ГРЕБНОЙ ВИНТ
PROPELLER SCREW

Изобретение относится к области судостроения и касается вопросов создания гребных винтов.
Известен гребной винт, содержащий ступицу, на которой размещены лопасти с нагнетающими и всасывающими поверхностями (патент России 2244657, B63H 3/00, 2005 г.).
Известное устройство имеет ограниченное применение, поскольку в процессе работы винта под действием нагрузок его лопасти совершают высокочастотные колебания в звуковом диапазоне частот (винт «звенит»), которые передаются в толще воды на большие расстояния. В результате судно слышно за многие десятки миль, это приводит к распугиванию косяков рыб и другим последствиям.
Техническим результатом является снижение шумовых рабочих характеристик гребного винта.
Сущность изобретения заключается в том, что гребной винт содержит ступицу, на которой размещены лопасти с нагнетающими и всасывающими поверхностями, на всасывающей и нагнетающей поверхностях лопастей выполнены радиально расположенные канавки со смещением в поперечном сечении относительно друг друга в шахматном порядке или в виде наклонной сетки, в которых размещены вставки из материала, обладающего высокими демпфирующими способностями, причем канавки выполнены с поднутрением, а их глубина плавно уменьшается в соответствии с уменьшением толщины лопасти. Вставки выполнены из высоконаполненного композиционного материала, дисперсно-упрочненного или волокнистого на полимерной основе.
Технический результат достигается за счет того, что высокочастотные колебания, которые передаются винту от судового вала и генерируются в процессе работы лопастей, рассеиваются и гасятся материалом вставок, который обладает высокими демпфирующими способностями.
На фиг.1 представлен общий вид гребного винта; на фиг.2 - пример выполнения лопасти с радиально расположенными канавками; на фиг.3 - продольный разрез лопасти на фиг.2; на фиг.4 - варианты выполнения вставок с поднутрением; на фиг.5 - пример выполнения лопасти с канавками в виде сетки.
Гребной винт содержит ступицу 1, на которой размещены лопасти 2 с нагнетающими 3 и всасывающими 4 поверхностями, на которых выполнены радиально расположенные канавки со вставками 5. Канавки выполнены с поднутрением, например в виде прямоугольной трапеции, равнобедренной трапеции, «Г-» и «Т»-образного поперечного сечения. Глубина канавок плавно уменьшается к краям лопасти в соответствии с уменьшением ее толщины. Вставки выполнены заподлицо с поверхностью лопасти из материала, обладающего высокими демпфирующими способностями, например из высоконаполненного композиционного материала на полимерной основе, дисперсно-упрочненного или волокнистого. Вставки 5 фиксируются в канавках за счет сил адгезии, а канавки на нагнетающей 3 и всасывающей 4 поверхностях смещены относительно друг друга. Вставки 5 полностью заполняют полости канавок и соответствуют форме их поперечного сечения.
Канавки могут быть выполнены в виде наклонной сетки как на нагнетающей 3, так и на всасывающей 4 поверхностях.
Устройство работает следующим образом.
В процессе работы двигателя высокочастотные колебания звуковой частоты передаются через вал на гребной винт, лопасти которого также генерируют колебания. Поскольку поверхности лопастей 2 имеют вставки 5 из материала, обладающего высокими демпфирующими способностями, то эти колебания значительно гасятся. Это происходит потому, что благодаря вставкам 5 материал рабочих поверхностей 3 и 4 винта становится неоднородным, амплитуда волн на границе сред металл-композиционный материал значительно снижается. Кроме того, в самом композиционном материале вставок происходит гашение колебаний. В результате гребной винт при работе генерирует значительно меньший уровень звуковых колебаний и судно становится неслышимым. Выполнение вставок 5 заподлицо с рабочей поверхностью лопастей 2 не создает помех для схода водяного потока. Выполнение канавок с поднутрением обеспечивает надежное закрепление вставок 5, а также увеличивает площадь их адгезионного соединения. Смещение канавок на нагнетающей 3 и всасывающей 4 поверхностях выполнено для того, чтобы не снижалась прочность лопасти 2 и не образовывались концентраторы напряжений. Выполнение канавок в виде наклонной сетки увеличивает общий объем вставок из материала с высокими демпфирующими способностями, что повышает эффективность гашения колебаний и снижение шума движущегося судна. Адгезионное соединение вставок 5 с поверхностью канавок может осуществляться за счет самого полимерного связующего композиционного материала, которое может быть выполнено на основе эпоксидной, полиэфирной или других смол.