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.
Одной из причин кавитации лопастей гребных винтов является нагрев поверхности, значительно понижающий предел текучести (напряжение, соответствующее началу заметных пластических деформаций и сопровождающихся разогревом материала).
Известен винтовой движитель (см. патент РФ 2200113, МПК В63Н 1/24, В64С 11/24, дата публикации 10.03.2003), содержащий пустотелые лопасти, соединенные через внутренний канал с внешней средой и имеющие на засасывающей поверхности локальную систему выпускных отверстий.
К недостаткам данной конструкции можно отнести повышенную трудоемкость изготовления.
В качестве ближайшего аналога принят гребной винт (см. патент РФ 2094304, МПК В63Н 1/18, В63Н 1/26, дата публикации 27.10.1997), содержащий ступицу с лопастями, в каждой из которых выполнены сквозные отверстия.
Недостатками ближайшего аналога являются недостаточная эффективность снижения кавитации и нагрев поверхностей лопастей гребного винта в процессе эксплуатации.
Технической задачей данной полезной модели является разработка гребного винта с улучшенными эксплуатационными характеристиками.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в следующем:
- уменьшение гидродинамического сопротивления за счет образования так называемых искусственных каверн в виде сквозных отверстий, создающих эффект удержания пограничного слоя;
- возможность определения оптимального расположения сквозных отверстий при известном направлении деформаций позволяет повысить надежность конструкции при длительной эксплуатации.
Поставленная задача решается тем, что в гребном винте, содержащем ступицу и лопасти, в каждой из лопастей выполнены сквозные отверстия, которые направлены перпендикулярно рабочим поверхностям лопастей, кроме того в каждом продольном сечении лопасти суммарная площадь сквозных отверстий не превышает половины площади сечения лопасти.
На фиг.1 изображен гребной винт в плане.
На фиг.2 изображен поперечный разрез лопасти гребного винта.
На фиг.3 изображен поперечный разрез лопасти гребного винта у основания.
На фиг.4 изображен поперечный разрез со сквозными отверстиями лопасти гребного винта.
На чертежах показана ступица 1, на которой закреплены лопасти 2, в каждой из которых выполнены сквозные отверстия 3.
Заявляемое устройство работает следующим образом.
При вращении надетого на гребной вал (на чертежах не показан) гребного винта возникает разница давлений на нагнетающих и засасывающих поверхностях лопастей 2, вследствие чего образуется подъемная сила, одна из составляющих которой направлена противоположно направлению движения судна и создает упор - силу, толкающую судно вперед.
Устройство сквозных отверстий 3, создающих эффект удержания пограничного слоя, позволяет повысить эффективность снижения кавитации, а переток жидкости через сквозные отверстия 3 с нагнетающих на засасывающие поверхности лопастей 2 позволяет уменьшить температуру поверхностей лопастей 2.