Гребной винт

Гребной винт

Иллюстрации

Показать все

Реферат

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.

1. Гребной винт, содержащий ступицу, на которой размещены лопасти с нагнетающими и всасывающими поверхностями, отличающийся тем, что на всасывающей и нагнетающей поверхностях лопастей выполнены 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.

2. Гребной винт, отличающийся тем, что вставки выполнены из высоконаполненного композиционного материала дисперсно упрочненного или волокнистого на полимерной основе.