Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR GENERATING SCREW PROPELLER PROPULSIVE FORCE, AND OLKHOVSKY EJECTOR SCREW PROPELLER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/212385
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to ship propellers and submersible device propellers. The technical result consists in increasing the efficiency of a screw propeller. The essence of the inventions consists in that, in order to generate a screw propeller propulsive force, a system of blind holes is created on a lower edge of a screw propeller ejector blade, said holes being perpendicular to the chord of the blade or inclined in the direction of a flow.

Inventors:
OLKHOVSKII, Eduard Vasil'evich (Krasnoselskoe shosse, 28 korp. 4, kv. 20,Pushki, St.Petersburg 3, 196603, RU)
Application Number:
RU2019/000279
Publication Date:
November 07, 2019
Filing Date:
April 19, 2019
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
OLKHOVSKII, Eduard Vasil'evich (Krasnoselskoe shosse, 28 korp. 4, kv. 20,Pushki, St.Petersburg 3, 196603, RU)
International Classes:
B63H1/26
Download PDF:
Claims:
Формула изобретения.

1. Способ создания толкающей силы гребного винта, состоящего из основания и лопастей с нижней и верхней кромкой с характерной кривизной, отличающийся тем, что на нижней кромке эжекторной лопасти гребного винта создают систему глухих отверстий, перпендикулярных хорде лопасти или с наклоном в сторону потока.

2. Эжекторный гребной винт, состоящий из основания и лопастей с нижней и верхней кромкой с характерной кривизной, отличающееся тем, что на нижней кромке лопастей эжекторного винта создана система глухих отверстий, перпендикулярных хорде лопасти или с наклоном в сторону потока.

3. Эжекторное гребной винт по п. 2, отличающееся тем, что характерную кривизну на эжекторных лопастях винта в делают на нижней кромке.

4.

5.

Description:
Способ создания толкающей силы гребного винта и эжекторный

гребной винт Ольховского.

Область техники

Описываемая группа изобретений относится к судовым движителям и движителям подводных аппаратов.

Предшествующий уровень техники

Известен движитель в обечайке, приводящий в движение судно, подводный аппарат за счет вращения винта и создания тем самым реактивной струи, создающей тягу, приводящую судно, подводный аппарат в движение.

Известен движитель (см. патент РФ N°23827l5 Cl, опуб., 27.02.2010), корабельный гребной винт, который имеет изменяемый шаг и кривизну. Данное техническое решение улучшает гидродинамические характеристики и снижает кавитационный шум.

Известен магнитодинамический кондукционный движитель (см. патент РФ N°205768l Cl, опуб., 10.04.1996), который содержит многофазный источник напряжения, соединенный с обмотками соленоидов, а также источник тока, соединенный с двумя электродами. Соленоиды расположены симметрично оси, соединяющей электроды. Магнитный поток заряженных частиц, взаимодействуя с магнитными полями соленоидов, приводит в движение проводящую среду (морскую воду) и тем самым создает тягу.

Основной недостаток этих движителей - низкий КПД и высокая шумность.

Предлагаемый в данной заявке способ создания тяги гребным винтом применим в широком диапазоне скоростей и имеет существенный выигрыш в энергии по сравнению с прототипом, хотя проигрывает по шумности за счет больших кавитационных эффектов.

Раскрытие изобретений

Техническим результатом данного изобретения является повышение эффективности движителя - гребного винта. В основу работы гребного винта положен принцип работы гидродинамического крыла. Поставленная цель достигается тем, что на нижней кромке лопасти гребного винта создается система глухих отверстий, перпендикулярных хорде лопасти или наклоненных в сторону движения потока. Отверстия могут быть круглыми, эллипсоидными, коническими с основанием на нижнюю кромку, пирамидальными с основанием на нижнюю кромку или квадратными. Во всех случаях эффективность системы определяется отношением длины отверстий к площади сечения или средней площади сечения. Чем больше длина в «калибрах», тем выше эффективность эжекторных отверстий. Эжектируемая движением потока, обтекающего нижнюю кромку лопасти гребного винта, вода отсасывается из заглушенных отверстий, тем самым снижая давление в отверстиях. Реакция среды на пустоты создает давление на нижнюю кромку, которое значительно превышает давление, вызванное разностью скоростей обтекания верхней и нижней кромки. Таким образом, толкающая сила создается не за счет разности скоростей потока, а за счет реакции среды на пустоты и так как она в несколько раз превышает толкающую силу стандартной лопасти гребного винта, то при сложении она является основной результирующей силой.

Управление толкающей силой (её изменение) осуществляется изменением угла атаки эжекторной лопасти гребного винта на положительные или отрицательные углы.

При использовании обычной схемы лопасти гребного винта с характерной кривизной на верхней кромке лопасти, увеличение толкающей силы происходит с увеличением угла атаки лопасти. На лопасти как обычно возникает разница давлений за счет разности скоростей обтекания и вызванная этой разностью сила, направленная в сторону, обратную движению судна. Нижняя кромка, снабженная в большом количестве наклоненными в сторону движения потока глухими отверстиями, также обтекается набегающим потоком и за счет эжекторного эффекта в отверстиях создаётся разрежение, которое увеличивается с увеличением угла атаки, так как увеличивается угол эжектирования. Реакция среды на пустоты создает давление на нижнюю кромку. Эти силы векторно складываются, и так как они направлены в одну сторону, результирующая сила будет значительно превышать толкающую силу обычного гребного винта.

При варианте «перевернутой лопасти», то есть когда характерная кривизна находится на нижней кромке лопасти гребного винта, и также на нижней кромке расположено большое количество глухих отверстий, перпендикулярных хорде лопасти или наклоненных в сторону потока, увеличение толкающей силы происходит при увеличении отрицательных углов атаки. Это происходит потому, что на нижней кромке за счет характерной кривизны при увеличении отрицательного угла атаки возрастает по сравнению с верхней кромкой скорость обтекания в пограничном слое и тем самым резко возрастает эжекторный эффект. Реакция среды на пустоты создает давление на нижнюю кромку. Так как толкающая сила «перевернутой лопасти», создаваемая за счет разности обтекания потоками верхней и нижней кромок направлена в этом случае в сторону движения судна, то при векторном сложении с результирующей силой, возникающей в эжекторных отверстиях, она вычитается из неё. Эжекторная составляющая результирующей силы в несколько раз (в 2-Зраза) больше и тем самым мы получаем выигрыш в общей силе.

Краткое описание чертежей На фиг. 1 показан общий вид винта.

На фиг. 2 показан разрез лопасти эжекторного винта по А-А.

На фиг. 3 показан разрез по А-А лопасти эжекторного винта с характерной огибающей на нижней кромке.

Лучшие варианты осуществления изобретений

Работа эжекторной лопасти гребного винта иллюстрируется позициями: (Фиг.1,2,3) лопасть гребного винта 1, глухие отверстия 2, нижняя кромка лопасти гребного винта 3, верхняя кромка лопасти гребного винта 4.

Эжекторная лопасть гребного винта работает следующим образом:

Для создания толкающей силы лопасти 1 она снабжена глухими отверстиями 2, расположенными на нижней кромке лопасти 3 перпендикулярно хорде лопасти или с наклоном в сторону потока. Фиг.1,2,3.

Нижняя кромка 3 лопасти обтекается набегающим потоком, при этом из отверстий 2 отсасывается (эжектируется) вода, образуя суммарную зону пониженного давления. Реакция среды на пустоты создает давление на нижнюю кромку. Чем больше угол атаки лопасти, тем больше эжектирующий эффект за счет большей скорости обтекания и соответственно больших углов эжектирования. Зоной создания толкающей силы лопасти с помощью эжектирующих отверстий теоретически можно считать от 0 градусов до зоны срыва потока - это зависит от скорости набегающего потока и формы лопасти. Формирование толкающей силы зависит от глубины глухих отверстий, диаметра отверстий или их средней площади, их наклона по потоку, суммарной площади отверстий на нижней кромке, скорости потока и его угла по отношению к нижней кромке.

Промышленная применимость

Так как толкающая сила лопасти гребного винта в основном формируется за счет эжекции воды из отверстий, нижняя кромка имеет суммарное давление, вызванное реакцией среды на пустоты, существенно больше верхней и создает существенно большую толкающую силу по отношению к обычной лопасти на тех же скоростях и углах атаки соответственно в минусовую и плюсовую сторону.

Таким образом, использование изобретения «Способ создания толкающей силы гребного винта и эжекторный гребной винт Ольховского» позволяет достичь существенного выигрыша в энергетике судна, катера или подводного аппарата при их движении в воде за счет создания большей толкающей силы.