Вставка-водовод водометного движителя

 

Изобретение относится к судостроению, а именно к водометным движителям судов и других плавсредств. Вставка-водовод содержит входное и выходное отверстия. Кормовая внутренняя обшивка вставки-водовода выполнена по форме частей поверхности ориентированного под углом к потоку гидродинамического профиля - выпуклой верхней поверхности и носовой части нижней поверхности, а носовая внутренняя обшивка выполнена по форме другой части нижней поверхности указанного профиля. Данное устройство позволяет повысить силу тяги и кпд водометного движителя. 2 ил.

Изобретение относится к судостроению, а именно к водометным движителям судов и других плавсредств. Позволяет получить дополнительную тягу к упору водометного движителя, повысить кпд движителя до величины, близкой кпд гребных винтов.

Известны водометные движители (С.В.Куликов, М.Ф.Храмкин. Водометные движители (теория и расчет). Издание третье. - Л.: Судостроение, 1980, п.1.2), содержащие насос, входной патрубок и выходное отверстие с соплом. Недостатки водометных движителей: большие гидравлические потери внутри водоводов и малый кпд (0,5-0,6), а также нерациональное использование кинетической энергии воды в водоводах движителей.

Известна вставка-водовод водометного движителя, содержащая входное и выходное отверстия, при этом внутренняя поверхность кормовой обшивки выполнена в виде выпуклой части гидродинамического профиля (патент РФ 2065375, 13.09.1993). Указанный патент принят за прототип.

Недостатки прототипа - сравнительно большое дополнительное гидродинамическое сопротивление во вставке, вызванное изменением профиля кормовой обшивки, и небольшая дополнительная сила тяги. Указанные недостатки вызваны тем, что, во-первых, при новом профиле внутренней кормовой обшивки остаются неизменными прежние проходные сечения вставки-водовода, т.е. поверхность внутренней обшивки вставки не совпадает с поверхностью тока жидкости, а это дает дополнительное сопротивление и, во-вторых, не указана возможность использования гидродинамического профиля с углом атаки для увеличения подъемной силы профиля.

Техническим результатом изобретения является повышение силы тяги и кпд движителя за счет более рационального конструирования внутренней части вставки-водовода водометного движителя и использования кинетической энергии потока в ней.

Технический результат достигается тем, что в известном устройстве, содержащем входное и выходное отверстия, внутреннюю поверхность кормовой обшивки в виде выпуклой части гидродинамического профиля, выпуклость гидродинамического профиля выполнена по форме поверхности тока жидкости, проходящей через носовые критические (нулевые) точки и верхнюю поверхность профиля, а противолежащая носовая часть обшивки повторяет форму поверхности тока, проходящей через те же носовые критические точки профиля и нижнюю поверхность гидродинамического профиля.

Заявленное устройство отличается от прототипа тем, что:

- на кормовой внутренней обшивке вставки-водовода выпуклая поверхность гидродинамического профиля выполнена по форме поверхности тока жидкости, проходящей через носовые критические точки на нижней поверхности крыла, и далее по направлению против часовой стрелки через верхнюю поверхность профиля;

- носовая внутренняя обшивка вставки-водовода выполнена по форме поверхности тока, проходящей через носовые критические точки на нижней поверхности крыла и далее по направлению по часовой стрелке через нижнюю поверхность профиля.

Других близких аналогов не обнаружено.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 схематически изображена вставка-водовод, на фиг.2 показано место вставки-водовода в водометном движителе. Водометный движитель (фиг.2) состоит из водозаборного патрубка 1 и выходного сопла 2, насоса 3 и вставки-водовода 4. Вставка-водовод (фиг.1) содержит: 5 и 6 - входное и выходное отверстия, 7 - часть кормовой внутренней обшивки в виде выпуклой поверхности гидродинамического профиля, например крыла, установленного под углом альфа к потоку, 8 - часть носовой внутренней обшивки в виде нижней поверхности этого же профиля, 9 - линии тока жидкости для случая идеальной жидкости. При проектировании должны быть найдены линии тока реальной жидкости.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении воды во вставку-водовод 4 через входное отверстие 5 на поверхностях 7 и 8, как на крыле с некоторым углом атаки альфа, появляется подъемная сила, перпендикулярная хорде крыла. Ее проекция на направление движения судна дает дополнительную силу тяги. Вода из вставки через выходное отверстие 6 поступает к насосу 3 водометного движителя и выбрасывается в направлении против движения судна через выходное сопло 2, создавая реактивную часть силы тяги судна.

Предлагаемая вставка-водовод вносит некоторое дополнительное сопротивление, которое несколько снизит величину реактивной составляющей силы тяги. Однако гидродинамическое качество вставки, равное отношению коэффициентов дополнительной силы тяги и дополнительного сопротивления, существенно выше гидродинамического качества водометного движителя в целом. Поэтому суммарная сила тяги из уменьшенной реактивной силы и дополнительной силы тяги будет существенно превышать первоначальную (без дополнительной силы) силу тяги судна.

Выполненные оценки показывают, что предложенное устройство дает возможность сравнительно простыми техническими средствами существенно повысить силу тяги судна с водометными движителями (или снизить расход топлива) и кпд движительного комплекса, приблизив к кпд гребных винтов.

Формула изобретения

Вставка-водовод водометного движителя, выполненная с входным и выходным отверстиями, причем ее кормовая внутренняя обшивка выполнена по форме частей поверхности ориентированного под углом к потоку гидродинамического профиля - выпуклой верхней поверхности и носовой части нижней поверхности, а носовая внутренняя обшивка выполнена по форме другой части нижней поверхности указанного профиля.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2