[go: up one dir, main page]

RU2228878C2 - Propeller - Google Patents

Propeller Download PDF

Info

Publication number
RU2228878C2
RU2228878C2 RU2001121691/11A RU2001121691A RU2228878C2 RU 2228878 C2 RU2228878 C2 RU 2228878C2 RU 2001121691/11 A RU2001121691/11 A RU 2001121691/11A RU 2001121691 A RU2001121691 A RU 2001121691A RU 2228878 C2 RU2228878 C2 RU 2228878C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hub
blades
propeller
parabolas
radius
Prior art date
Application number
RU2001121691/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001121691A (en
Original Assignee
Востропятов Иван Давыдович
Востропятов Валерий Иванович
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 Востропятов Иван Давыдович, Востропятов Валерий Иванович filed Critical Востропятов Иван Давыдович
Priority to RU2001121691/11A priority Critical patent/RU2228878C2/en
Publication of RU2001121691A publication Critical patent/RU2001121691A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2228878C2 publication Critical patent/RU2228878C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: shipbuilding; manufacture of marine propellers. SUBSTANCE: proposed propeller has hub with blades connected to it and inscribed in surface having generatrix in form of parabola. Profile of blade section is formed by two parabolas engageable in area of trailing edge by semi-circumference inscribed in hub body. Leading edge of blade is rounded-off at radius not exceeding radius of said semi-circumference. Rear plane of propeller has stabilizing surface which is tangential to upper surface of propeller blade projecting above this rear plane. Coefficients of parabolas are selected from definite relationships. Hub may be additionally provided with booster blades of lesser diameter for compensation of reduction of water pressure on main blades. EFFECT: increased thrust of propeller; reduced level of noise and suppression of cavitation. 2 cl, 3 dwg

Description

Сущностью изобретения является создание лопасти винта и на ее основе гребного винта, обладающего улучшенными силовыми характеристиками с меньшим шумовым эффектом и уменьшенной кавитацией.The essence of the invention is the creation of a propeller blade and, based on it, a propeller having improved power characteristics with less noise effect and reduced cavitation.

Предложен гребной винт, профиль лопастей которого представляет пересечение двух парабол: Y1=K1X1/2 и Y2=K2X1/2+2R, формы лопастей вписаны в параболу Y1=K1X1/2 в прямоугольных декартовых координатах.A propeller is proposed, the blade profile of which represents the intersection of two parabolas: Y 1 = K 1 X 1/2 and Y 2 = K 2 X 1/2 + 2R, the shape of the blades is inscribed in the parabola Y 1 = K 1 X 1/2 in rectangular Cartesian coordinates.

Две параболы Y1 и Y2 соприкасаются на оси Y с полуокружностью радиусом R - задняя кромка. Передняя кромка имеет закругление на расстоянии R от точки пересечения парабол радиусом Rq ≤ R для улучшения обтекаемости.Two parabolas Y 1 and Y 2 are in contact on the Y axis with a semicircle of radius R - the trailing edge. The leading edge is rounded at a distance R from the point of intersection of the parabolas of radius R q ≤ R to improve streamlining.

Лопасть гребного винта имеет стабилизирующую плоскость, являющуюся касательной к верхней плоскости винта и служит для уменьшения шума и кавитации.The propeller blade has a stabilizing plane that is tangent to the upper plane of the screw and serves to reduce noise and cavitation.

Изобретение относится к области судостроения, к построению гребных винтов, используемых в качестве корабельных движителей.The invention relates to the field of shipbuilding, to the construction of propellers used as ship propulsors.

В гребном винте, принятом за прототип (1), содержащем ступицу, лопасти выпукло-вогнутого сечения с винтовой поверхностью чашеообразной формы следует отметить следующие недостатки:In the propeller adopted for the prototype (1) containing the hub, the blades of a convex-concave section with a helical surface of a cup-shaped form, the following disadvantages should be noted:

- форма лопастей чашеобразная, что не обеспечивает нужную фокусировку потока;- the shape of the blades is cup-shaped, which does not provide the necessary focusing of the flow;

- лопасти выходят за пределы ступицы на 1/3 длины, вследствие чего мало участвуют в увеличении мощности потока;- the blades extend beyond the hub by 1/3 of the length, as a result of which they participate little in increasing the power of the flow;

- сечение лопастей линейное (плоскость определенной толщины), что ведет к утяжелению конструкции при обеспечении необходимой прочности;- the cross section of the blades is linear (a plane of a certain thickness), which leads to a heavier structure while ensuring the necessary strength;

Изобретение предназначено для увеличения тяги гребного винта при уменьшении шума и кавитации.The invention is intended to increase propeller thrust while reducing noise and cavitation.

Технический результат достигается за счет того, что профиль лопасти гребного вала образуется пересечением двух парабол: Y1=K1X1/2 и Y2=K2X1/2+2R, фиг.1, а форма лопастей вписывается в параболу Y1=K1X1/2, фиг.2 (3).The technical result is achieved due to the fact that the profile of the propeller shaft blades is formed by the intersection of two parabolas: Y 1 = K 1 X 1/2 and Y 2 = K 2 X 1/2 + 2R, Fig. 1, and the shape of the blades fits into the parabola Y 1 = K 1 X 1/2 , Fig. 2 (3).

Две параболы соприкасаются на оси Y с полуокружностью радиусом R - задняя кромка, которая вписывается в тело ступицы, создавая необходимую прочность, фиг.1 (2).Two parabolas are in contact on the Y axis with a semicircle of radius R - the trailing edge, which fits into the body of the hub, creating the necessary strength, Fig. 1 (2).

Передняя кромка имеет закругление радиусом Rq<Ri на расстоянии Ri от точки пересечения парабол для улучшения обтекаемости, фиг.1 (1).The leading edge has a rounded radius R q <R i at a distance R i from the point of intersection of the parabolas to improve streamlining, Fig. 1 (1).

Текущая координата точки пересечения парабол на оси X Li и текущий радиус Ri находятся из формулThe current coordinate of the point of intersection of the parabolas on the axis XL i and the current radius R i are found from the formulas

Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000002
Figure 00000003

где R0i - текущая длина лопасти гребного винта в метрах на ступице. Отсчет ведется от начала координат.where R 0i is the current length of the propeller blade in meters on the hub. The countdown is from the origin.

Коэффициенты выбираются из следующих величин:The coefficients are selected from the following values:

K=>1; K1=>0,5; К2=(0,1÷0,6)·К1; К3<=0,1;

Figure 00000004
K =>1; K 1 =>0.5; K 2 = (0.1 ÷ 0.6) · K 1 ; K 3 <= 0.1;
Figure 00000004

Во (2) отмечается, что к задней кромке профиля может крепиться элемент в виде пластины или клина сравнительно малых размеров, но не более 0,15 хорды.In (2), it is noted that an element in the form of a plate or wedge of relatively small sizes, but not more than 0.15 chords, can be attached to the trailing edge of the profile.

Задняя плоскость винта имеет стабилизирующую плоскость, которая является касательной к верхней (можно к нижней) плоскости лопасти гребного винта и служит для уменьшения шума и кавитации, фиг 2 (1).The rear plane of the screw has a stabilizing plane, which is tangent to the upper (possibly lower) plane of the propeller blade and serves to reduce noise and cavitation, Fig 2 (1).

Стабилизирующая плоскость образуется сектором плоскости с максимальной величиной в конце задней лопасти винта, равной L0<=Rтах, и плавно уменьшающаяся до нуля примерно на 1/3 длины задней плоскости лопасти винта. На малых радиусах винта огибание водной среды происходит равномерно, без кавитации.The stabilizing plane is formed by a sector of the plane with a maximum value at the end of the rear propeller blade equal to L 0 <= R max , and gradually decreases to zero by about 1/3 of the length of the rear plane of the propeller blade. At small radii of the screw, the bending of the aqueous medium occurs evenly, without cavitation.

Размеры стабилизирующей плоскости следует выбирать наименьшими, так как при увеличении ее площади резко падает КПД винта.The dimensions of the stabilizing plane should be chosen as the smallest, since with an increase in its area the screw efficiency drops sharply.

РАБОТА ГРЕБНОГО ВИНТАROW SCREW WORK

При вращении гребного винта лопасти отбрасывают воду в направлении вдоль оси ступицы, фиг.2 (2), что способствует формированию направленного потока. Выполнение лопастей гребного винта, фиг.2 (3), в виде пересекающихся плоскостей парабол, вписанных в параболу, фиг.2 (3), способствует формированию равномерно направленного потока воды, сходящего с лопастей с фокусировкой его в противоположном движению судна направлении. Наличие стабилизирующей плоскости позволяет снизить шум и кавитацию.When the propeller rotates, the blades discard water in the direction along the axis of the hub, Fig. 2 (2), which contributes to the formation of a directed flow. The implementation of the propeller blades, figure 2 (3), in the form of intersecting planes of parabolas inscribed in the parabola, figure 2 (3), contributes to the formation of a uniformly directed flow of water coming off the blades with its focus in the opposite direction of the vessel. The presence of a stabilizing plane reduces noise and cavitation.

Для уменьшения кавитации лопасти гребного винта, т.е. уменьшения образования воздушных пузырьков, возникающих при кипении вследствие резкого падения давления, необходимо предусмотреть малые дополнительные и подкачивающие лопасти Rдоп с максимальным растромTo reduce cavitation of the propeller blade, i.e. to reduce the formation of air bubbles that occur during boiling due to a sharp drop in pressure, it is necessary to provide small additional and boost blades R add with a maximum raster

Figure 00000005
Figure 00000005

Эти дополнительные лопасти создают повышение давления воды на “уходящих” основных рабочих лопастях, тем самым в определенной степени снижают резкое падение давления на основных лопастях, в результате чего уменьшается кавитация.These additional blades create an increase in water pressure on the "outgoing" main working blades, thereby to some extent reduce a sharp drop in pressure on the main blades, resulting in reduced cavitation.

Для повышения производительности и фокусировки потока сами лопасти на ступице необходимо формировать по параболе Y00Х1/2, где коэффициент К0 ≥ 0,7.To increase productivity and focus the flow, the blades themselves on the hub must be formed along the parabola Y 0 = K 0 X 1/2 , where the coefficient K 0 ≥ 0.7.

Все это позволяет повысить КПД и качественные и эксплуатационные характеристики гребного винта.All this allows you to increase the efficiency and quality and operational characteristics of the propeller.

Проведенные на изготовленных макетах сравнительные оценочные испытания показали КПД предлагаемого гребного винта примерно на 10% выше по сравнению с известным (1) при уменьшении габаритов примерно на 30%.Comparative evaluation tests carried out on the manufactured mock-ups showed the efficiency of the proposed propeller approximately 10% higher than the known one (1) with a decrease in dimensions of approximately 30%.

Предлагаемый гребной винт может эффективно использоваться в ледоколах, где гребной винт устанавливается впереди и служит ледорубом.The proposed propeller can be effectively used in icebreakers, where the propeller is installed in front and serves as an ice ax.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИSOURCES OF INFORMATION

1. Кл. В 63 Н 1/26 1/14, 1995, патент 2108265.1. Cl. B 63 H 1/26 1/14, 1995, patent 2108265.

2. Кл. В 63 H 1/26 1999, патент 2127208.2. Cl. B 63 H 1/26 1999, patent 2127208.

Claims (2)

1. Гребной винт, содержащий ступицу с присоединенными к ней лопастями, вписанными в поверхность, имеющую в качестве своей образующей параболу, отличающийся тем, что профиль сечения лопастей образован пересечением двух парабол, задаваемых в прямоугольных декартовых координатах (ХY) графиками1. A rowing screw containing a hub with blades attached to it inscribed on a surface having a parabola as its generatrix, characterized in that the sectional profile of the blades is formed by the intersection of two parabolas defined in rectangular Cartesian coordinates (XY) by graphs Y1=K1X1/2 и Y22Х1/2+2R,Y 1 = K 1 X 1/2 and Y 2 = K 2 X 1/2 + 2R, где Х и Y - соответственно оси абсцисс и ординат,where X and Y are the abscissa and ordinate, respectively, причем параболы сопрягаются на оси Y с полуокружностью радиуса R, которая образует заднюю кромку и вписана в тело ступицы, а передняя кромка имеет закругление радиуса Rq, не превышающего R, на расстоянии текущего радиуса Ri от точки пересечения парабол, при этом задняя плоскость гребного винта имеет стабилизирующую поверхность, касательную к верхней поверхности лопасти винта и выступающую над задней плоскостью на величину L0, не превышающую максимальный радиус винта Rmax, вблизи задней кромки, плавно уменьшаясь до нуля на 1/3 ширины лопасти по задней плоскости, при этом указанная парабола, образующая поверхность, в которую вписаны лопасти, задается графикомmoreover, the parabolas mate on the Y axis with a semicircle of radius R, which forms the trailing edge and is inscribed in the body of the hub, and the leading edge has a curve of radius R q not exceeding R, at a distance of the current radius R i from the point of intersection of the parabolas, while the rear plane of the rowing the screw has a stabilizing surface tangent to the upper surface of the screw blade and protruding above the rear plane by an amount L 0 not exceeding the maximum radius of the screw R max near the trailing edge, gradually decreasing to zero by 1/3 of the width of the blade p about the back plane, while the specified parabola, forming the surface into which the blades are inscribed, is set by the schedule Y=KX1/2,Y = KX 1/2 , где ось абсцисс Х направлена вдоль ступицы,where the x-axis is directed along the hub, а указанный текущий радиус Ri и абсцисса Li точки пересечения указанных парабол удовлетворяют соотношениямand the indicated current radius R i and the abscissa L i the intersection points of these parabolas satisfy the relations Li ≈ R0i/2π К3, Ri=Li/K4,L i ≈ R 0i / 2π K 3 , R i = L i / K 4 , где R0i - текущая длина лопасти гребного винта на ступице в метрах, отсчитываемая от начала декартовых координат,where R 0i is the current length of the propeller blade on the hub in meters, counted from the beginning of the Cartesian coordinates, причем коэффициенты выбираются из соотношенийmoreover, the coefficients are selected from the relations K≥1, K1 ≥ 0,5, К2=(0,1-0,8)К1, К3 ≤ 0,1, K4 ≥ 13/K1.K≥1, K 1 ≥ 0.5, K 2 = (0.1-0.8) K 1 , K 3 ≤ 0.1, K 4 ≥ 13 / K 1 . 2. Гребной винт по п.1, отличающийся тем, что лопасти формируются на поверхности ступицы по параболе2. The propeller according to claim 1, characterized in that the blades are formed on the surface of the hub along a parabola Y0=K0X1/2,Y 0 = K 0 X 1/2 , где коэффициент К0 ≥ 0,7.where the coefficient K 0 ≥ 0.7.
RU2001121691/11A 2001-08-03 2001-08-03 Propeller RU2228878C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001121691/11A RU2228878C2 (en) 2001-08-03 2001-08-03 Propeller

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001121691/11A RU2228878C2 (en) 2001-08-03 2001-08-03 Propeller

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001121691A RU2001121691A (en) 2003-07-10
RU2228878C2 true RU2228878C2 (en) 2004-05-20

Family

ID=32678229

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001121691/11A RU2228878C2 (en) 2001-08-03 2001-08-03 Propeller

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2228878C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2314968C1 (en) * 2006-06-13 2008-01-20 Иван Давыдович Востропятов Propeller
RU2452653C2 (en) * 2010-06-08 2012-06-10 Николай Алексеевич Калашников Screw propeller of kalashnikov's design

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2108265C1 (en) * 1995-06-26 1998-04-10 Селезнев Юрий Викторович Propeller
RU2127208C1 (en) * 1996-03-26 1999-03-10 Балтийская машиностроительная компания Акционерное общество открытого типа "Балтийский завод" Hydraulic propeller blade
US6086438A (en) * 1999-06-23 2000-07-11 Wang; Calvin S. Propeller hitch cover

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2108265C1 (en) * 1995-06-26 1998-04-10 Селезнев Юрий Викторович Propeller
RU2127208C1 (en) * 1996-03-26 1999-03-10 Балтийская машиностроительная компания Акционерное общество открытого типа "Балтийский завод" Hydraulic propeller blade
US6086438A (en) * 1999-06-23 2000-07-11 Wang; Calvin S. Propeller hitch cover

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БАСИН А.М., МИНИОВИЧ И.Я. Теория и расчет гребных винтов. - Л.: Судпромгиз, 1965, с.461-465. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2314968C1 (en) * 2006-06-13 2008-01-20 Иван Давыдович Востропятов Propeller
RU2452653C2 (en) * 2010-06-08 2012-06-10 Николай Алексеевич Калашников Screw propeller of kalashnikov's design

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0236409B1 (en) Foil
WO2010116770A1 (en) Ship propulsion device and ship with same
US4538537A (en) Ship hull for single-screw vessel, twin-screw vessel with two aftbodies and catamaran
KR20080092850A (en) Ship
US20130287582A1 (en) High efficiency propeller blade with increased pressure side surface
RU2228878C2 (en) Propeller
JPS5950889A (en) Stern fin to control stern eddy
JPH02279490A (en) Propulsion device for vessel
RU2127208C1 (en) Hydraulic propeller blade
US1546554A (en) Screw propeller
EP1507701A1 (en) Propeller shafts
US20050076819A1 (en) Apparatus and method for reducing hydrofoil cavitation
JP2006321306A (en) Ship with bow fin
RU2228882C2 (en) Propeller blade
JP5154629B2 (en) The shape of the bow of the enlarged ship
US1943934A (en) Marine screw propeller
JPH07196084A (en) Marine propeller
US4780058A (en) Stable fluid foil section
JPH05193567A (en) Wing with streamline wing shape for ship
NL1021654C2 (en) Boat with propeller tunnel, has tunnel cavity surface remaining constant on upstream side of propeller
RU2102278C1 (en) Marine water-jet propeller
JP2006051895A (en) Stern structure for high-speed ship
JPS58491A (en) Device for improving propulsion efficiency of ship
NL9401970A (en) Screw.
KR100320152B1 (en) Marine propellers, hydrofoils of hydrofoils and wing sections of air propellers.

Legal Events

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

Effective date: 20100804