Кольцевая насадка для гребного винта плавучих средств
RING NOZZLE FOR PROPELLER SCREW OF FLOATING CRAFTS

Область техники
Изобретение относится к судостроению, а именно к конструкции винтового привода судов, и предназначено для установки на катерах, судах любого типа и служит для передачи усилия потока воды с гребного винта на корпус судна.
Уровень техники
Известен Патент RU 2296081 «НАСАДКА ГРЕБНОГО ВИНТА», который включает в себя насадку гребного винта, содержащую элементы насадки, выполненные в форме треугольников или трапеций, закрепленных 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 другу и винта элементы насадки, ребра которых выступают сзади винта за выходные контуры обечайки. Высота элемента насадки составляет меньше половины радиуса винта (www1.fips.ru, RU 2296081).
Недостатками данного патента является необходимость подбора продольного сечения элемента насадки и угла наклона скоса элемента насадки в зависимости от режима эксплуатации винта (диаметра, скорости вращения и т.д.).
Раскрытие изобретения
Технической задачей настоящего изобретения является разработка такой конструкции кольцевой насадки для гребного винта, которая позволила бы существенно увеличить тягу движителя плавучего средства.
Заявленный технический результат достигается путем выполнения кольцевой насадки для гребного винта, имеющей на всем протяжении одинаковый диаметр и за счет конструкции заходящей на обтекатель, что приводит к сжатию потока воды, и как следствие, увеличению реактивного тягового усилия и предотвращение кавитации гребного винта. Кольцевая насадка выполнена в виде цилиндрической поверхности с увеличенной шириной (1.4), такой, которая позволяет установленной насадке покрывать винт (3) и часть обтекателя (2) (фиг. 1).
Поток воды (4) захватывается винтом через входное сечение диаметром (d1) и выбрасывается через выходное сечение (1.3) с разностью диаметров (d3-d2). Диаметры входного и выходного отверстий равны d1=d3. За счет выполнения насадки заходящей на обтекатель расстояние между ее внутренней поверхностью (1.1) и поверхностью обтекателя (2) (d3-d2) меньшего сечения, чем сечение входного отверстия, за счет разницы диаметров, на входе в насадку (d1) и выходе из нее (d3-d2), скорость потока воды при выходе из устройства увеличивается и соответственно при одинаковой массе реактивное тяговое усилие существенно увеличивается, что существенно увеличит тягу движителя судна, а также, в связи с созданием зоны повышенного давления (1.3) в месте перехода струи, исключается явление кавитации на лопастях гребного винта.
В частном случае насадка может иметь диаметр выходного отверстия (d3) меньше диаметра входного отверстия (d1), что дополнительно увеличивает давление воды, и как следствие скорость ее выхода.
Описываемая конструкция может использоваться на любых плавучих средствах, вне зависимости от конструктивных особенностей гребного винта.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - схематичное изображение установленной кольцевой насадки - для гребного винта сбоку в разрезе.
Обозначение конструктивных элементов:
1 - кольцевая насадка;
1.1 - внутренняя поверхность кольцевой насадки;
1.2 - входное отверстие;
1.3 - выходное отверстие;
2 - обтекатель;
3 - гребной винт;
4 - входящий поток воды;
5 - выходящий поток воды;
d1 -диаметр входного отверстия;
d2 - диаметр обтекателя;
d3 - диаметр выходного отверстия.
Сущность изобретения
Кольцевая насадка для гребного винта (1) устанавливается с заходом на обтекатель (2) (фиг. 1).
Поток воды (4) при движении плавучего средства захватывается винтом (3) во входное отверстие (1.2) с диаметром (d1) с соответствующей площадью сечения и выбрасывается через выходное отверстие (1.3) насадки (1). При этом площадь выходного отверстия (1.3) частично перекрыта обтекателем (2). За счет чего поток воды выбрасывается из выходного отверстия с увеличенным давлением и скоростью движения. Это обусловлено разницей между диаметром выходного отверстия (d3) и диаметром обтекателя (d2). При этом диаметры входного (d1) и выходного (d3) отверстий равны. За счет этого скорость потока воды при выходе из кольцевой насадки (1) существенно выше, а масса на входе и выходе одинакова.
В частном случае выходное отверстие (1.3) может сужаться к обтекателю (2). При увеличении скорости потока воды при одинаковой массе реактивное тяговое усиление существенно увеличивается.
Помимо вышеизложенного, уменьшается расход топлива. Улучшается управляемость плавучего средства.
Предлагаемая конструкция может быть применена без реконструкции существующих гребных винтов как дооснащение действующих узлов - плавучего средства. Простота конструкции позволяет использовать ее на любых плавучих средствах, вне зависимости от конструктивных особенностей винта.