Проточный пропеллер

редактировать
Морской гребной винт с невращающимся соплом Сопло Корта Буксир Dolphin I в плавучем сухом доке на реке Миссисипи в Алжире, штат Луизиана.

A гребной винт, также известный как сопло Корта, представляет собой морской гребной винт, снабженный невращающимся соплом. Он используется для повышения эффективности гребного винта и особенно используется на сильно нагруженных гребных винтах или гребных винтах ограниченного диаметра. Он был разработан сначала Луиджи Стипа (1931), а затем Людвигом Кортом (1934). Сопло Kort представляет собой закрытый гребной винт для морской силовой установки. Поперечное сечение кожуха имеет форму фольги, и при определенных условиях кожух может иметь гидродинамические преимущества по сравнению с голыми пропеллерами.

Преимущества: повышенная эффективность на более низких скоростях (<10 knots), better course stability and less vulnerability to debris. Downsides are reduced efficiency at higher speeds (>10 узлов), курсовая устойчивость при движении за кормой и увеличение кавитации. Герметичные винты также используются для замены рулей.

Содержание

  • 1 История
  • 2 Преимущества и недостатки
  • 3 Типы
  • 4 Физика
  • 5 См. Также
  • 6 Ссылки
  • 7 Библиография
  • 8 Внешние ссылки

История

Луиджи Стипа в 1931 году, а позже Людвиг Корт (1934) продемонстрировал, что увеличения пропульсивной эффективности можно достичь, окружив пропеллер кожухом в форме фольги. в случае сильно нагруженных гребных винтов. «Форсунка Корта» называется ускоряющей форсункой и обычно представляет собой профиль MARIN 19A или профиль MARIN 37.

Преимущества и недостатки

Форсунки Kort или пропеллеры с воздуховодом могут быть значительно более эффективными чем винты без воздухозаборника на низких скоростях, создавая большую тягу в меньшем корпусе. Буксиры и рыболовные траулеры - это наиболее распространенное применение насадок Корта, поскольку больше всего выигрывают от высоконагруженных гребных винтов на медленно движущихся судах. Сопла обладают дополнительными преимуществами, заключающимися в уменьшении эффекта крыльчатого колеса (например, тенденция правого колеса отклоняться влево) и уменьшении всасывания снизу при работе на мелководье.

Дополнительная защита увеличивает лобовое сопротивление, и сопла Корта теряют свое преимущество перед гребными винтами на скорости около десяти узлов (18,5 км / ч).

Сопла Корт могут быть фиксированными, с управлением направлением от руля направления, установленным в потоке воды, или поворотными, при этом их поток управляет рулем судна.

Защитный кожух этого типа также полезен для плавания в ледовых полях, поскольку он в некоторой степени защищает концы гребного винта. Однако лед или любой другой плавающий объект может застрять между колесом и соплом, заблокировав колесо. Загрязненные колеса в форсунках Kort очистить намного сложнее, чем открытые колеса.

Исследовательская статья Bexton et al. (2012) пришли к выводу, что воздушные винты с воздуховодами были вероятной причиной смертельных травм тюленей в северо-восточной части Атлантического океана. Авторы предположили, что уплотнения протягивались через сопло и проходили мимо вращающихся лопастей пропеллера, вызывая криволинейные разрывы на коже и мышечной ткани. Этот тип травмы известен как «штопор». Авторы также отмечают, что у других животных, включая морских свиней, наблюдались похожие травмы.

Типы

Есть два типа воздуховодов; ускорение и замедление. С помощью ускоряющих воздуховодов скорость притока и эффективность гребного винта увеличиваются. Это тип, который используется на сильно нагруженных гребных винтах или гребных винтах ограниченного диаметра. Поскольку Людвиг Корт провел обширные исследования этого типа, его часто называют «соплом Корта».

Во втором типе скорость притока снижается, в результате чего давление увеличивается, уменьшая кавитацию. Это называется струйным насосом, особенно в сочетании с фиксированными лопастями или регулируемыми статорами.

NACA 4415.

MARIN провела обширные исследования в области гребных винтов с воздуховодом. Многие из используемых профилей основаны на аэродинамических профилях NACA, из которых NACA 4415 имеет очень хорошие характеристики. Чаще всего используются сопла 19А и 37 серии МАРИН. Они имеют закругленную заднюю кромку для облегчения изготовления и повышения эффективности плавания на корме. Первоначально использовались гребные винты серии В Вагенингена, позже - типа Каплана с более широким концом лопасти.

Физика

Циркуляция вокруг ускоряющего и замедляющего сопла
Циркуляция вокруг форсунок. svg

dT = Тяга. dL = Подъем.

pu: Отрицательное давление. po: Положительное давление.

В сопле Корта приток скорость увеличивается, снижая давление. Это снижает тягу и крутящий момент гребного винта. В то же время происходит циркуляция, в результате чего возникает направленная внутрь сила, имеющая прямой компонент. Таким образом, канал имеет положительную тягу. Обычно это больше, чем уменьшение тяги гребного винта. Небольшой зазор между пропеллером и воздуховодом уменьшает завихрение на наконечнике, повышая эффективность.

Поскольку сопротивление увеличивается с увеличением скорости, в конечном итоге оно становится больше, чем добавленная тяга. Следовательно, суда, которые обычно работают с превышением этой скорости, обычно не оборудованы воздуховодами. При буксировке буксиры ходят с малой скоростью и тяжелонагруженными гребными винтами и часто снабжены каналами. Тяговое усилие на болларде может увеличиваться до 30% с воздуховодами.

В замедляющих каналах циркуляция противоположна соплу Корта, что приводит к отрицательному давлению канала. Этот тип используется для высокоскоростных судов с повышенной подверженностью кавитации и судов, которые хотят снизить уровень шума, например военных кораблей.

См. Также

Ссылки

Библиография

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-18 05:32:46
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте