ГРЕБНОЙ ВИНТ

Полезная модель относится к области гидродинамики и может быть применена для современных скоростных аппаратов, движущихся в воде целиком или частично скоростных лопастных устройств, которые используются в различных отраслях народного хозяйства, преимущественно в судостроении, а именно для гребных винтов.
Одной из самых актуальных проблем при работе двигателей малых и крупных судов является кавитация жидкости при движении - образование газовых пузырьков при пониженном давлении, которые стремятся сжаться с такой силой, что в результате образуются вмятины и дыры. Разница давлений вдоль кромок лопастей возникает при вращении винта, который перегоняет жидкость из одной камеры насоса в другую.
Известна пустотелая лопасть судового гребного винта (см. патент РФ 2368534, МПК В63Н 1/14, В63Н 1/26, приоритет 24.03.2008), включающая вершину и корневую части, стенки входящей и выходящей кромок, соединенных между собой обшивкой, образующие, соответственно, нагнетающую и всасывающую винтовые поверхности и контур лопасти, а также внутренний силовой набор, отличающаяся тем, что пустотелая лопасть имеет контур саблевидной формы и выполнена литосварной, а внутренний силовой набор выполнен в виде силовой продольной балки и поперечных силовых элементов.
К недостаткам данной конструкции можно отнести повышенную трудоемкость изготовления и достаточно большой собственный вес.
Известна лопасть гребного винта (см. патент РФ № 65019, МПК В63Н 1/18, В63Н 1/26, приоритет 02.03.2007), содержащая засасывающую и нагнетающую поверхность с входящей, концевой и выходящей кромками, причем с целью исключения кавитации всасывающую и нагнетающую поверхность снабжают выемками.
Ближайший аналог имеет следующие недостатки: ограниченная область применения и недостаточная эффективность использования за счет формы лопасти гребного винта.
Технической задачей данной полезной модели является разработка гребного винта с улучшенными эксплуатационными характеристиками, в том числе увеличенной рабочей поверхностью лопасти.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в следующем: снижение изгибно-крутильных колебаний, увеличение прочности и повышение КПД за счет увеличения площади радиальных сечений, а также уменьшение кавитации и снижение уровня шума благодаря удержанию пограничного слоя набегающего потока на лопасти волнистой формы и более равномерному его распределению на поверхности.
Поставленная задача решается тем, что в гребном винте, включающем ступицу и закрепленные на ней лопасти, каждая из которых содержит засасывающую и нагнетающую поверхности с входящей, концевой и выходящей кромками волнистой формы и снабжена, по меньшей мере, двумя выемками, причем выемка с одной стороны лопасти соответствует выступу с противоположной, так что в пределах каждой стороны лопасти выемки и выступы чередуются с плавным сопряжением, кроме того, выемки образованы путем поворота окружных сечений в противоположных направлениях относительно линии наибольших толщин.
На фиг.1 изображен общий вид гребного винта.
На фиг.2 изображена лопасть гребного винта с радиальным сечением.
На чертежах показана ступица 1, на которой закреплены лопасти 2, каждая из которых содержит входящую 3, концевую 4 и выходящую 5 кромки волнистой формы и снабжена выемками 6, образованными путем поворота окружных сечений в противоположных направлениях относительно линии наибольших толщин 7, причем каждая выемка 6 с одной стороны лопасти соответствует выступу 8 с противоположной.
Расположение выемок на поверхности лопасти и их высота могут варьироваться в зависимости от толщины профиля. Шаг выемок (угол поворота окружного сечения относительно оси) может быть как постоянным, так и переменным, в зависимости от поставленной технической задачи - повышения жесткости или податливости лопасти винта на докавитационных или кавитационных режимах соответственно.