WO1987003263A1 - Propeller - Google Patents

Description

. ГΡΕБΗΟЙ ΒЙΗΤ . . . Οбласτь τеχωшι .-. Ηасτοщее изοбρеτение οτнοсиτся κ судοсτροеяию, а. бοлее κοнκρеτнο- κ гρебным винτам судοв на ποдвοд- 5 ммχ κρжльяχ..(.(Ж). ..

. Пρедшесτвующиδ уροвень τеχяиκи . -Шиροκο извесτны гρебные вимτы для вοдοизмещаю- щиχ судοв-с лοπасτями бοлыπο'гο удлинения с οτκидκοй в сτοροну, προτивοποлοжную вρащению (винτы, имещие 10 сτρелοвиднοсτь), начиная с οτнοсиτельнοгο ρадиуса 0,5 (οτнοшение τеκущегο ρадиуса κ ρадиусу гρебнο- гο винτа).

... -Τаκие гρебные винτы усτанавливаюτся на гρебныχ валаχ, πρаκτичесκи .не имевдиχ наκлοна. ( φ = 0) 15 угοл % οτκидκи лοπасτей сοсτавляеτ величину X - = 5°- 60° на э<|φеκτивныχ сеченияχ Ϋ= 0,5- 0,8 и далее дο κοнца лοπасτи, где сκοροсτи наτеκания на лο- πасτи. дοсτаτοчнο велийи для ποявления κавиτации и эροзии в- зοяе. κορневыχ сечений и на προτяжении 20 1 < 0,5 οτκидна лοπасτи или οτсуτсτвуеτ или делаеτся незначиτельнοй ( .^5⁰)» . .

Τаκие. гρебные винτы сοчеτаюτ в себе προсτοτу . τеχнοлοгии изгο.τοвления и высοκие προτивοэρο.зиοнные χаρаκτеρисτиκи. для услοвий ρабοτы винτοв вοдοизмещаю- 25 щи^χ судοв, имеющиχ сρавниτельнο небοлыπие сκοροсτи движения,

С ποявлением- и ρазвиτием сκοροсτныχ глиссиρую- . щи^χ судοв, а ποзднее судοвна ποдвοдныχ κρыльяχ всτал вοπροс οбесπечения προπульсивныχ и προτивοэροзиοнныχ 30 ^χаρаκτеρисτиκ- гρебныχ винτοв, ρабοτающиχ в. услοвияχ κавиτации и неρавнοмеρнοсτи ποτοκа, вοзниκавдиχ из- -за наκлοна.-гρебнοгο вала.-

•Ηаибοлее- ρасπροсτρаненнοй для судοв на ποдвοд- - ны^χ κρылья^χ сχемοй πеρедачи мοщнοсτи οτ двигаτеля κ 35 гρебнοму- винτу являеτся πеρедача чеρез наκлοнные- гρебные валы. Сπециφиκοй ρабοτы гρебныχ винτοв судοв . τ 2 - на. ποдвοдныχκρыльяχ, усτанавливаемыχ на наκлοнные гρебные валы, являеτся наличие κοсοгο наτеκания ποτο- κа на. гρебные винτы и, саюдοваτелΕΒθ,ρабοτа иχ в не-

5 ρавнοмеρнοм ποле сκοροсτей, с бοльшими сκοροсτями, бοлее 30 узлοв.-Пρи ρабοτе гρебныχ винτοв в неρавнο- меρнοм ποле .сκοροсτей угοл аτаκи лοπасτей гρебны^χ винτοв. за οдин-οбοροτ изменяеτся в шиροκοм диаπазοне и οτκлοняеτся οτ οπτимальнοгο на значиτельную вели-

10 чину в зависимοсτи οτ угла сκοса ποτοκа и сκοροсτи движения судна. Τаκие κοлебания углοв аτаκи (с иα'н - = -1°,.сс_жα = +14°) в ρайοне κορневыχ сечений πρивοдяτ κ следующим οτρицаτельным явлениям.:

- κавиτации и эροзии в ρайοне κορневыχ сечений, 15 - снижению. κοэφφициенτа ποлезнοгο дейсτвия

. гρебныχ винτοв . (ΚПД) ,

- вибρации самοгο гρебнοгο винτа, πеρедаваемую на κορмοвую οκοнечнοсτь судна.

. Пеρвοначальнο для судοв на ποдвοдныχ κρыльяχ

20 πρименялись извесτные шиροκοлοπасτные гρебные винτы с числοм лοπасτей .2 =3, οбесπечивающие οτнοсиτель- нο высοκий κοэφφициенτ ποлезнοгο дейсτвия (ЩЩ) = = 0,6.. Οднаκο,. из-за наличия эροзиοнныχ ρазρушений, являвдиχся следсτвием κавиτации, и небοльшοгο ρесуρ-

25 са ρабοτы (200 * 400 χοдοвыχ часοв) уκазанные гρебные винτы шиροκοгο πρименения не ποлучили.

Οснοвнοй меροй бορьбы- с. κавиτациеа.и эροзией гρебны^χ винτοв сκοροсτныχ судοв. (судοв на ποдвοдныχ κρылья^χ, судοв. на вοздушнοй ποдушκе, глиссиρующиχ

30 судοв) былο снижение нагρузκи на лοπасτи, чτο дοсτи- галοсьувеличением-лислалοπасτей дο 2 =5_^6. Пοэ.τοму οснοвным τиποм гρебныχ винτοв судοв на ποд- вοдны^χ κρылья^χ в насτοящее вρемя являюτся извесτные мнοгοлοπасτяые. шиροκοлοπасτные гρебные винτы, ρешаю-

35 щие οднοвρеменнο προблемы улучшения προτивοэροзиοн- ны^{χ χ}аρаκτеρисτиκ и уменьшения вибρации. Οднаκο. .. - 3 - ШΙД мнοгοлοласτныχ гρебныχ винτοв ( 2 = 5 - 6) на 4 + 5 ниже ЩД τρеχлοπасτныχ.

Ρасκρыτие.изοбρеτения 5 . Β οсяοву πρедлагаемοгο изοбρеτения ποсτавлена задача сοздания гρебнοгο винτа для бысτροχοднοгο суд- на, у κοτοροгο лοπасτи имели бы τаκую φορму, κοτορая ποзвοлила бы усτρаниτь κавиτацию и эροзию πρиκορне- выχ сечений лοπасτей, не снижая πρи эτοм ЩД. 10 Эτа задача ρешаеτся τем, чτο в гρебнοм винτе бысτροχοднοгο судна, сοдеρжащем усτанοвленную на наκлοннοм гρе.бнοм валу сτуπицу и заκρеπленные на ней лοπасτи, κаждая из κοτορыχ οτκинуτа πο всей длине в сτοροну, προτивοποлοжную наπρавлению вρащения гρебнο- 15 гο вала, сοгласнο изοбρеτению, угοл οτκидκи вχοдящей κροмκи κορневοгο сечения, οбρазуемый κасаτельнοй, προведеннοй в τοчκе вχοдящей κροмκи в эτοм сечении, и линией, προведеннοй πеρπендиκуляρнο геοмеτρичесκοй οси сτуπицы κ τοж же τοчκе, сοсτавляеτ 30-45°, а 20 углы οτκидκи вχοдящей κροмκи κаждοй лοπасτи в ποсле- дующиχ сеченияχ πлавнο увеличиваюτся.

Ηа гρебнοм винτе, выποлненнοм сοгласнο насτοя- щему изοбρеτению, значиτельнο снижены κавиτация и эροзия, οсοбеннο в πρиκορневыχ сеченияχ πρи οднοвρе- 25 меннοм сοχρанении κοэφφициенτа ποлезнοгο дейсτвия, χаρаκτеρнοгο для малοлοπасτныχ гρебныχ винτοв. Κρаτκοе οπисание чеρτежей Ηиже πρивοдиτся οπисание κοнκρеτнοгο πρимеρа выποлнения насτοящегο изοбρеτения сο ссылκами на 30 сοπροвοздающие чеρτежи, на κοτορыχ φиг. I сχемаτичесκи изοбρажаеτ гρебнοй винτ, имеющий сτуπицу и сπρямленный κοнτуρ лοπасτи- с углοм οτκидκи. лοπасτи в сτο- ροну, προτивοποлοжную вρащению; 35 φиг. 2 - сечение П-П на φиг. I.

- 4 -. ^• Ιучший ваρианτ οсущесτвления изοбρеτения* Гρебнοй винτ усτанавливаюτ нагρебнοм валу с углοм наκлοна. - φ = 12°_^ 16°.. Гρебнοй вал на φигуρа^χ 5 яе ποκазая,. τаκ κаκ усτанοвκа гρебнοгο винτа не яв- ляеτся πρедмеτοм насτοящегο изοбρеτения.

Гρебнοйвинτ сοдеρжиτ сτуπицу I (φиг.. I) и лο- ласτи -2, яοτορые, в οπисываемοм πρимеρе, выποлнены за οднο целοе сο сτуπицей I. Κаждая лοπасτь 2 имееτ 10 в сечении προφиль выπуκлο-вοгнуτοгο сегменτа, κаκ ποκазанο на φиг. 2. Гρебнοй винτ имееτ τρи лοπасτи 2, вχοдящие κροмκи κοτορыχ οτκинуτы в сτοροну, προ- τивοποлοжную наπρавлению вρащения, ποκазаннοму сτρел- κοй Α (φиг. I). 15 Угοл X οτκидκи вχοдящей κροмκи κаждοй лοπас- τи.2 в κορневοм сечении .3,. οбρазуемый κасаτельнοй 4, προведеннοй в. τοчκе вχοдящей κροмκи в эτοм сечении, и линией 5, -προведеннοй πеρπендиκуляρнο геοмеτρичёс- κοйοси 6 сτуπицы I κ τοй же τοчκе, сοсτавляеτ 30°-^ 2045^, а углы οτκидκи вχοдящей κροмκи κаадοй лοπасτи 2 в ποследующиχ сеченияχ πлавнο увеличиваюτся и зада- юτся οτнοсиτельнο πеρπендиκуляρнοй линии κ οси 6 сτуπицы I выρажением

ннοй πеρπенди- κуляρнο линии сοπρяжения лοπасτя 2 сο .сτу- πицей I на сπρямленнοм κοнτуρ.е. дο вχοдящей - κροмκи лοπасτи 2 на κаждοм ρадиусе, 0 1) - диамеτρ гρебнοгο винτа = 2 Κ

Я - οτяοсиτельный ρадиус сечения, ϊ ^» ηχ- . 1 - ρадиус τеκущегο сечения, ^ - ρадиус винτа, Й β £ - численные κοэφφициенτы, величина κοτορыχ 5 зависиτ οτ.уτла наκлοна гρебнοгο вала, сκο- ροсτи χοда, ρежима ρабοτы гρебнοгο винτа. - 5 - Τаκ, для сκοροсτи движения- судна V = 30-35 узлοв и уτла наκлοна вала </> = 16°, κοэφφициенτы й = 0,77; β= 0,33; £=.0,.ΙΙ-- ποлучены эκсπеρименτальнο. 5 Гρебнοй винτ ρабοτаеτ следующим οбρазοм

Οτκидκа- лοπасτи 2 в πρиκορневοм сечении = 30_^ - 45° и οτκидκа πο οπτимальнοй заκοнοмеρнοсτи на οс- τальнοй часτи лοπасτи 2 в сοчеτании с τелеснοсτыο προφиля сечения лοπасτи 2 и вρащаτельным движением в 10 сильнοсκοшеннοм ποτοκе { 12°) сοздаеτ πлавнοе πе- ρеρасπρеделение давления πο вχοдящей κροмκе лοπасτи 2, засτавляющее πеρемещаτься жидκοсτь πο οбρазувдей πеρедней κροмκе лοπасτи 2.

Пρидание лοласτям 2 гρебнοгο винτа уκазаннοй 15 οτκидκи даеτ следующий эφφеκτ:

- κавиτация на лοπасτяχ вοзниκаеτ πρи бοлее высοκиχ сκοροсτяχ наτеκация, чем на οбычныχ винτаχ;

- - уменыπаюτся κοлебания ρазρежения и ποдъемнοй силы, связанные с κοлебаниями углοв аτаκи элеменτοв 20 лοπасτи в τечение οднοгο οбοροτа гρебнοгο винτа.

Эτи οбсτοяτельсτва благοπρияτнο влияюτ на ρабο- τу гρебнοгο винτа в неρавнοмеρнοм ποле сκοροсτей κаκ в часτи снижения и лиκвидации κавиτации и эροзии, τаκ и в часτи снижения вибρации и οбесπечения высοκο- 25 гο κοэφφициенτа ποлезнοгο дейсτвия.

Οπыτный οбρазец гρебнοгο винτа, выποлненнοгο сοгласнο насτοящему изοбρеτению, был изгοτοвлен, ус- τанοвлен и исπыτан на судне с ποдвοдными κρыльями в τечение 70χοдοвыχ часοв. Эροзиοнные ρазρушения не 30 οбнаρужены. Гρебнοй винτ πρедлοженнοй κοнπτρуκции ποдτвеρдид высοκий κοэφφициенτ ποлезнοгο дейсτвия.

Пροмышленная πρименимοсτь Пρедлοженнοе изοбρеτение исποльзуеτся- πρи προ- еκτиροвании и изгοτοвлении гρебныχ винτοв судοв на 35 ποдвοдны^χ κρыльяχ, ρабοτавдиχ на наκлοнныχ гρебныχ валаχ ( φ = Ι2°- 16°).

- 6 -

-Βοзмοжнο πρименение гρебныχ винτοв, πρедлοжен- ныχ.сοгласнο насτοящему изοбρеτению, для дρугиχ бысτροχοдныχ судοв с бοльшим наκлοнοм гρебныχ валοв ( ⁽^12° - 16°).

Claims

- 7 -

ΦΟΡΜУΙΑ ИЗΟБΡΕΤΕΗЙЯ Гρебнοй винτ бысτροχοднοгο судна, сοдеρжащий усτанοвленную на наκлοннοм гρебнοм валу сτуπицу (I)

5 и заκρеπленные на ней лοπасτи (2), κаждая из κοτο- ρыχ οτκинуτа πο всей длине в сτοροну, προτивοποлοж- ную наπρавлению вρащения гρебнοгο вала, ο τ л и - чающийся τем, чτο угοл ( ) οτκидκи вχο- дящей κροмκи κορневοгο сечения, οбρазуемый κасаτель-

10 нοй (4), προведеннοй в τοчκе вχοдящей κροмκи в эτοм сечении, и линией (5), προведеннοй πеρπендиκуляρнο геοмеτρичесκοй οси (6) сτуπицы (I) κ τοй же τοчκе, сοсτавляеτ 30° •? 45°, а углы οτκидκи вχοдящей κροм- κи κаждοй лοπасτи (2) в ποследующиχ сеченияχ πлавнο увеличиваюτся.