WO2010082865A1

WO2010082865A1 - Винт с кумулятивным эффектом

Info

Publication number: WO2010082865A1
Application number: PCT/RU2009/000695
Authority: WO
Inventors: Александр Васильевич ТУГОВ
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-01-19
Filing date: 2009-12-17
Publication date: 2010-07-22
Anticipated expiration: 2011-07-19
Also published as: RU2009101605A; RU2405713C2

Abstract

Изобретение может быть использовано в качестве движителя, для надводных, подводных и воздушных судов, аэроглиссеров, судов на воздушной подушке и позволяет эффективнее использовать прикладываемою мощность, снизить вибрацию и шум, а также повысить его технологичность. Как показано на фиг. 1 и фиг. 2 это достигается тем, что винт, выполнен в виде конуса, составленного из рядов вогнутых лопастей, направленных в рядах в сторону вращения, разграниченных и закреплённых вогнутыми обечайками; вершиной винта является ступица. Вращаясь, винт создаёт плотный, относительно однородный и остронаправленный вдоль оси своего вращения, поток воды, противоположный движению судна, с меньшей турбулентностью в нём и с меньшим разряжением перед судном, что повышает коэффициент полезного действия, снижает вибрацию и шум. Прочная конструкция из вогнутых лопастей и вогнутых обечаек позволяет выполнить винт из тонкого, относительно его размеров, листового легированного проката, без профилирования их по ширине и длине. Это даёт возможность производить его, на серийном металлообрабатывающем и сварочном оборудовании, что повышает его технологичность. Конструкция позволяет также выполнить винт из композиционных материалов. Число рядов лопастей, число лопастей в ряду и их угол атаки, угловые, линейные и радиусные размеры винта и его элементов определяются выходной мощностью и скоростью на выходном валу. Аэродинамика кумулятивного винта аналогична его гидродинамике.

Description

ВИНТ С КУМУЛЯТИВНЫМ ЭФФЕКТОМ

Область техники Изобретение относится к судостроению, авиастроению, построению аэроглиссеров, судов на воздушной подушке и касается конструкций гребных и воздушных винтов в кольцевых насадках.

Предшествующий уровень техники Известен "винтовой движитель" RU 2 161 106 Cl, в котором гребной винт расположен в плоскости входного среза насадки, а насадка выполнена в виде воронки с плавными переходами от конуса воронки к её трубке. Известен также "судовой гребной винт в насадке" SU 1041027 А, содержащий ступицу и лопасти, жёстко связанные внешними концами с кольцевой насадкой, имеющей внутреннюю конусность, и выполненные с постоянным сечением по длине лопасти в виде крыльевого профиля. Последний из них является наиболее близким прототипом. Недостатком такого винта является:

- высокое разряжение между винтом и кормой судна, - низкие кавитационные характеристики, как следствие резко выраженных центробежных потоков, создаваемых лопастями, и большого угла их отражения вдоль оси вращения винта, необходимость профилирования лопастей для снижения сопротивления, создаваемого их толщиной, необходимой для обеспечения прочности винта.

Целью изобретения является повышение коэффициента полезного действия винта, снижение кавитации, вибрации и шума, а также повышение технологичности его производства. Это достигается тем, что винт выполнен в виде конуса, составленного из рядов вогнутых лопастей, направленных в каждом ряду в сторону вращения, разграниченных и закреплённых вогнутыми обечайками; вершиной конуса является ступица. Вращаясь, винт создаёт плотный, относительно однородный и остронаправленный вдоль оси своего вращения поток воды, противоположный движению судна, с меньшей турбулентностью в нём и с меньшим разряжением перед судном, что повышает коэффициент полезного действия, снижает вибрацию и шум.

Промышленная применимость

Прочная конструкция из вогнутых лопастей и вогнутых обечаек позволяет выполнять винт из тонкого, относительно его размеров, листового легированного проката, без профилирования их по ширине и длине. Это даёт возможность производить его на серийном металлообрабатывающем и сварочном оборудовании, что повышает его технологичность. Конструкция позволяет также выполнить винт из композиционных материалов. Краткое описание чертежа

На фиг.1 показан общий вид винта с сегментным разрезом, на фиг. 2 вид винта со стороны кормы.

Винт состоит из ступицы 1, лопастей 2 и обечаек 3.

Раскрытие изобретения Устройство работает следующим образом. При вращении ступицы винта 1, закреплённые к ней лопасти 2, образующие конус, разграниченные и закреплённые обечайками 3, производят захват воды. Лопасти, находящиеся на первом от ступицы ряду, направлены в сторону вращения винта. За счет этой направленности создаваемые отражённые близлежащие друг другу части потока, сходящие по задним кромкам этих лопастей, имеют относительно небольшую разницу скоростей. Это снижает турбулентность потока с тыльной стороны лопасти, что сокращает затраты энергии на сопротивление при его создании. Созданный совокупный поток плавно перемещается внутри конуса винта в сторону, противоположную движению судна. Внутренняя часть потока смыкается за ступицей. Наружная часть потока за счет вогнутости обечайки плавно направляется к центру. В следующих рядах лопастей происходит аналогичный процесс, но за счёт большего диаметра, а соответственно и более высоких линейных скоростей, формируются и направляются потоки более высокой плотности, которые уплотняют предыдущие к центру, что способствует большей направленности общего потока вдоль оси вращения и его ускорению. Забор воды происходит по конической поверхности, образованной рядами лопастей, площадь которой больше площади выходного сечения в основания винта, что дополнительно увеличивает скорость потока, созданного винтом, за счёт этой же конструктивной особенности уменьшается разряжение между винтом и кормой судна. Лопасти, направленные в сторону вращения, относительно короткие и узкие, разнесённые в пространстве конуса, делают поток относительно однородным и способствуют уменьшению вибрации и шума. Число рядов лопастей, число лопастей в ряду и их угол атаки, линейные и радиусные размеры винта и его элементов определяются выходной мощностью и скоростью на выходном валу. Аэродинамика кумулятивного винта аналогична его гидродинамике.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Кумулятивный винт, отличающийся тем, что выполнен в виде конуса, составленного из рядов вогнутых лопастей, направленных в рядах в сторону вращения, разграниченных и закреплённых вогнутыми обечайками; вершиной конуса является ступица. Число рядов лопастей, число лопастей в ряду и их угол атаки, угловые, линейные и радиусные размеры винта и его элементов определяются выходной мощностью и скоростью на выходном валу.