RU2200113C2 - Screw propeller - Google Patents
Screw propeller Download PDFInfo
- Publication number
- RU2200113C2 RU2200113C2 RU2000121731/28A RU2000121731A RU2200113C2 RU 2200113 C2 RU2200113 C2 RU 2200113C2 RU 2000121731/28 A RU2000121731/28 A RU 2000121731/28A RU 2000121731 A RU2000121731 A RU 2000121731A RU 2200113 C2 RU2200113 C2 RU 2200113C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blade
- screw
- blades
- propeller
- suction surface
- Prior art date
Links
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 abstract 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 10
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008846 dynamic interplay Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к судо- и авиастроению, т.е. водному и воздушному транспорту, касается конструирования гребных винтов и пропеллеров, с возможностью их использования на судах и винтовых самолетах любых типов и назначений. The invention relates to shipbuilding and aircraft manufacturing, i.e. water and air transport, for the construction of propellers and propellers, with the possibility of their use on ships and helicopters of any types and purposes.
Изобретение раскрывается конструкцией гребного винта многоцелевого назначения, включающего основные режимы работы и суперскоростные его варианты. The invention is disclosed by the design of a multi-purpose propeller, including the main operating modes and its super-fast variants.
В заявке приводится два варианта возможной практической применимости движителя: с пустотелыми лопастями (при небольших упорных характеристиках) и снабженных внутренними перфорированными ребрами жесткости, для винтов с большими механическими нагрузками. The application provides two options for the possible practical applicability of the propulsion device: with hollow blades (with small thrust characteristics) and equipped with internal perforated stiffeners, for screws with high mechanical loads.
Известна "Пустотелая лопасть судового гребного винта" (см. пат. Швеции 302884, В 63 Н 1/14, 1971), включающая переднюю и заднюю стенки, соединенные между собой и образующие соответственно нагнетательную и засасывающую поверхности, снабженные внутренними ребрами жесткости. The famous "Hollow blade of a ship propeller" (see US Pat. Swedish 302884, B 63
Известный гребной винт не нашел практического применения, так как имеет значительное гидравлическое сопротивление, низкий КПД, а его скоростные варианты подвержены быстрому кавитационному разрушению. The known propeller has not found practical application, as it has significant hydraulic resistance, low efficiency, and its high-speed options are subject to rapid cavitation destruction.
Известен "Каветирующий гребной винт для быстроходных судов" (см. а.с. СССР 353866, В 63 Н 1/14, 1972), включающий ступицу с литыми лопастями, имеющими радиальные прорези с профилированными кромками. The well-known "cavitation propeller for high-speed vessels" (see AS USSR 353866, B 63
Известный гребной винт практически не применяется, так как во время работы, при перепаде статического давления между нагнетательной и засасывающей сторонами, происходит перетек части внешней среды через прорезь в лопасти в область последней, на что затрачивается значительная часть энергии и, как следствие, потеря упора. Следовательно, кавитационная защита напрямую связана с уменьшением КПД винта. При этом данное решение не устраняет кавитационное разрушение материала винта, а лишь снижает его интенсивность. Гидравлическое сопротивление винта остается достаточно большим, а КПД минимильным. The known propeller is practically not used, since during operation, when the static pressure drops between the discharge and the suction sides, part of the external medium flows through the slot into the blades into the region of the latter, which consumes a significant part of the energy and, as a result, loss of stop. Therefore, cavitation protection is directly related to a decrease in screw efficiency. Moreover, this solution does not eliminate the cavitation destruction of the screw material, but only reduces its intensity. The hydraulic resistance of the screw remains large enough, and the efficiency is minimal.
Известен "Судовой гребной винт с минимум двумя перфорированными полыми лопастями" (см. пат. Великобритании 2110307 А, В 63 Н 1/14, 1983), где каждая из них снабжена выпускными отверстиями, расположенными на засасывающей поверхности и соединена через внутренний канал в ступице с напорной стороной винта, благодаря чему при его вращении происходит перемещение внешней среды с этой стороны в зону низкого давления. Known "Ship propeller with at least two perforated hollow blades" (see US Pat. UK 2110307 A, B 63
Гребные винты по пат. 2110307 А и а.с. 353866 функционально идентичны и различаются только конструктивно. Поэтому декларативно заявленное повышение его КПД теоретически не имеет обоснования и поэтому практически не может быть достигнуто. При этом создание локальной демпферной подушки на низкой стороне не исключает кавитационного разрушения тонкостенных лопастей на других участках, поэтому в скоростных вариантах известный гребной винт не применим. При этом гидравлическое сопротивление профиля лопасти остается достаточно большим, а его КПД минимальным. Именно по этим причинам данный движитель к практическому использованию не востребован. Propellers according to US Pat. 2110307 A and A.S. 353866 are functionally identical and differ only constructively. Therefore, the declaratively declared increase in its efficiency is theoretically unjustified and therefore practically cannot be achieved. Moreover, the creation of a local damper cushion on the low side does not exclude cavitation destruction of thin-walled blades in other areas, therefore, in high-speed versions, the known propeller is not applicable. In this case, the hydraulic resistance of the blade profile remains quite large, and its efficiency is minimal. It is for these reasons that this mover for practical use is not in demand.
Заявитель отмечает, что все приведенные аналоги прямого отношения к заявленному решению не имеют, так как отражают различные изобретательские цели и теоретические обоснования. The applicant notes that all of the above analogues are not directly related to the claimed solution, as they reflect various inventive goals and theoretical justifications.
Заявленное решение обеспечивает достижение следующих технических результатов:
- система отверстий любой геометрии на засасыващей поверхности лопасти является необходимым и достаточным условием для создания в области, примыкающей к засасывающей поверхности в пределах пограничного слоя, статического давления, равного гидростатическому в данной точке;
- гидравлическое сопротивление лопасти является функцией от угловой скорости вращения винта и при угловом ускорении стремится к нулю, т.е. в пределе гидравлическое сопротивление теряется;
- полное исключение возникновения кавитационного процесса, а отсюда и эрозии материала лопасти при работе винта на закритических скоростях;
- при адекватных условиях и идентичных параметрах механический КПД винта увеличивается как минимум в два раза, т. е. на 100% и более;
- работа винта во всем диапазоне скоростей остается бесшумной;
- отсутствие деаэрационного следа при работе винта при любых скоростных режимах;
- возможность создания суперскоростных износоустойчивых, "вечных", винтов из обычной коррозионно-устойчивой стали, что значительно снизит их стоимость, а также расходы на профилактику и судоремонт;
- за счет кардинального изменения процесса обтекания потоком среды засасывающей стороны лопасти, достигается значительное уменьшение силы вязкого трения в этой области (теоретически в два раза);
- исключение вихревых потоков вокруг лопастей, вызванных эффектом Жуковского;
- значительная экономия топлива позитивно отразится как на экономике морских перевозок, так и на экологии акваторий;
- при определенной скорости быстроходного судна небольшой массы, например прогулочного катера, будет наблюдаться необычный эффект: гребной винт начнет ввинчиваться в окружающую несжимаемую среду подобно буравчику.The claimed solution ensures the achievement of the following technical results:
- a system of holes of any geometry on the suction surface of the blade is a necessary and sufficient condition for creating in the area adjacent to the suction surface within the boundary layer a static pressure equal to hydrostatic at a given point;
- the hydraulic resistance of the blade is a function of the angular speed of rotation of the screw and with angular acceleration tends to zero, i.e. in the limit, the hydraulic resistance is lost;
- the complete exclusion of the occurrence of the cavitation process, and hence the erosion of the material of the blade during operation of the screw at supercritical speeds;
- under adequate conditions and identical parameters, the mechanical efficiency of the screw increases at least twice, that is, by 100% or more;
- the operation of the screw in the entire speed range remains silent;
- the absence of a deaeration trail during operation of the propeller at any speed conditions;
- the ability to create super-fast wear-resistant, “eternal” screws made of ordinary corrosion-resistant steel, which will significantly reduce their cost, as well as the costs of prevention and ship repair;
- due to a radical change in the process of flowing around the suction side of the blade by the fluid flow, a significant decrease in the force of viscous friction in this region (theoretically by half) is achieved;
- the exclusion of vortex flows around the blades caused by the Zhukovsky effect;
- Significant fuel savings will positively affect both the economy of shipping and the ecology of water areas;
- at a certain speed of a small-speed high-speed vessel, such as a pleasure boat, an unusual effect will be observed: the propeller will begin to screw into the surrounding incompressible medium like a gimlet.
Отличительными существенными признаками заявленного винтового движителя является:
- ступица с тонкостенными пустотелыми лопастями, засасывающая поверхность которых имеет систему выпускных отверстий любой геометрии, а также с лопастями, имеющими к тому же перфорированные ребра жесткости;
- систему отверстий распределяют по всей площади засасывающей поверхности, что обеспечивает достаточную стационарную циркуляцию среды за пределы полости лопасти и создание сплошной демпферной подушки, блокирующей всю ее поверхность;
- канал любой геометрии, соединяющий полость лопасти с внешней средой, - наружный и расположен в корне входящей стороны лопасти, например треугольный, где одной из сторон является входящая кромка нагнетательной поверхности, с расположением площади канала на засасывающей поверхности;
- щелевидный, с расположением в торце лопасти, стенками которого являются обе поверхности лопасти;
- вектор направления потока среды, входящего в полость, - тангенциальный.Distinctive essential features of the declared screw propeller is:
- a hub with thin-walled hollow blades, the suction surface of which has a system of exhaust openings of any geometry, as well as with blades, which also have perforated stiffeners;
- the system of holes is distributed over the entire area of the suction surface, which ensures sufficient stationary circulation of the medium outside the cavity of the blade and the creation of a continuous damper pad blocking its entire surface;
- a channel of any geometry connecting the cavity of the blade with the external environment is external and located at the root of the incoming side of the blade, for example a triangular one, where one of the sides is the incoming edge of the discharge surface, with the location of the channel area on the suction surface;
- slit-like, with the location at the end of the blade, the walls of which are both surfaces of the blade;
- the vector of the direction of the flow of the medium entering the cavity is tangential.
Рассмотрим связи между существенными признаками заявленного решения и достигаемыми при этом техническими результатами. Consider the relationship between the essential features of the claimed solution and the achieved technical results.
Известно, что сила, действующая на помещеное в поток среды тело, складывается из разности давлений перед и за телом, а также силы вязкого трения слоев среды, прилегающих к его поверхности. При этом разность давлений перед и за телом называют гидравлическим сопротивлением, а их сумму (с трением) - лобовым сопротивлением тела в потоке среды. Из определения следует, что если за телом каким-то способом создать давление, равное перед ним, то его гидравлическое сопротивление обращается в нуль, а лобовое будет равно силе вязкого трения, т.е. резко падает. При этом на дозвуковых скоростях, когда сжимаемостью среды можно пренебречь, полное давление перед движущимся телом, согласно уравнению Бернулли всегда будет равно гидростатическому в данной точке покоящейся жидкости. Следовательно, чтобы гидравлическое сопротивление движущегося тела превратилось в нуль, необходимо создать за ним (телом) давление, равное гидростатическому в данной точке. It is known that the force acting on a body placed in a medium flow is composed of the pressure difference in front of and behind the body, as well as the viscous friction forces of the layers of the medium adjacent to its surface. In this case, the pressure difference in front of and behind the body is called the hydraulic resistance, and their sum (with friction) is called the frontal resistance of the body in the medium flow. It follows from the definition that if, in some way, a pressure equal to that of it is created behind the body, then its hydraulic resistance becomes zero, and the frontal resistance is equal to the force of viscous friction, i.e. drops sharply. Moreover, at subsonic speeds, when the compressibility of the medium can be neglected, the total pressure in front of the moving body, according to the Bernoulli equation, will always be hydrostatic at a given point of the liquid at rest. Therefore, in order for the hydraulic resistance of the moving body to turn to zero, it is necessary to create behind it (the body) pressure equal to the hydrostatic pressure at a given point.
К этому необходимо добавить, что равенство нулю гидравлического сопротивления твердого тела, движущегося в идеальной среде, впервые было теоретически обосновано французским ученым Ж. Даламбером и в связи с этим получило название "Парадокс Даламбера". Данное изобретение позволяет использовать выводы "парадокса" на практике, в реальных вязких средах. To this it is necessary to add that the equality to zero of the hydraulic resistance of a solid moving in an ideal medium was theoretically substantiated for the first time by the French scientist J. Dalamber and in this connection was called the “D'Alembert Paradox”. This invention allows the use of the findings of the "paradox" in practice, in real viscous media.
В предлагаемой конструкции частицы жидкости из вращающихся полых лопастей выбрасываются через систему отверстий на засасывающей стороне лопасти в окружающую наружную среду под действием разности сил давления: центробежного (внутри лопасти) и наружного, являющегося статической составляющей полного давления потока, обтекающего лопасть винта. При этом с увеличением угловой скорости вращения винта внутреннее (центробежное) давление растет, а наружное (статическое) падает, вследствие увеличения относительной скорости обтекания внешней средой лопастей, а также растяжения примыкающих к засасывающей поверхности ее слоев. Отсюда модуль вектора относительной скорости выбрасываемых частиц, направленный по нормали в точке засасывающей поверхности, увеличивается. Если учесть, что вектор направления переносной скорости частиц совпадает с вектором линейной скорости вращения лопасти, то нетрудно убедиться, что вектор направления абсолютной скорости частиц будет направлен против направления вектора скорости внешнего, набегающего, потока среды, вызванного относительным перемещением судна. Как видим, характер обтекания лопастей винта внешней средой кардинально изменился, поэтому вместо возникновения кавитационной каверны на закритических скоростях, образовалась сплошная демпфирующая подушка с положительным статическим давлением, полностью блокирующая всю засасывающую поверхность лопасти. Разумеется, в этих условиях развитие кавитационного процесса полностью исключается. Становится невозможным возникновение циркуляционных потоков вокруг лопастей, на что уходит весомая часть энергии. In the proposed design, fluid particles from rotating hollow blades are ejected through a system of holes on the suction side of the blade into the surrounding external environment under the influence of the difference of pressure forces: centrifugal (inside the blade) and external, which is a static component of the total pressure of the stream flowing around the screw blade. In this case, with an increase in the angular velocity of rotation of the screw, the internal (centrifugal) pressure increases, and the external (static) pressure decreases, due to an increase in the relative velocity of the flow around the external medium of the blades, as well as stretching of the layers adjacent to the suction surface. Hence, the modulus of the vector of the relative velocity of the ejected particles, directed along the normal at the point of the suction surface, increases. If we take into account that the direction vector of the portable particle velocity coincides with the linear velocity vector of the blade, it is easy to see that the direction vector of the absolute velocity of the particles will be directed against the direction of the velocity vector of the external, incident, flow of the medium caused by the relative movement of the vessel. As you can see, the nature of the flow around the rotor blades of the external environment has changed dramatically, therefore, instead of the occurrence of a cavitation cavity at supercritical speeds, a continuous damping pad with positive static pressure was formed, completely blocking the entire suction surface of the blade. Of course, under these conditions, the development of the cavitation process is completely excluded. It becomes impossible for the circulation flows around the blades, which takes a significant part of the energy.
Рассмотрим процесс возникновения и стационарного сохранения гидростатического давления в данной точке, равного пьезометрической составляющей полного давления, в области, примыкающей к засасывающей поверхности, т.е. пограничной зоны. Let us consider the process of emergence and stationary conservation of hydrostatic pressure at a given point, equal to the piezometric component of the total pressure, in the region adjacent to the suction surface, i.e. border zone.
Выброшенные под избыточным давлением из полости вращающейся лопасти частицы жидкости, имеющие определенную массу и скорость, несут в себе определенный "кинетический заряд" - импульс, равный произведению суммарной массы частиц на их среднюю скорость, и относительно окружающей среды они (частицы) находятся в неравновесном состоянии, где в итоге процесса релаксации частицы отдадут избыток энергии окружающей среде. Так, например, часть избыточной энергии уйдет на преодоление силы вязкого трения, а остальная на динамическое взаимодействие с частицами встречного, набегающего потока и т.д. Но по закону сохранения энергии ее кинетическая составляющая должна перейти в иное качество. Следствием закона сохранения механической энергии для потока жидкости является уравнение Бернулли, которое утверждает, что в стационарном потоке сумма статического и динамического давлений остается постоянной и соответствует гидростатическому давлению в покоящейся жидкости. Следовательно, процесс релаксации неминуемо приведет к повышению статического давления до величины гидростатического в данной точке. Liquid particles ejected under excessive pressure from the cavity of a rotating blade, having a certain mass and speed, carry a certain "kinetic charge" - an impulse equal to the product of the total mass of particles by their average speed, and they (particles) are in a non-equilibrium state relative to the environment where, as a result of the relaxation process, the particles will give up excess energy to the environment. So, for example, part of the excess energy will be spent on overcoming the force of viscous friction, and the rest on dynamic interaction with particles of the oncoming, incident flow, etc. But according to the law of conservation of energy, its kinetic component must go into a different quality. A consequence of the law of conservation of mechanical energy for a fluid flow is the Bernoulli equation, which states that in a stationary flow the sum of the static and dynamic pressures remains constant and corresponds to the hydrostatic pressure in the liquid at rest. Consequently, the relaxation process will inevitably lead to an increase in static pressure to the hydrostatic pressure at a given point.
Из вышеизложенного следует, что эффект достижения и сохранения постоянства статического давления на засасывающей стороне винта, равного гидростатическому в данной точке окружающей винт среды, возникает при определенных оборотах, в зависимости от его диаметра и глубины погружения. Расчетная формула, определяющая эту зависимость, является ноу-хау заявителя и не раскрывается. Приводится пример по выполненному расчету. From the above it follows that the effect of achieving and maintaining a constant static pressure on the suction side of the screw, equal to the hydrostatic at a given point surrounding the screw medium, occurs at certain speeds, depending on its diameter and immersion depth. The calculation formula defining this dependence is the know-how of the applicant and is not disclosed. An example of the calculation is given.
Для гребного винта диаметром 0,8 м при погружении его оси на глубину 3,0 м минимальное число оборотов для достижения максимального положительного эффекта, т.е, достижения пьезометрического давления, составляет 130 оборотов в минуту, при этом дальнейшее увеличение угловой скорости вращения винта повысить местное гидростатическое давление не может. Именно поэтому этот параметр для данного примера является тем рубежом, при котором характер взаимодействия движителя с окружающей средой кардинально меняется. For a propeller with a diameter of 0.8 m when immersing its axis to a depth of 3.0 m, the minimum number of revolutions to achieve the maximum positive effect, i.e., to achieve piezometric pressure, is 130 revolutions per minute, while further increasing the angular speed of rotation of the screw to increase local hydrostatic pressure cannot. That is why this parameter for this example is the boundary at which the nature of the interaction of the mover with the environment changes dramatically.
Так, сопровождающаяся при этом потеря лопастями гидравлического сопротивления, должна сопровождаться повышением КПД винта. Действительно, мощность, необходимая для движения тела против потока среды, как известно, увеличивается пропорционально третьей степени его (тела) скорости и полностью расходуется на преодоление гидравлического сопротивления, что соответствует (в зависимости от скорости) порядка 70-80% и более общего энергетического баланса. В предлагаемом решении этот расход энергии, с учетом затраты на создание демпферной подушки, составляет в среднем около половины указанной величины. При этом мощность, затрачиваемая для преодоления силы вязкого трения, увеличивается пропорционально квадрату скорости тела и в данном решении теоретически составляет половину этой величины. Если учесть, что мощность для перемещения тела, т.е. совершения полезной работы, увеличивается пропорционально квадрату скорости тела, то можно утверждать, что в первом приближении КПД заявленного винтового движителя как минимум удвоится. К тому же наличие сплошной демпирующей подушки на засасывающей стороне лопасти, с давлением, равным гидростатическому, исключает деаэрационный процесс, сопровождающийся выделением из воды растворенных в ней газов. Отсюда пенный след от работающего винта будет отсутствовать, а невозможность развития процесса кавитации полностью исключает кавитационную вибрацию, что делает вращение винта бесшумным при любых режимах его работы. Особо необходимо отметить, что два последних фактора для подводного военно-морского флота являются проблемами выживания. Полный набор этих, неизвестных ранее позитивных качеств, дает возможность создания высокоскоростных износоустойчивых, "вечных", винтов из обычной коррозионно-устойчивой стали, что значительно снизит их себестоимость и эксплуатационные затраты. So, accompanied by the loss of hydraulic resistance by the blades, this should be accompanied by an increase in the screw efficiency. Indeed, the power needed to move the body against the flow of the medium, as you know, increases in proportion to the third degree of its (body) speed and is completely spent on overcoming hydraulic resistance, which corresponds (depending on speed) of the order of 70-80% and more than the general energy balance . In the proposed solution, this energy consumption, taking into account the costs of creating a damper cushion, is on average about half of this value. In this case, the power expended to overcome the force of viscous friction increases in proportion to the square of the velocity of the body and in this solution theoretically amounts to half this value. Given that the power to move the body, i.e. of useful work, increases in proportion to the square of the speed of the body, it can be argued that in a first approximation the efficiency of the declared propeller is at least double. In addition, the presence of a continuous damping pad on the suction side of the blade, with a pressure equal to hydrostatic, eliminates the deaeration process, accompanied by the release of gases dissolved in it from the water. Hence, there will be no foamy trace from the working screw, and the impossibility of developing the cavitation process completely excludes cavitation vibration, which makes the rotation of the screw silent during any operation conditions. It is particularly noteworthy that the last two factors for the submarine navy are survival problems. A complete set of these previously unknown positive qualities makes it possible to create high-speed wear-resistant, “eternal” screws from ordinary corrosion-resistant steel, which will significantly reduce their cost and operating costs.
На фиг.1 схематически, в общем виде изображен двухлопастной гребной винт со стороны его засасывающей поверхности, с двумя вариантами выполнения лопастей: верхняя лопасть - пустотелая, нижняя (с частично снятой стенкой) - с внутренними перфорированными (на чертеже не показаны) ребрами жесткости и треугольным каналом для входа наружной среды. Место расположения канала - засасывающая поверхность лопасти. На фиг.2 боковое изображение винта с вариантом щелевидного канала в торце входящей кромки лопасти. Figure 1 schematically, in General view shows a two-bladed propeller from the side of its suction surface, with two options for the execution of the blades: the upper blade is hollow, the lower (with partially removed wall) with internal perforated (not shown) stiffeners and a triangular channel for entering the external environment. The location of the channel is the suction surface of the blade. In Fig.2 a side image of a screw with a variant of the slot-like channel at the end of the incoming edge of the blade.
Промышленная применимость заявленного движителя подтверждается описанием его конструкции. The industrial applicability of the claimed propulsion is confirmed by a description of its design.
На ступице 1 с пустотелыми лопастями 2, имеющими переднюю и заднюю стенки, соединенные между собой по кромкам и образующие соответственно нагнетательную 3 и засасывающую 4 винтовые поверхности, по всей площади последней распределена система выпускных отверстий 5 любой геометрии. Для увеличения жесткости лопасти 2 снабжены внутренними перфорированными ребрами жесткости 6. В корневой части лопасти 2, с входящей стороны, расположен входной канал 7 любой геометрии. On the
При вращении винта наружная среда под давлением, образованным как скоростным напором, так и центробежной силой, поступает тангенциально через канал 7 в нижнюю часть полости лопасти 2 и распределяется по всему объему, чему способствуют перфорированные ребра 6, после чего избыточное давление выталкивает среду через отверстия 5 в смежную наружную зону пограничного слоя, в результате чего статическое давление в последнем повышается до величины пьезометрического. При соответствующем соотношении числа отверстий 5 и их суммарной площади живого сечения, приведенные к угловой скорости достаточной для циркуляции определенной массы среды, будет достигнут максимальный положительный эффект, выражающийся в равенстве статических давлений перед и за лопастью, в результате чего произойдет потеря гидравлического сопротивления профиля лопасти 2, а созданная при этом стационарная сплошная демпферная подушка полностью исключит условия возникновения кавитационного процесса. При этом не менее чем в два раза повышается механический КПД винта и достигаются вышеперечисленные технические результаты. When the screw rotates, the external medium under pressure formed by both a high-speed pressure and centrifugal force enters tangentially through the
Особо необходимо отметить, что в связи с образованием изотропии по обе стороны винта (чего в известных решениях добиться невозможно), когда внутренние механические свойства окружающей среды приобрели одинаковость в различных направлениях, для скоростных судов небольшой массы, при определенной скорости относительного перемещения создаются теоретические условия, при которых быстро вращающийся винт, при времени периода вращения и релаксации стремящихся к нулю, последний в пределе приобретет свойства буравчика: способность ввинчиваться в окружающую несжимаемую среду. It is especially necessary to note that due to the formation of isotropy on both sides of the propeller (which is impossible to achieve in known solutions), when the internal mechanical properties of the environment have become identical in different directions, for high-speed vessels of small mass, theoretical conditions are created at a certain speed of relative displacement, in which a rapidly rotating screw, during a period of rotation and relaxation tending to zero, the latter in the limit will acquire the properties of a gimlet: the ability to screw in into the incompressible environment.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000121731/28A RU2200113C2 (en) | 2000-08-14 | 2000-08-14 | Screw propeller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000121731/28A RU2200113C2 (en) | 2000-08-14 | 2000-08-14 | Screw propeller |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000121731A RU2000121731A (en) | 2002-07-27 |
| RU2200113C2 true RU2200113C2 (en) | 2003-03-10 |
Family
ID=20239225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000121731/28A RU2200113C2 (en) | 2000-08-14 | 2000-08-14 | Screw propeller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2200113C2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2381945C1 (en) * | 2008-09-25 | 2010-02-20 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Twin-hull ship |
| CN102556345A (en) * | 2012-01-18 | 2012-07-11 | 朱晓义 | Aircraft power device |
| RU2539870C1 (en) * | 2013-09-30 | 2015-01-27 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | Propeller screw |
| CN110329466A (en) * | 2019-07-26 | 2019-10-15 | 李贵臣 | A kind of increasing speed of train with low noise device for submarine |
| RU2750507C1 (en) * | 2020-09-02 | 2021-06-29 | Александр Николаевич Уткин | Floating propeller |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2094304C1 (en) * | 1994-08-18 | 1997-10-27 | Владимир Юльевич Рубинов | Shipboard propeller |
-
2000
- 2000-08-14 RU RU2000121731/28A patent/RU2200113C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2094304C1 (en) * | 1994-08-18 | 1997-10-27 | Владимир Юльевич Рубинов | Shipboard propeller |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Гулиев Ю.М. Гребные винты. Изд. второе. - М.: Морской Транспорт, 1961, с. 57-60. Георгиевская Е.П. Кавитационная эрозия гребных винтов и методы борьбы с ней. - Л.: Судостроение, 1970, с. 89. Басин А.М. и др. Теория и расчет гребных винтов. - Л.: Государственное союзное издательство судостроительной промышленности, 1963, с. 3-750. Мамлюдов М.А. и др. Движители быстроходных судов. 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Судостроение, 1983, с. 47-55. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2381945C1 (en) * | 2008-09-25 | 2010-02-20 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Twin-hull ship |
| CN102556345A (en) * | 2012-01-18 | 2012-07-11 | 朱晓义 | Aircraft power device |
| RU2539870C1 (en) * | 2013-09-30 | 2015-01-27 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | Propeller screw |
| CN110329466A (en) * | 2019-07-26 | 2019-10-15 | 李贵臣 | A kind of increasing speed of train with low noise device for submarine |
| RU2750507C1 (en) * | 2020-09-02 | 2021-06-29 | Александр Николаевич Уткин | Floating propeller |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Betz | Introduction to the theory of flow machines | |
| US20040175268A1 (en) | Rotary kinetic tangential pump | |
| Huang et al. | Reducing underwater radiated noise of a SUBOFF model propelled by a pump-jet without tip clearance: Numerical simulation | |
| RU2200113C2 (en) | Screw propeller | |
| da Silva Tonon et al. | A parametric study of squealer tip geometries applied in a hydraulic axial turbine used in a rocket engine turbopump | |
| JP2020114732A (en) | Marine ducted propeller jet propulsion system | |
| US6233942B1 (en) | Condensing turbine | |
| Nennemann et al. | Shear and vortex instabilities at deep part load of hydraulic turbines and their numerical prediction | |
| US3385374A (en) | Marine propeller | |
| US4672807A (en) | Wall thruster and method of operation | |
| WO1992009474A1 (en) | Boat hull and propulsion system or the like | |
| US20060228957A1 (en) | Turbo-jet pump and water jet engine | |
| Dang | Improving cavitation performance with new blade sections for marine propellers | |
| CN113815828A (en) | Inflatable water jet propeller | |
| HAN et al. | Experimental study of controlling clearance flow in a pump-jet propulsor | |
| KR102400063B1 (en) | Ship propeller for preventing erosion caused by cavitation | |
| Funeno | Influence of hydrodynamic interaction between ducted propellers and struts on performance of azimuth thrusters | |
| Pauly | What is a shark doing in this pump? | |
| RU2305191C2 (en) | Rotary hydraulic machine | |
| JPH08104293A (en) | Water jet propulsion unit | |
| RU2117603C1 (en) | Shipboard propeller blade | |
| Kimura et al. | Effects of Swirl Brakes on the Leakage Flow between the Casing and the Shroud of a Centrifugal Impeller | |
| CN104670448A (en) | Method for reducing cavitation noise of propellers | |
| KR100303379B1 (en) | A projection apparatus of the underwater moving object | |
| RU2840558C1 (en) | Propulsion complex of object in water environment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050815 |