Кольцевая насадка для гребного винта

Полезная модель относится к области судовых движителей, в частности к насадкам гребных винтов.
Известна насадка гребного винта [1], содержащая элементы насадки, выполненные в форме треугольников или трапеций, закрепленные вблизи гребного винта. Наружные продольные кромки элементов насадки расположены по коническим поверхностям с основаниями, обращенными к винту и параллельными его оси. Насадка гребного винта выполнена в виде обечайки, внутри которой размещены симметрично относительно друг друга и винта элементы насадки, ребра которых выступают сзади винта за выходные контуры обечайки. Высота элемента насадки составляет меньше половины радиуса винта. Насадка преобразует часть вращательной энергии потока в поступательную, тем самым увеличивая пропульсивный коэффициент гребного винта. Элементы насадки раскручивают поток воды и частично выпрямляют его.
Недостатками данного изобретения является сложность изготовления и ремонта насадки, т.к. необходим подбор продольного сечения и угла наклона скоса элемента насадки в зависимости от режима эксплуатации винта (диаметра, скорости вращения), что на практике трудноосуществимо.
В качестве прототипа выбрана насадка гребного винта, обеспечивающая существенное увеличение тяги движителя плавучего средства, за счет конструкции заходящей на обтекатель, что приводит к сжатию потока воды, и как следствие, увеличению реактивного тягового усилия и предотвращение кавитации гребного винта [2]. Кольцевая насадка выполнена в виде цилиндрической поверхности, у которой диаметры входного и выходного отверстия для потока воды равны.
Недостатками данного изобретения является использование только поступательной части энергии потока.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение пропульсивного коэффициента гребного винта за счет преобразования части вращательной энергии потока в поступательную.
Поставленная задача решается тем, что насадка гребного винта выполнена в виде кольцевого элемента (корпуса) внутренняя поверхность которого выполнена с пазами углублениями, расположенными со стороны входа потока воды, создаваемого гребным винтом, которые постепенно переходят в ребра, расположенные со стороны выхода потока.
Выполнение внутренней поверхности корпуса с пазами углублениями, переходящими в ребра позволяет преобразовать часть вращательной энергии потока воды в поступательную энергию.
На фиг. 1 показана насадка гребного винта в разрезе по А-А, на фиг. 2 - в разрезе по Б-Б, на фиг. 3 - вид В.
Насадка гребного винта выполнена в виде кольцевого элемента (корпуса) 1, внешняя поверхность которого имеет гладкую цилиндрическую форму, а внутренняя поверхность выполнена в районе винта (на половину ее длины) с прямоугольными пазами углублениями 2, которые постепенно переходят в прямоугольные ребра 3 и 4. Всего выполнено двенадцать пазов глубиной h1, четыре диаметрально расположенных ребра 3 с наибольшей высотой h2 и восемь ребер 4 с высотой h3. Все пазы и ребра имеют одинаковую ширину δ.
Размеры канавок и ребер зависят от диаметра гребного винта D и определяются по зависимостям: h1=(0,035…0,040)D; h2=(0,15…0,20)D; h3=(0,45…0,55)D; δ=(0,050…0,055)D.
Кольцевая насадка для гребного винта работает следующим образом. Во время работы гребного винта проходящий через насадку поток воды совершает вращательное и поступательное движения. Пазы углубления «распрямляют» натекающий на винт поток, увеличивая его поступательную энергию, а ребра за винтом также увеличивают поступательную энергию, тем самым увеличивая реактивную силу и пропульсивный коэффициент гребного винта.
Использование заявляемой полезной модели позволяет увеличить пропульсивный коэффициент гребного винта и повысить эффективность его работы.
Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки
1. Патент РФ №2296081 А1. МПК В63Н 5/14 В63Н 5/16. Насадка гребного винта / Э.В. Ольховский, опубликован в Б.И., 2007, №9.
2. Патент РФ №2626423 А1. МПК В63Н 1/28 В63Н 5/14. Кольцевая насадка для гребного винта плавучих средств/ А.В. Смирнов, опубликован в Б.И., 2017, №21.