Гребной винт

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано в конструкциях судовых движителей, а именно гребных винтов. Гребной винт содержит лопасти, закрепленные на ступице винта, при этом ступица выполнена с внутренней сквозной полостью, а в ней размещено дополнительное гребное устройство. Крепление лопастей на ступице осуществляется через демпфирующие элементы, а лопасти дополнительного гребного устройства смещены по углу установки в плоскости вращения относительно лопастей, закрепленных на ступице винта, при этом количество лопастей основного и дополнительного гребного устройства отличается друг от друга, а лопасти дополнительного гребного устройства скреплены со ступицей. Использование изобретения позволяет улучшить пропульсивные характеристики гребного винта и снизить акустическое загрязнение окружающей среды. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано в судовых движителях, а именно, в конструкциях гребных винтов.

Известен гребной винт, комли лопастей гребного винта расположены на ступице в шахматном порядке и смещены относительно друг друга в направлении оси вала винта на величину (0,05-0,25) внешнего диаметра корпуса ступицы в зоне размещения комлей лопасти (см. патент РФ №2504499 «Гребной винт», МКИ В63Н 1/00, 2014 г.). Данный гребной винт позволяет при прочих равных условиях увеличить количество лопастей на ступице. Однако недостатком известного гребного винта является сложность обеспечения его надежности в движителях большой мощности. Дело в том, что движителях большой мощности используются гребные винты, диаметр которых доходит до девяти и более метров. Изготовление в таких винтах лопастей за одно целое со ступицей представляет значительные технические трудности.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является гребной винт, содержащий лопасти, установленные на ступице винта с внутренней полостью (см. патент РФ №2369520 «Низкооборотный гребной винт», МКИ В63Н 1/14, 2009 год). Недостатком данного гребного винта является невысокие его пропульсивные характеристики и повышенный уровень вибраций и шума. Это объясняется тем, что при создании гребных винтов, обеспечивающих большие упоры, требуется выполнять лопасти значительной длины, а это ведет, при прочих равных условиях, к увеличению их толщины. Кроме того, невозможно установить достаточное количество лопастей по причине ограниченной внешней поверхности ступицы, что снижает пропульсивные характеристики гребного винта.

Цель настоящего изобретения - улучшение пропульсивных характеристик гребного винта и снижение акустического загрязнения окружающей среды.

Указанная цель достигается тем, что в известном гребном винте, включающем лопасти, установленные на ступице винта с внутренней полостью, в нем внутренняя полость ступица выполнена сквозной, а в ней размещено дополнительное гребное устройство. Лопасти дополнительного гребного устройства смещены по углу установки в плоскости вращения относительно лопастей, закрепленных на ступице винта. Крепление лопастей на ступице осуществляется через демпфирующие элементы. Количество лопастей дополнительного гребного устройства не совпадает с количеством лопастей, закрепленных на ступице винта. Лопасти дополнительного гребного устройства и лопасти, установленные на ступице имеют различные шаговые отношения, а образующая сквозной ступицы выполнена с геометрическим профилем, сформированным с учетом поля скоростей за корпусом судна.

Предлагаемая конструкция гребного винта позволяет за счет введения дополнительного гребного устройства увеличить жесткость всех лопастей: закрепленных на ступице - за счет снижения их длины и расположенных в дополнительном гребном устройстве - за счет их скрепления со ступицей винта. Увеличение жесткости лопастей в свою очередь дает возможность уменьшить у них толщину профилей сечений с сохранением заданной прочности и тем самым улучшить пропульсивные характеристики гребного винта. Массивность и значительная площадь ступицы позволяет разместить на ней значительное количество лопастей и выполнить лопасти съемными, монтируемыми на упругом основании в виде демпфирующих элементов. Это снижает вибрации и шум гребного винта, а также, что не маловажно, повышает его ремонтопригодность и технологичность. Количество лопастей (N1), закрепленных на ступице, и количество лопастей (N2) дополнительного гребного устройства, как правило, должны быть различными. Расчеты показывают, что наилучших пропульсивных характеристик гребной винт достигает при условии N1>N2 и смещении лопастей дополнительного гребного устройства по углу установки в плоскости вращения относительно лопастей, закрепленных на ступице. Оптимальный выбор указанных параметров, а также различные шаговые отношения лопастей на ступице и в дополнительном гребном устройстве, подбираемые с учетом фактической неравномерности потока за корпусом судна, позволяет минимизировать циклические пульсации упора гребного винта и момента на гребном валу, что приводит к снижению вибраций и шума. Для улучшения пропульсивных характеристик гребного винта образующая сквозной ступицы выполнена с геометрическим профилем, сформированным с учетом поля скоростей за корпусом судна, что также снижает гидравлическое сопротивление гребного винта.

Предлагаемая конструкция гребного винта приведена на фигурах 1, 2. На фигуре 1 показан главный вид гребного винта, а на фигуре 2 - его вид сбоку со следующими обозначениями:

1 - ступица;

2 - лопасти гребного винта;

3 - демпфирующие элементы;

4 - дополнительное гребное устройство;

5 - лопасти дополнительного гребного устройства;

6 - гребной вал винта.

Гребной винт включает (см. фиг. 1, 2) ступицу 1, на внешней поверхности которой закреплены лопасти 2 через демпфирующие элементы 3. Ступица 1 выполнена с внутренней сквозной полостью, в которой размещено дополнительное гребное устройство 4, установленное на гребном валу 6. Лопасти дополнительного гребного устройства 5 смещены относительно лопастей 2. Количество лопастей 2 на ступице для приведенной конструкции составляет двенадцать, а количество лопастей 5 дополнительного гребного устройства четыре. Конкретное количество лопастей N1 и N2 определяется мощностью гребного винта, типом судна, на котором он установлен, а также рядом параметров, которые определяют пропульсивные характеристики.

В процессе работы гребного винта в создании упора участвуют как лопасти 2, установленные на ступице 1, так и лопасти 5 дополнительного гребного устройства 4. Длина лопастей 2 может быть уменьшена за счет введения дополнительного гребного устройства 4, что повышает жесткость этих лопастей. Смещение лопастей 5 относительно лопастей 4 существенно нивелирует пульсации упора при работе гребного винта, что совместно с наличием демпфирующих элементов 3 уменьшает вибрации и шум от гребного винта. Все это позволяет снизить акустическое загрязнение окружающей среды.

Предложенная конструкция дает возможность обеспечить такую геометрию лопастей, установленных на ступице и находящихся в дополнительном гребном устройстве, которая с учетом фактического поля скоростей за корпусом судна, например, с учетом заторможенного пограничного слоя в зоне малых относительных радиусов винта, позволяет улучшить пропульсивные характеристики.

1. Гребной винт, содержащий лопасти, установленные на ступице винта, с внутренней полостью, отличающийся тем, что внутренняя полость ступицы выполнена сквозной, а в ней размещено дополнительное гребное устройство.

2. Гребной винт по п. 1, отличающийся тем, что лопасти дополнительного гребного устройства смещены по углу установки в плоскости вращения относительно лопастей, установленных на ступице винта, и скреплены с ней.

3. Гребной винт по п. 1, отличающийся тем, что установка лопастей на ступице винта осуществляется через демпфирующие элементы.

4. Гребной винт по п. 1, отличающийся тем, что количество лопастей дополнительного гребного устройства не совпадает с количеством лопастей, установленных на ступице винта.

5. Гребной винт по п. 4, отличающийся тем, что лопасти дополнительного гребного устройства и лопасти, установленные на ступице винта, имеют различные шаговые отношения.

6. Гребной винт по п. 1, отличающийся тем, что образующая сквозной ступицы выполнена с геометрическим профилем, сформированным с учетом поля скоростей за корпусом судна.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области судовых движителей, а именно к защите гребных винтов и других судовых движителей. Гребной винт с защитным металлополимерным покрытием состоит из лопастей и ступицы, покрытых защитным покрытием.

Изобретение относится к конструкции транспортных средств на роторно-винтовом движителе. Универсальное транспортное средство с роторно-винтовым движителем включает корпус и роторно-винтовой движитель.

Изобретение относится к плавающему гусеничному шасси. Плавающее гусеничное шасси с передним расположением ведущих колес содержит бортовые гидродинамические решетки, состоящие из набора одинаковых вертикальных лопаток V-образного профиля.

Движитель // 2691911
Изобретение относится к воздушным и водным движителям, обеспечивающим поступательное движение соответствующих транспортных средств. Движитель состоит из корпуса, двух или более контуров лопастей, расположенных внутри корпуса, вращающихся навстречу друг другу.

Изобретение относится к судостроению, а именно к транспортированию судов и оборудованию для них. Лопастной судовой движитель состоит из лопастей, закрепленных на звеньях цепной передачи.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к высокоскоростным судам полупогружного типа либо к высокоскоростным подводным лодкам, оснащенным гибридными движителями, воздействующими непосредственно на воду.

Изобретение относится к судостроению, а именно к вариантам движителей. В трех вариантах гребной винт содержит ступицу с лопастями.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для сбора разливов нефти (нефтепродуктов) из-под ледяного покрова, преимущественно арктических водоемов.

Изобретение относится к области судовых движителей и может быть использовано при проектировании малых подводных робототехнических средств. Подводный аппарат с плавниковым движителем содержит корпус, энергетическую установку, механизмы управления и плавниковый движитель, который состоит из последовательности поверхностей с жесткими ребрами, выполняющих перемещения в цепной сцепке, оснащенной шарнирами, которые снабжены торсионными пружинами и демпферами, обеспечивающими возникновение регулируемого гидроупругого эффекта.

Изобретение относится к морской технике, а именно к морской пропульсивной установке. Морская пропульсивная установка содержит впускной направляющий блок для воды, пропульсивное устройство, содержащее корпус и гребной винт, при этом указанный корпус имеет передний его конец, соединенный с указанным впускным направляющим блоком для воды, первый и второй источники привода, сопловой узел, содержащий неподвижное сопло и поворотное сопло, при этом указанное неподвижное сопло имеет передний его конец, обтекатель контрнаправляющего типа, содержащий два отверстия для направления воды, расположенных соответственно на двух противоположных его концах и соответственно искривленных к указанному пропульсивному устройству.
Наверх