способ снижения интенсивности гидродинамического воздействия гребного винта на корпус судна

Формула изобретения

Способ снижения интенсивности гидродинамического воздействия гребного винта на корпус судна, основанный на изоляции его смоченной поверхности от гребного винта путем поддува воздуха в водное пространство между гребным винтом и днищем корпуса, отличающийся тем, что изоляцию поверхности осуществляют с помощью искусственной воздушной каверны, которую создают на поверхности днища, прилегающей к области расположения гребного винта, подавая воздух за кавитатор, например за наклонную пластину или редан, расположенные на днище корпуса поперек потока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области судостроения и борьбы с вибрацией, возникающей на корпусах судов от действия внешнего источника и передающейся через водное пространство.

Известен метод снижения шумов, производимых судном во внешнее пространство, например, в процессе ловли рыбы (SU, 302275 A, 16.01.73, B 63 G 8/34) или же снижения вибрации корпусных конструкций судна, возбуждаемых внешним источником, в частности, гребным винтом через водную среду ("Справочник строительной механики корабля", т. 3, Л., Судостроение, 1990 г., стр. 671), согласно которому между днищем корпуса и гребным винтом создают воздушную пелену путем поддува к этому району днища воздуха, который образует между гребным винтом и корпусом водовоздушный слой, изолирующий судно от воздействия пульсирующих давлений. Решение последней технической задачи с помощью указанного способа принято в качестве прототипа.

Однако образующийся между гребным винтом и корпусом судна слой водовоздушной пелены из-за относительно большой ее плотности, а также неблагоприятного соотношения частот собственных колебаний, образующих пелену воздушных пузырьков, и лопастной частоты гребного винта не обеспечивает необходимый уровень снижения пульсаций давления на корпусе судна от гребного винта, в особенности в режиме его кавитации. Кроме того, для создания упомянутой водовоздушной пелены требуется обеспечить большой расход подаваемого в водную область воздуха, что влечет необходимость использования мощных воздуходувок и, следовательно, больших энергозатрат.

Заявляемое изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в достижении эффективного снижения интенсивности вибрации корпуса от воздействия пульсирующих давлений, вызванных работой гребного винта, не прибегая к использованию мощных воздуходувок и, следовательно, обеспечивая экономию энергозатрат.

Для этого в известном способе снижения интенсивности гидродинамического воздействия гребного винта на корпус судна, основанном на изоляции его смоченной поверхности от гребного винта путем поддува воздуха в водное пространство между гребным винтом и днищем корпуса судна, изоляцию поверхности осуществляют с помощью искусственной воздушной каверны, которую создают на поверхности днища, прилегающей к области расположения гребного винта. Каверну образуют на смоченной поверхности днища корпуса, подавая на нее воздух за кавитатор, например, в виде наклонной пластины, клина или редана, расположенный на днище корпуса поперек потока.

Использование воздушной каверны позволяет достичь значительно более эффективного снижения воздействия на корпус судна индуцируемых гребным винтом пульсирующих давлений по сравнению с водовоздушной пузырьковой пеленой, поскольку частота собственных колебаний воздушной каверны существенно ниже характерной лопастной частоты гребного винта и более высоких кратных частот, а плотность воздуха в каверне гораздо меньше, чем плотность воды или плотность формируемой водовоздушной пелены. Кроме того, применение воздушной каверны позволяет обеспечить экономию энергозатрат на ее поддержание по причине меньшего расхода подаваемого в кормовую оконечность судна воздуха в сравнении с использованием водовоздушной пелены.

Сущность предлагаемого способа иллюстрируется рисунками, где на фиг. 1 и 2 представлены два вида кормовой оконечности судна и образуемая на ней искусственная воздушная каверна, а на фиг. 3 и 4 показаны схемы подачи воздуха за наклонную пластину и редан.

Согласно предлагаемому способу, подавая воздух на поверхность днища 1 за кавитатор в виде наклонной пластины 2 или редана 3 (фиг. 4), расположенных на корпусе судна поперек потока, на поверхности днища 1 над гребным винтом 4 образуют воздушную каверну 5 определенной формы, длины, толщины и ширины. Объемный расход подаваемого при помощи компрессора 6 воздуха (фиг. 3, 4), расположение и размеры кавитатора определяются параметрами изолируемой площади днища. Образовавшаяся воздушная каверна покрывает область днища судна и изолирует ее от воздействия гребного винта, снижая интенсивность пульсирующих давлений, действующих на поверхность корпуса судна.