Способ для снижения лобового сопротивления при обтекании тела потоком жидкой или газовой среды

Изобретение относится к судостроению, авиастроению и может использоваться для создания корпусов судов и самолетов с уменьшенным сопротивлением внешней среды их движению. Способ заключается в установке в лобовой части судна инжекционных каналов, при этом дополнительно в лобовой части инжекционный канал дополнен раковиной, обеспечивающей изменение направления потока по круговому каналу для повышения давления в осевой части канала и сокращения расстояния между входным и выводным каналом на поверхности лобовой части судна, причем выходная часть канала имеет щелевую форму, ширина которой равна диаметру входной части канала, а боковые каналы имеют щелевое строение, у которых входная часть толще, чем выходная. Технический результат заключается в существенном снижении лобового сопротивления при обтекании тела потоком жидкой или газовой среды. 1 ил.

 

Изобретение относится к судостроению, авиастроению и может быть использовано для создания судов и самолетов с уменьшенным сопротивлением при их движении.

Известен способ снижения сопротивления при обтекании тела потоком жидкой или газовой среды, в котором создают циркуляцию среды между пространством вне тела и полостями внутри него, отсасывают среду из потока через отверстия, расположенные на значительной части поверхности тела (С.П. Уилкинсон и др. "Гибридная поверхность для отсасывания воздуха" в сборнике "Снижение вязкостного трения, доклады симпозиума по снижению сопротивления трения в вязком потоке, ноябрь 1979 г. в г. Далласе, Москва, Машиностроение, 1984).

Недостатком этого способа являются большая затрата энергии на отсасывание среды, а также засорение отверстий.

Известен способ снижения сопротивления при обтекании тела потоком жидкой или газовой среды, в котором создают циркуляцию среды между пространством вне тела и полостями внутри него, создают давление во внутренних полостях перед отверстиями, расположенными на некоторой части поверхности тела, и образуют у этой части дополнительно к пограничному слою основного потока искусственный пограничный слой, непосредственно прилегающий к поверхности тела (Патент RU №2254503, МПК F15D 1/12, опубл. 2005.06.20).

Недостатком указанного способа являются увеличение потерь на участках пограничного слоя, куда вдувают струи с большими скоростями, необходимыми для образования безотрывного пограничного слоя на остальной части поверхности. Завихряющийся поток создает сопротивление текущей жидкости между полостями.

Целью изобретения является существенное снижение сопротивления при обтекании тела потоком жидкой или газовой среды.

Указанная цель достигается тем, что обтекатель содержит несколько инжекционных каналов, образующих в носовой части входной канал, суживающийся в концевой части. В носовой части инжекционный канал выполняется плавным изгибом выходной части с выводом ее на внешний корпус носовой части за входным отверстием, вдоль образующей корпуса. В переходной части выполняется другой формы инжекционный канал с плавным наклоном внешней плоскости к корпусу. Известно, что согласно условию неразрывности струи V1=V2. Отсюда чрез выходную суженную часть должно пройти столько жидкости, сколько вошло во входной канал. При этом соблюдается условие S1*V1=S2*V2. Отсюда скорость потока в выходном отверстии будет выше, чем во входящем отверстии. Тогда набегающий поток воды будет скользить по слою воды, вытекающей из выходящего отверстия. Таким образом носовая часть судна будет покрываться слоем жидкости скорость которой выше скорости набегающего потока, она будет способствовать снижению трения корпуса о набегающий поток воды при движении судна.

В устройстве снижения лобового сопротивления, содержащем инжекционные каналы, согласно предлагаемому изобретению дополнительно в лобовой части инжекционный канал дополнен раковиной, обеспечивающей изменение направления потока по круговому каналу для сокращения расстояния между входным и выводным каналом на поверхности носовой части судна, при этом центростремительная сила способствует сужению канала к осевой линии и повышения в нем давления.

Такое сочетание новых признаков с известными позволяет решить поставленную техническую задачу, создать на поверхности корпуса судна водяной поверхностный слой скорость которого больше набегающего потока, обеспечивающее снижение трения и соответственно увеличить скорость судна.

Устройство реализующее способ снижения лобового сопротивления показано на фиг. 1. Устройство содержит корпус судна 1 в лобовой части которого размещены инжекционные каналы, отличающиеся тем, что в лобовой части инжекционный канал 11, 15 дополнен раковиной с плавным изгибом выходной части 10, 14 инжекционного канала, так и плавным наклоном внешней плоскости 3, 7 к корпусу, обеспечивающей изменение направления потока по круговому каналу, выходная часть канала 10, 14 имеет щелевую форму ширина которой равна диаметру входной части канала 16, 12, а боковые каналы имеют щелевое строение, у которых входная часть 4, 8 толще, чем выходная 2, 6.

Способ осуществляется следующим образом. При движении судна набегающий поток воды забирается входным каналом 12, 16 инжекционного канала проходит через внутренний канал типа раковины 11, 15 при этом за счет центростремительной силы повышается давление по оси канала, затем поток жидкости вытекает через зауженный выходной канал 14 получая приращение скорости движения и этот поток покрывает поверхность корпуса судна до следующего входного канала 12. Поскольку в лобовой части может быть несколько таких инжекционных каналов, то вся лобовая часть будет покрыта слоем жидкости, скорость которой выше скорости набегающего потока 5, 9, 13. При этом будет обеспечиваться снижение трения набегающего потока о корпус судна, чем обеспечивается повышение скорости движения. Кроме того наклонные боковые инжекционные каналы 3, 7 будут обеспечивать такой же ускоренный слой жидкости на боковой поверхности, снижая сопротивление за счет трения набегающего потока 5 о боковую поверхность судна.

Таким образом применение способа обеспечит уменьшение лобового сопротивления судна о набегающий поток, это позволит снизить энергозатраты при движении и увеличить скорость как для воздушного судна так и для подводного и надводного.

Способ для снижения лобового сопротивления при обтекании тела потоком жидкой или газовой среды, заключающийся в установке в лобовой части судна инжекционных каналов, отличающийся тем, что дополнительно в лобовой части инжекционный канал дополнен раковиной, обеспечивающей изменение направления потока по круговому каналу для повышения давления в осевой части канала и сокращения расстояния между входным и выводным каналом на поверхности носовой части судна, причем выходная часть канала имеет щелевую форму, ширина которой равна диаметру входной части канала, а боковые каналы имеют щелевое строение, у которых входная часть толще, чем выходная.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к завихрителю потока текучей среды, способу закрутки потока текучей среды с помощью указанного завихрителя, скважинному электрогенератору с указанным завихрителем и способу генерирования электроэнергии в скважине с помощью указанного электрогенератора.

Изобретение относится к авиации. Способ регулирования подъемной силы летательного аппарата заключается в регулировании тяги двигателя летательного аппарата и изменении профиля крыла (1) или снижении давления в верхней части крыльев при посадке и взлете.

Группа изобретений относится к области аэрогидродинамики. Группа изобретений включает обтекаемое текучей средой тело, проточный канал, реактивный двигатель, приводное устройство, пленку для такого тела и применение обтекаемой текучей средой структуры.

Изобретение относится к изделию, предназначенному для использования в текучих средах. На поверхности этого изделия имеется по меньшей мере один участок, предназначенный для контакта с потоком текучей среды, протекающей в направлении (S), и содержащий выступы (1, 1', 1") заданных длины (L1, L2) и конфигурации, причем смежные выступы (1, 1', 1") ограничивают впадину (8, 8').

Изобретение относится к аэрогидродинамике и может быть использовано в машиностроении при проектировании корпусов, в текстильной промышленности при изготовлении костюмов для спорта, при строительстве трубопровода для снижения трения жидкости или газа, а также в других областях промышленности.

Транспортное судно содержит металлическое изделие, поверхность которого имеет ребристый рельеф, включающий множество соседних, непрерывно прокатанных продольных ребер, проходящих вдоль поверхности.

Группа изобретений относится к аэродинамическим конструкциям. Выступ для изменения структуры скачка уплотнения содержит расширяющийся нос и сужающийся хвост.

Аэродинамическая конструкция по первому варианту содержит выступ для изменения структуры скачка уплотнения, отходящий от поверхности указанной аэродинамической конструкции.

Аэродинамическая конструкция содержит группу выступов для отклонения скачка уплотнения, отходящих от ее поверхности. Выступы для отклонения скачка уплотнения распределены по указанной конструкции с неравномерным шагом между центрами и/или кромками соседних выступов.

Изобретение относится к аэродинамической конструкции, содержащей систему выступов для изменения структуры скачка уплотнения, отходящих от поверхности конструкции.

Изобретение относится к скоростному транспортному судостроению со способом упора на специальное устройство между водой и самоходным судном. Предложено устройство создания упора между водой и судном повышенной маневренности с помощью двух транспортеров с независимым изменением их положения относительно судна, причём регулируемые правая и левая передние внутренние подвески жестко соединены с корпусом судна, а в задней части судна установлены кронштейн, правый и левый цилиндры фиксации оси транспортеров параллельно направлению движения судна.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для определения структуры и свойств геологического разреза под дном акваторий. Заявлено устройство морской сейсмической разведки, включающее в себя судно, сейсмостанцию, блок управления низкочастотного источника, блок управления среднечастотного источника, блок управления высокочастотного источника, многоканальное приемное устройство, выполненное в виде приповерхностной сейсмической косы в кожухе и пьезокерамических гидрофонов, многоканальное приемное устройство, выполненное в виде заглубленной сейсмической косы в кожухе и пьезокерамических гидрофонов, пневматический, электроискровой и пьезокерамический источники колебаний, а также несущий трос, кабели для передачи данных, шланг высокого давления, вспомогательные тросы.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к конструкции быстроходных судов на воздушной каверне. Предложено быстроходное судно на воздушной каверне, содержащее корпус, в котором выполнена днищевая выемка для образования в ней в процессе движения судна искусственной воздушной каверны.

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано при конструировании судов для уменьшения сопротивления при движении высокоскоростных судов, использующих динамическую воздушную подушку.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к реверсивно-рулевым устройствам водометных движителей. Реверсивно-рулевое устройство водометного движителя содержит два вертикальных синхронных руля, закрепленных за соплом водометного движителя.

Изобретение относится к области создания транспортных средств, использующих динамическую воздушную подушку. Предложено устройство для снижения гидродинамического сопротивления днища корпуса судна на сжатом пневмопотоке, содержащего корпус с килеватой носовой оконечностью и бортовыми глиссирующими скегами.

Изобретение относится к области судостроения и касается конструкции кормовой оконечности несамоходных судов, эксплуатируемых способом толкания. Кормовая оконечность несамоходного судна выполнена с рецессом, образованным бортовыми упорами и кормовой транцевой стенкой корпуса судна.

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано при постройке и модернизации морских быстроходных однокорпусных моторных судов, использующих серфирующее скольжение на водной подушке с глубоко погруженным водоизмещающим опорным элементом.

Изобретение относится к амфибийным транспортным средствам. Амфибийное транспортное средство высокой проходимости содержит водоизмещающий корпус, силовую установку, движители, которые выполнены с возможностью подъема и опускания их относительно корпуса.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к носовому крыльевому устройству для судов на подводных крыльях. Устройство содержит стартовое крыло (1) V-образной формы, расположенное под стартовым крылом ходовое крыло (2) V-образной формы, включающее боковые части (6) и центральную часть (5), имеющую больший угол килеватости по отношению к боковым частям, и крепежные стойки (3, 4) для соединения стартового крыла (1) и ходового крыла (2) с корпусом (8) судна.

Изобретение относится к судостроению, авиастроению и может использоваться для создания корпусов судов и самолетов с уменьшенным сопротивлением внешней среды их движению. Способ заключается в установке в лобовой части судна инжекционных каналов, при этом дополнительно в лобовой части инжекционный канал дополнен раковиной, обеспечивающей изменение направления потока по круговому каналу для повышения давления в осевой части канала и сокращения расстояния между входным и выводным каналом на поверхности лобовой части судна, причем выходная часть канала имеет щелевую форму, ширина которой равна диаметру входной части канала, а боковые каналы имеют щелевое строение, у которых входная часть толще, чем выходная. Технический результат заключается в существенном снижении лобового сопротивления при обтекании тела потоком жидкой или газовой среды. 1 ил.

Наверх