Водометный движитель

 

Изобретение относится к судостроению. Сущность изобретения: водометный движитель содержит водовод с размещенными в нем осевым насосом. Водовод выполнен в форме кольцевого крыла с осевой протяженностью, равной 2 - 4 диаметрам рабочего колеса насоса с числом лопастей не менее 11, концы которых жестко соединены с укороченной, длиной не более 0,15 диаметра рабочего колеса, направляющей насадкой, задняя часть которой утоплена в водовод, а передняя отстоит от его внутренней поверхности на расстоянии 0,01 - 0,015 радиуса рабочего колеса. Использование изобретения приводит к улучшению пропульсивных качеств водометных движителей, а также к снижению докавитационного шума и вибрации, вызванных работой движителя в неравномерном потоке за корпусом плавсредства. 1 ил.

Изобретение относится к судостроению, в частности к водометным движителям (ВД), предназначенным для установки, преимущественно, на подводных плавсредствах.

Известен водометный движитель, содержащий осевой насос с лопастным рабочим колесом, размещенным в насадке в виде кольцевого крыла соосно с кормовой оконечностью плавсредства.

Достоинство ВД состоит в их большей, чем гребные винты (ГБ) защищенности при эксплуатации. Однако указанные ВД по своим пропульсивным качествам уступают ГВ и имеют значительную шумность, особенно на докавитационных режимах работы, а также повышенную вибрацию на основных режимах движения плавсредства.

Цель изобретения повышение пропульсивных качеств ВД, снижение докавитационного шума и вибрации, вызванных пульсацией сил, возникающих на лопастях рабочего колеса насоса из-за неравномерности потока в водоводе.

Для этого в водометном движителе, содержащем водовод с размещенным в нем осевым насосом, водовод выполнен в форме кольцевого крыла с удлинением, равным 2-4 диаметрам рабочего колеса насоса и установленным соосно с кормовой оконечностью плавсредства, при этом рабочее колесо имеет не менее 11 лопастей, на концах которых жестко установлена профилированная насадка длиной, не превышающей 0,15 диаметра рабочего колеса, причем задняя часть насадки утоплена в стенку водовода, а передняя ее часть отстоит от внутренней стенки на расстоянии 0,01-0,015 радиуса рабочего колеса.

На чертеже представлен предлагаемый движитель, продольный разрез.

Движитель содержит лопатки раскручивающего аппарата 1, соединенные концами с кормовой частью 2 водовода, ускоряющую поток направляющую насадку 3, жестко скрепленную с концами лопастей 4 рабочего колеса 5, носовую часть 6 водовода, плавно переходящую в кормовую часть 2 и жестко скрепленную пилонами 7 с корпусом плавсредства 8, гребной вал 9, ступица 10, с которой соединены комли лопаток.

При вращении рабочего колеса 5 вследствие создаваемого лопастной системой разрежения вода подсасывается к рабочему колесу через водозаборник водовода. Закрученный рабочим колесом поток устремляется к лопаткам раскручивающего аппарата 1, выпрямляется им, создавая дополнительную тягу, и выбрасывается, как и любым гидрореактивным движителем, в сторону, противоположную движению корабля или любого другого плавсредства.

Предлагаемая форма водовода обеспечивает плавный подток воды к лопастям колеса насоса, выравнивая поток до такой степени, чтобы при работе насоса значительно снизить шумы гидродинамического происхождения, возникающие в результате пульсации сил на лопастях. По результатам модельных испытаний длина водовода составляет 2-4 диаметра рабочего колеса насоса, при этом наибольшая длина должна приниматься при высокой степени неравномерности потока на входе в водовод. Водозаборник водовода выполнен так, что его носовая часть имеет форму пропульсивной насадки на гребной винт. Такая форма в наибольшей степени реализует попутный поток, возникающий вблизи корпуса вследствие вязкости жидкости. В результате повысится пропульсивный КПД.

Установка на концах лопастей рабочего колеса профилированной насадки предназначена для ускорения потока в районе концов лопастей. В результате их концевые сечения разгружаются, что обеспечивает отсутствие кавитации как в концевых вихрях, сходящих с лопастей, так и кавитации в щелевом зазоре. Кроме того, такая насадка создает дополнительный упор, что повышает КПД насосной установки и, следовательно, КПД движителя в целом. Длина насадки по результатам модельных испытаний не превышает 0,15 диаметра рабочего колеса. Для снижения удельной нагрузки, приходящейся на каждую лопасть, число лопастей рабочего колеса должна быть не менее 11 (предельное число определяется технологией их изготовления).

Формула изобретения

ВОДОМЕТНЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ, содержащий осевой насос с лопастным рабочим колесом, размещенным в насадке в виде кольцевого крыла соосно с кормовой оконечностью плавсредства, отличающийся тем, что кольцевое крыло выполнено с удлинением, равным 2 4 диаметрам рабочего колеса, имеющего не менее 11 лопастей, на концах которых жестко закреплено профилированное бандажное кольцо, длина профиля которого не превышает 0,15 диаметра рабочего колеса, при этом задняя часть кольца утоплена в стенку насадки, а передняя полость отстоит от нее на расстоянии 0,01 0,015 радиуса рабочего колеса.

РИСУНКИ

Рисунок 1