfaces facing the bells of the cones of these surfaces towards the bow of the vessel and mounted on an annular ledge with the possibility of separate and. joint movement along the longitudinal axis of the nasal bulb.

Ftsg. 1