Способ снижения кавитации гребного винта и устройство для снижения кавитации гребного винта

 

Использование: в судостроении, в средствах борьбы с кавитацией гребных винтов. Сущность изобретения: на лопастях гребного винта 2 размещены упругие оболочки 3 с приводами колебаний. Датчик 5 кавитационного шума расположен на корпусе 1 судна. Блок 6 управления частотой колебаний упругих оболочек 3 последовательно соединен с датчиком 5. Гребной вал 7 имеет коллектор 8 со щетками 9, а гребной винт 2 выполнен со ступицей 10. 2 с. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к судостроению, к средствам борьбы с кавитацией гребных винтов.

Известен способ снижения кавитации гребного винта путем воздействия на кавитационные каверны ультразвуковыми вынужденными колебаниями с интенсивностью ниже порога кавитации [1] .

Известно устройство для снижения кавитации гребного винта, содержащее упругие оболочки и приводы их колебаний, выполненные с возможностью расположения в кавитационных зонах лопастей [2] .

Недостатком известного устройства является его низкая эффективность вследствие отсутствия обратной связи между частотой колебаний упругих оболочек и интенсивностью кавитации на лопастях гребного винта.

Целью изобретения является повышение эффективности снижения кавитации гребного винта.

Указанная цель достигается тем, что при реализации способа вынужденные колебания создают в кавитационных зонах посредством упругих оболочек с частотой, совпадающей с частотой собственных колебаний кавитационной каверны в диапазоне 100-1000 Гц, и интесивностью, ограниченной пределом натяжения упругих оболочек.

Указанная цель достигается также тем, что устройство для снижения кавитации гребного винта, содержащее упругие оболочки, выполненные с возможностью расположения в кавитационных зонах лопастей, и приводы их колебаний, снабжено последовательно соединенными датчиком кавитационного шума и блоком управления частотой колебаний упругих оболочек, количество выходов которого равно количеству лопастей гребного винта и все выходы связаны с приводами колебаний соответствующих оболочек.

На фиг. 1 изображена схема общего расположения устройства, реализующего способ снижения кавитации гребного винта; на фиг. 2 - схема размещения упругих оболочек на лопастях гребного винта.

На фиг. 1 показан коpпус 1 судна с гребным винтом 2, на лопастях которого размещены упругие оболочки 3 с приводами колебаний. Датчик 5 кавитационного шума расположен на корпусе 1 судна. Блок 6 управления частотой колебаний упругих оболочек 3 последовательно соединен с датчиком 5. Гребной вал 7 имеет коллектор 8 со щетками 9, а гребной винт 2 выполнен со ступицей 10. Выходы блока 6 управления частотой колебаний упругих оболочек 3 (по количеству лопастей) соединены с приводами 4 колебаний упругих оболочек 3, выполненными в виде электромагнитных или электродинамических возбудителей. Соединение осуществляется через коллектор 8 со щетками 9, смонтированный на гребном валу 7, полость гребного вала 7, ступицу 10 и отверстия в профилях лопастей гребного винта 2.

Способ осуществляется при работе устройства следующим образом.

При вращении винта 2 на засасывающей поверхности его лопастей, вблизи центральной части хорды их профиля, образуются кавитационные зоны, где микроскопические газовые пузырьки под влиянием пониженного давления испытывают рост, создавая предпосылки для возникновения у поверхности профиля кавитационной каверны. Такая каверна возникает, однако, лишь при условии возможности ее устойчивого существования. При замыкании кавитационных каверн в зонах повышенного давления образуется акустическое излучение, называемое кавитационным шумом. Датчик 5 кавитационного шума, например гидрофон, вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный акустическому излучению в инфразвуковом и звуковом диапазонах. Этот сигнал поступает на вход блока 6 управления частотой колебаний упругих оболочек 3, где с помощью обратной связи вырабатываются такие управляющие сигналы на приводы 4 колебаний упругих оболочек 3, чтобы кавитационный шум был минимальным. Наибольшая эффективность предложенного способа снижения кавитации гребного винта будет обусловлена совпадением частот собственных колебаний кавитационной каверны, как определенного парогазового объема, с частотой колебаний упругой оболочки 3. Интенсивность колебаний при этом может быть незначительна за счет положительного влияния резонанса, по расчетам этот резонанс наступает в диапазоне 100-1000 Гц. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 954597, кл. F 03 B 11/04, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР N 1736838, кл. B 63 H 1/18, 1989.

Формула изобретения

СПОСОБ СНИЖЕНИЯ КАВИТАЦИИ ГРЕБНОГО ВИНТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СНИЖЕНИЯ КАВИТАЦИИ ГРЕБНОГО ВИНТА 1. Способ снижения кавитации гpебного винта путем воздействия на кавитационные кавеpны ультpазвуковыми вынужденными колебаниями с интенсивностью ниже поpога кавитации, отличающийся тем, что вынужденные колебания создают в кавитационных зонах посpедством упpугих оболочек с частотой, совпадающей с частотой собственных колебаний кавитационной кавеpны в диапазоне 100 - 1000 Гц, и интенсивностью, огpаниченной пpеделом натяжения упpугих оболочек.

2. Устpойство для снижения кавитации гpебного винта, содеpжащее упpугие оболочки, выполненные с возможностью pасположения в кавитационных зонах лопастей, и пpиводы их колебаний, отличающееся тем, что оно снабжено последовательно соединенными датчиком кавитационного шума и блоком упpавления частотой колебаний упpугих оболочек, количество выходов котоpого pавно количеству лопастей гpебного винта, и все эти выходы связаны с пpиводами колебаний соответствующих оболочек.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2