Движитель (винт)

Движитель (винт)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Движитель (винт) предназначен для привода судов, кораблей, яхт, а также может быть использован для перемещения в пространстве других объектов, где в качестве движителей используются винты.

Изобретение может быть использовано также для снижения шума вентиляторов, осевых насосов с пропеллерными рабочими колесами, обтекаемыми жидкостью или газом.

Известно, что шум, излучаемый лопастными системами, вращающимися в открытом или замкнутом пространствах жидкости или газа, зависит от окружных скоростей. При увеличении окружных скоростей интенсивность излучения гидродинамического шума растет в 6-8 степени от скорости обтекания лопасти. В ряде случаев это является ограничительным фактором при проектировании движителя.

Известны способы борьбы с излучаемым шумом - помещение рабочего колеса во вращающуюся втулку, исполнение специальной формы лопасти - саблевидной. Однако эти способы мало влияют на кромочный шум, формируемый разностью скоростей на рабочей (нагнетательной) и тыльной (всасывающей) стороне лопасти.

Известны также технические решения по снижению воздействия гребного винта на вибрацию судна.

Аналогом изобретения является патент РФ 2141429, МПК B63H 1/15, 05.03.1998.

Прототипом изобретения является судовой движитель по патенту РФ 2200113, МПК B63H 1/24, 14.98. 2000 «Винтовой движитель».

Недостатком этого конструктивного решения является снижение упора винта за счет неоптимального обтекания профилей в каждом сечении по высоте лопасти, а также недостаточно эффективное снижение излучаемого шума, так как гидродинамические струи, истекаемые из отверстий, расположенных на поверхности лопасти, нарушают обтекание профилей лопасти в каждом сечении, что также приводит к существенному снижению КПД движителя.

Задачей настоящего изобретения является снижение излучаемого шума движителя в диапазоне 1-10 кГц при сохранении всех других характеристик движителя.

Поставленная задача достигается специальным конструктивным исполнением лопастей винта. Особенностью конструкции лопасти винта является выходной участок лопасти.

Выходной участок лопасти снабжен гибкими вставками (нитями), которые способствуют выравниванию потоков с рабочей и нерабочей сторон лопасти и практически не ухудшают гидродинамических характеристик.

На фиг.1 показана лопасть движителя с податливыми вставками.

На фиг.2 - пример крепления вставок.

Поставленная задача решается тем, что в выходную кромку движителя внедрены во всей длине лопасти гибкие вставки (нити), равные 3-10 толщин выходной кромки

Технический результат состоит в том, что в каждый момент времени скорости с рабочей и нерабочей сторон лопасти выравниваются, что препятствует образованию вихревых структур и/или существенно снижает интенсивность их образования.

Эффект достигается за счет выполнения специальных гибких вставок в лопасть, длина которых L составляет 3-10 толщин лопасти t в месте крепления вставок. Исполнение вставок в виде пластин или нитей из углепластика позволяет существенно увеличить их долговечность. Толщина выходного участка вставки может быть выполнена меньше, чем у лопасти без вставок, что также способствует снижению вихреобразования

Винт работает следующим образом.

Вследствие различных скоростей обтекания рабочей и нерабочей сторон лопасти на гладкой лопасти образуются вихревые структуры, которые являются источником кромочного шума лопасти.

Исполнение лопасти винта с вставками в виде нитей или других податливых структур (пластин, стержней) способствует выравниванию поля скоростей за выходной кромкой лопасти без образования вихревых структур, что способствует снижению кромочного шума.

Движитель (винт), содержащий ступицу и лопасти с входными и выходными участками, отличающийся тем, что в выходной кромке лопастей выполнены гибкие вставки в виде пластин или нитей вдоль всей кромки лопасти, причем длина вставок составляет 3-10 толщин лопасти в месте крепления вставки.