Водозаборник быстроходного судна

 

Использование: судостроение, в водометных и гидрореактивных движителях судов. Сущность изобретения: на внутренней кормовой поверхности по длине проточного трубопровода водозаборника в его поперечных плоскостях между поворотными коленами установлены один или несколько пластинчатых интерцепторов с концевыми шайбами, симметрично диаметральной плоскости трубопровода. 1 ил.

Изобретение относится к судостроению и может быть использовано в водометных и гидрореактивных движителях с глубокопогруженной приемной частью.

Известен принятый в качестве ближайшего аналога водозаборник, содержащий проточный трубопровод с поворотными коленами и водозаборным отверстием (А.А. Русецкий. Движители судов с динамическими принципами поддержания. Л. Судостроение, 1978, с.188, 189). Водозаборник имеет большое внешнее сопротивление и гидравлические потери.

Предложенное изобретение предназначено для решения технической задачи снижения сопротивления водозаборника и гидравлических потерь в нем.

Технический результат достигается тем, что на внутренней кормовой поверхности проточного трубопровода между поворотными коленами в плоскостях его поперечного сечения установлены один или несколько пластинчатых интерцепторов с концевыми шайбами.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 дано продольное сечение водозаборника с различными формами поперечного сечения проточного трубопровода.

Устройство содержит входной патрубок 1, проточный трубопровод 2, поворотные колена 3 и 4, пластинчатые интерцепторы 5 с концевыми шайбами 6, рабочий насос движителя 7.

Устройство работает следующим образом. При работе насоса 7 вода со скоростью движения судна V набегает на интерцептор 5а, при этом перед ним создается зона повышенного давления, а за ним разрежение потока, в связи с чем на внутренней кормовой поверхности трубопровода 2 появляется подъемная сила Р_y. Одновременно на интерцепторе 5а возникает сила сопротивления P_x, направленная вверх. При этом концевые шайбы 6 устраняют индуктивные потери на интерцепторе. Зона действия положительного и отрицательного давления простирается на 7-10 высот интерцептора перед ним и на 10-14 высот за ним. Поэтому следующий по потоку интерцептор 5в может быть размещен не ближе 17-24 высот интерцептора. Аналогично размещаются и другие интерцепторы. При этом первый интерцептор устанавливается в начале прямолинейного участка трубопровода, а последний не ближе 14 высот до начала верхнего поворотного колена.

Оценим эффект изобретения на примере водометного движителя быстроходного судна с глубокопогруженными крыльями с характерными для реального судна параметрами: скорость судна V 34 узла, (16,2 м/сек). Упор 8300 кгс, диаметр винта 0,91 м, расход воды 6 м³/сек. При этом площадь поперечного сечения трубопровода F 0,37 м²/с учетом поправок 0,45 м². Длина трубопровода между коленами 4,5 м, высота интерцепторов 2/20 длины поперечного сечения (0,75 м), т.e. h 0,75/20 0,0375 м, а его длина l равна ширине сечения (60 см).

При этом по длине трубопровода можно разместить три интерцептора с расстоянием между ними L 1,5 м, что соответствует 40h.

Подъемная сила и сила сопротивления от одного интерцептора будут: Суммарные силы от трех интерцепторов составят Р_{y сум} 19470 Н, P_{x сум}10240 Н.

Таким образом, сила тяги увеличилась на 24% Сила P_x уменьшит массу судна на 1044 кг. С учетом гидравлического сопротивления интерцепторов следует ожидать, что при С_y/C_x 1,9 реальное увеличение тяги составит не менее 15% и повышение КПД до 10% Устройство просто в исполнении и поэтому возможно его применение на существующих проектах судов.

Формула изобретения

Водозаборник быстроходного судна, содержащий проточный трубопровод с поворотными коленами и водозаборным отверстием, отличающийся тем, что на внутренней кормовой поверхности проточного трубопровода между поворотными коленами в плоскостях его поперечного сечения установлены один или несколько пластинчатых интерцепторов с концевыми шайбами.

РИСУНКИ

Рисунок 1