RU2513333C1

RU2513333C1 - Staroverov's propeller screw

Info

Publication number: RU2513333C1
Application number: RU2012153538/11A
Authority: RU
Inventors: Николай Евгеньевич Староверов
Original assignee: Николай Евгеньевич Староверов
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2014-04-20

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: propeller screw assembly comprises two propeller screws running in opposite directions. One propeller screw features smaller diameter but runs at higher angular velocity and has larger number of blades.

EFFECT: higher efficiency, lower noise.

2 cl

Description

Изобретение относится к гребным винтам.The invention relates to propellers.

Известен гребной винт, содержащий ступицу и лопасти, см. например, «Разъездные катера», Х.Баадер, Судостроение, Ленинград, 1977, с.284. Для повышения КПД винта также применяют соосные винты, см. журнал «Катера и яхты» №187, с.34. Но в паре соосных винтов первый винт отбрасывает воду с определенной скоростью, а второй еще более увеличивает скорость отбрасываемой воды. А это невыгодно с точки зрения создания тяги - как известно из закона сохранения импульса, выгоднее отбрасывать как можно большую массу воды с как можно меньшей скоростью. Но в соосных винтах есть резерв увеличения КПД. Как известно, винт создает тягу в основном концами лопастей (прикорневые 50% винта создают лишь 6% всей тяги, то есть они лишь напрасно закручивают поток воды). То есть внутренняя, примерно начиная с 0,7 диаметра, часть диска винта отбрасывает воду слабо.Known propeller containing a hub and blades, see, for example, "Launch boats", H. Baader, Shipbuilding, Leningrad, 1977, p. 284. To increase the efficiency of the propeller, coaxial propellers are also used, see the magazine “Boats and Yachts” No. 187, p. 34. But in a pair of coaxial screws, the first screw discards water at a certain speed, and the second one further increases the speed of the discarded water. And this is disadvantageous from the point of view of creating traction - as is known from the law of conservation of momentum, it is more profitable to drop as much water as possible at the lowest possible speed. But in the coaxial screws there is a reserve for increasing efficiency. As you know, a screw creates a thrust mainly with the ends of the blades (radical 50% of the screw creates only 6% of the total thrust, that is, they only twist the water flow in vain). That is, the inner part, starting from about 0.7 diameter, of the screw disk discards water weakly.

Задача изобретения - повышение КПД винта. Это же является техническим результатом изобретения, ожидается также снижение шума винта.The objective of the invention is to increase the efficiency of the screw. This is also a technical result of the invention, and a reduction in screw noise is also expected.

Для этого данный винт, имеющий два вращающихся в разные стороны гребных винта, имеет один винт меньшего диаметра, но вращающийся с большей угловой скоростью (с примерно одинаковой скоростью концов лопастей). Такой винт создает в своем сечении поток воды с примерно одинаковой скоростью. То есть масса отбрасываемой воды при том же диаметре винта увеличивается, а значит, увеличивается и КПД, и тяга.To do this, this screw, with two propellers rotating in different directions, has one screw of a smaller diameter, but rotating with a greater angular velocity (with approximately the same speed of the ends of the blades). Such a screw creates in its cross section a stream of water with approximately the same speed. That is, the mass of discarded water increases with the same diameter of the screw, which means that both efficiency and thrust increase.

Чтобы реактивные моменты обоих винтов были одинаковы, желательно (но не обязательно), чтобы меньший винт имел большее число лопастей.In order for the reactive moments of both screws to be the same, it is desirable (but not necessary) that a smaller screw has a larger number of blades.

Меньший винт желательно располагать позади (относительно направления тяги) большого винта, чтобы концевые вихри с его лопастей не нарушали обтекание лопастей большого винта. Разумеется, он рассчитывается с учетом набегающего потока от первого винта и с учетом закрутки потока.It is desirable to position the smaller screw behind (relative to the direction of thrust) of the large screw so that the end vortices from its blades do not disturb the flow around the blades of the large screw. Of course, it is calculated taking into account the incoming flow from the first screw and taking into account the flow swirl.

Такой винт можно использовать как толкающий, а можно использовать и как тянущий. Для привода большего винта такого гребного винта удобно использовать планетарный редуктор с неподвижными сателлитами. Меньший винт на малых катерах может приводиться непосредственно от мотора. При этом КПД повышается еще и потому, что большой винт приводится в действие через редуктор, что, как известно, повышает его КПД. Идеальный вариант, когда такой редуктор составляет с двигателем одно целое.Such a screw can be used as a pushing screw, but it can also be used as a pulling screw. To drive a larger propeller of such a propeller, it is convenient to use a planetary gearbox with fixed satellites. A smaller propeller on small boats can be driven directly from the motor. In this case, the efficiency is also increased because the large screw is driven through the gearbox, which, as you know, increases its efficiency. The ideal option when such a gearbox is integral with the engine.

Возможен вариант, когда два винта приводятся в движение двумя одинаковыми моторами: меньший винт - непосредственно, а больший - через двухшестеренчатый редуктор со скоростью в 1,4-1,6 раза меньшей. Двухдвигательная установка повысит надежность судна.It is possible that two screws are driven by two identical motors: the smaller screw directly, and the larger one through a two-speed gearbox with a speed of 1.4-1.6 times less. Twin engine installation will increase the reliability of the vessel.

Если для привода судна используется газотурбинный двигатель, то в двухвальном газотурбинном двигателе это получается еще проще - проектируется, чтобы внутренний вал вращался в одну сторону, а внешний - в другую в 1,5 раза медленнее.If a gas turbine engine is used to drive the vessel, then in a twin-shaft gas turbine engine this is even easier - it is designed that the internal shaft rotates in one direction and the external shaft in the other one and a half times slower.

Пример: допустим, гребной винт имеет один двухлопастный винт диаметром 100%. А второй винт, вращающийся в 1,5 раза быстрее, имеет 3 лопасти такой же ширины, но диаметром 66,7%. В этом случае их реактивные моменты будут равны.Example: suppose a propeller has one two-blade propeller with a diameter of 100%. And the second screw, rotating 1.5 times faster, has 3 blades of the same width, but with a diameter of 66.7%. In this case, their reactive moments will be equal.

Возможны варианты, когда большой винт содержит 3 лопасти, а меньший - 4-5 лопастей диаметром 65-75% (именно на этот диапазон надо проектировать будущие винты). Если большой винт содержит 4 лопасти, то меньший должен содержать лучше всего 7 лопастей.Variants are possible when a large screw contains 3 blades, and a smaller one contains 4-5 blades with a diameter of 65-75% (future screws should be designed for this range). If the large screw contains 4 blades, then the smaller should contain the best 7 blades.

Claims

1. A propeller having two propellers rotating in different directions, characterized in that it has one screw of a smaller diameter, but rotating with a greater angular velocity.

2. The screw according to claim 1, characterized in that the smaller screw has a larger number of blades.