УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ГРЕБНОГО ВИНТА НА КОРПУС СУДНА

Устройство для уменьшения гидродинамического воздействия гребного винта на корпус судна относится к области судостроения и может быть использовано при проектировании и модернизации водоизмещающих судов, оснащенных гребными винтами.
Из уровня техники известны устройства для уменьшения гидродинамического воздействия гребного винта на корпус судна, основанные на изоляции корпуса от гребного винта путем создания воздушного слоя между винтом и корпусом (патенты RU 2134648 С1 от 16.03.1998 и RU 2141429 С1 от 05.03.1998). Недостатком данных устройств является малая эффективность изоляционного действия воздушной пелены.
Известна также направляющая насадка в виде профилированного кольцеобразного тела (патент RU 2096254 С1 от 27.06.1995), охватывающего гребной винт и закрепленного на корпусе судна. Основной целью направляющей насадки является повышение упора гребного винта, что накладывает ограничения на ее размеры (внутренний диаметр направляющей насадки не может превышать наружный диаметр гребного винта более, чем на 5…10%) и на скорость движения судна (при скорости более 20 узлов снижается упор гребного винта). Кроме того, возникают собственные вибрации насадки.
Техническим результатом предлагаемого устройства является уменьшение амплитуд вибрации кормовой оконечности корпуса судна, вызванной гидродинамическим воздействием гребного винта на корпус судна, а также уменьшение гидродинамических сил и моментов, воздействующих на гребной вал, вызванных несимметричностью потока.
Данный технический результат достигается тем, что каждый гребной винт окружен кольцеобразным телом, внутренняя поверхность которого имеет форму цилиндра. При этом кольцеобразное тело расположено соосно с гребным винтом, внешний радиус кольцеобразного тела равен радиальному расстоянию от оси гребного винта до корпуса судна, и кольцеобразное тело жестко соединено с корпусом судна.
На Фиг.1 схематично изображена возможная реализация предлагаемого устройства.
Устройство выполнено в виде металлического цилиндрического тела 3, охватывающего гребной винт 2 с произвольным числом лопастей, насаженный на гребной вал 1. Цилиндрическое тело 3 жестко соединено с корпусом судна 4.
При вращении гребного винта 2 в открытой воде каждая его лопасть, проходя вблизи корпуса судна 4, испытывает гидродинамическое возмущение, обусловленное деформацией поля скоростей из-за близости корпуса судна к наружному диаметру гребного винта. Это гидродинамическое возмущение проявляется в виде неуравновешенной гидродинамической силы, действующей по нормали к гребному валу, которая обусловливает вибрацию кормовой оконечности судна и гребного вала, а также в виде неуравновешенного гидродинамического момента, который обусловливает появление крутильных колебаний гребного вала.
Предлагаемое устройство создает одинаковые условия обтекания для всех лопастей гребного винта, что позволяет значительно уменьшить амплитуды вынуждающих гидродинамических сил и моментов, которые возникают из-за общей несимметричности потока. Уменьшение вынуждающих гидродинамических сил и моментов улучшает обитаемость судна, а также повышает надежность гребных винтов и гребных валов, дейдвудных подшипников и подшипников линии гребного вала.
Предлагаемое устройство является простым по конструкции и может быть легко установлено на строящихся и уже эксплуатируемых судах.