[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2371347C1 - Disk-type-foilcraft - Google Patents

Disk-type-foilcraft Download PDF

Info

Publication number
RU2371347C1
RU2371347C1 RU2008112115/11A RU2008112115A RU2371347C1 RU 2371347 C1 RU2371347 C1 RU 2371347C1 RU 2008112115/11 A RU2008112115/11 A RU 2008112115/11A RU 2008112115 A RU2008112115 A RU 2008112115A RU 2371347 C1 RU2371347 C1 RU 2371347C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
disks
blades
disk
wings
attack
Prior art date
Application number
RU2008112115/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владислав Иванович Волхонов (RU)
Владислав Иванович Волхонов
Сергей Владиславович Волхонов (RU)
Сергей Владиславович Волхонов
Юрий Владиславович Волхонов (RU)
Юрий Владиславович Волхонов
Original Assignee
Владислав Иванович Волхонов
Сергей Владиславович Волхонов
Юрий Владиславович Волхонов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владислав Иванович Волхонов, Сергей Владиславович Волхонов, Юрий Владиславович Волхонов filed Critical Владислав Иванович Волхонов
Priority to RU2008112115/11A priority Critical patent/RU2371347C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2371347C1 publication Critical patent/RU2371347C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Hydraulic Turbines (AREA)

Abstract

FIELD: ship building.
SUBSTANCE: invention relates to ship building, particularly to partially submerged disks-type-foil craft. Disks-foils are mounted at an angle of attack and feature V-shape cross section. Blades are fitted on shaft jointed to disk face and having the length that makes the distance between blade rotation plane and disk face equal at least four widths of disks (foils). It seems expedient to make aforesaid disks hydraulically rough or with radial ribs.
EFFECT: higher hydrodynamic lift and reduced hydrodynamic losses.
2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к судостроению и может быть использовано при строительстве судов с гидродинамическими силами поддержания и свободно вращающимися дисками (крыльями). Сущность изобретения заключается в увеличении подъемной силы диско-крыльев и уменьшении потерь за счет увеличения частоты вращения дисковThe invention relates to shipbuilding and can be used in the construction of ships with hydrodynamic support forces and freely rotating disks (wings). The essence of the invention is to increase the lifting force of the disco wings and reduce losses by increasing the speed of the disks

Изобретение относится к судостроению, в частности к скоростным судам на частично погруженных свободно вращающихся в подшипниках дисках (крыльях) V-образной формы в поперечном сечении и установленных под углом атаки α к набегающему потоку. Конструкция такого судна описана в патенте США №4061104 А (МПК В63В), опубликованном 06.12.1977.The invention relates to shipbuilding, in particular to high-speed vessels on partially displaced V-shaped disks (wings) freely rotating in bearings in a cross section and installed at an angle of attack α to the incoming flow. The design of such a vessel is described in US patent No. 4061104 A (IPC B63B), published 06.12.1977.

Недостатком судна со свободно вращающимися дисками является малая величина гидродинамической подъемной силы из-за срыва циркуляционного потока по причине очень малой величины относительного удлинения λ диско-крыльев и недостаточной частоты вращения дисков. В самом деле, длина l смоченной поверхности диско-крыла всегда меньше его ширины b, то есть

Figure 00000001
. Срыв циркуляционного потока приводит к тому, что судно с вращающимися дисками глиссирует, то есть, во-первых, гидродинамические силы поддержания действуют лишь на нижние поверхности дисков и, во-вторых, увеличиваются волновое и брызгообразующее сопротивления.The disadvantage of a vessel with freely rotating disks is the small hydrodynamic lifting force due to disruption of the circulation flow due to the very small relative elongation λ of the wing and the insufficient speed of the disks. In fact, the length l of the wetted surface of the disco wing is always less than its width b, i.e.
Figure 00000001
. Disruption of the circulation flow leads to the fact that a vessel with rotating disks glides, that is, firstly, the hydrodynamic forces of support act only on the lower surfaces of the disks and, secondly, the wave and spray resistance increase.

Сохранение циркуляционного потока возможно благодаря увеличению частоты вращения дисков до такой величины, чтобы смоченный пограничный слой жидкости поддерживал вязкостными силами вихревой поток. Для этого необходимо сделать приводы от лопаток с винтовыми поверхностями, которые возможны, например, на валах, которые соосно закреплены с каждым диском. Винтовые лопатки являются элементами лопастей гребного винта. В набегающем потоке лопатки работают в турбинном режиме и отдают энергию вращения круглым дискам.Preservation of the circulation flow is possible due to an increase in the rotational speed of the disks to such a value that the wetted boundary layer of the liquid maintains the vortex flow by viscous forces. To do this, it is necessary to make drives from the blades with screw surfaces, which are possible, for example, on shafts that are coaxially mounted with each disk. Helical blades are elements of the propeller blades. In the oncoming flow, the blades operate in turbine mode and give rotational energy to the circular discs.

На фиг.1 показан главный вид судна на диско-крыльях с лопатками. На фиг.2 - разрез по А-А; на фиг.3 - разрез по Б-Б; на фиг.4 - сечение по В-В.Figure 1 shows the main view of the ship on disco wings with blades. Figure 2 is a section along aa; figure 3 is a section along BB; figure 4 is a section along BB.

На чертежах обозначены: 1 - корпус судна; 2 - диски (крылья); 3 - полуоси; 4 - лопатки; 5 - ребра с верхней разряженной стороны диска; 6 - ребра с нижней напорной стороны диска; 7 - вал; 8 - фланец вала.In the drawings are indicated: 1 - ship hull; 2 - disks (wings); 3 - half shafts; 4 - blades; 5 - ribs from the upper discharged side of the disk; 6 - ribs from the lower pressure side of the disk; 7 - shaft; 8 - shaft flange.

b - ширина диско-крыла;b is the width of the disco wing;

l - длина диско-крыла;l is the length of the disco wing;

l1 - расстояние от торца диска до плоскости вращения лопаток вала;l 1 - the distance from the end of the disk to the plane of rotation of the shaft blades;

β - угол наклона диска;β is the angle of inclination of the disk;

α - угол атаки;α is the angle of attack;

φ - шаговый угол турбинной лопатки;φ is the step angle of the turbine blade;

ec - стрелка прогиба диска;e c - arrow deflection of the disk;

h - высота ребра;h is the height of the ribs;

T - погружение диска.T - disc immersion.

Судно на диско-крыльях (фиг.1 и фиг.2) имеет корпус 1, к которому жестко прикреплены четыре полуоси 3 так, чтобы диски 2 (фиг.3), установленные на подшипниках, образовали углы атаки α (фиг.4) и углы наклона β. К торцам дисков 2 соосно прикреплены фланцы 8 валов 7, на которых установлены винтовые лопатки 4 с шаговым углом φ=(20…45)град. Если диски (крылья) устанавливаются по углу атаки α, то винтовые лопатки по шаговому углу φ, который состоит из угла атаки лопатки и угла поступи, учитывающего проскальзывание лопатки. Расстояние l1 плоскости вращения лопаток до торца диска должно быть не меньше четырех его толщин, так как при меньших значениях l1 происходит нарушение обтекания потока. Точные значения шаговых углов зависят от скорости судна и размеров лопаток и могут быть определены модельными испытаниями. Количество лопаток должно быть не менее 6 исходя из условия, что хотя бы одна из вращающихся лопаток постоянно находилась в потоке жидкости.The vessel on the disco-wings (Fig. 1 and Fig. 2) has a hull 1 to which four half-axles 3 are rigidly attached so that the disks 2 (Fig. 3) mounted on the bearings form angles of attack α (Fig. 4) and tilt angles β. Flanges 8 of shafts 7 are coaxially attached to the ends of the disks 2, on which screw blades 4 are installed with a step angle φ = (20 ... 45) degrees. If the disks (wings) are installed at the angle of attack α, then the screw blades at the step angle φ, which consists of the angle of attack of the blade and the angle of the tread, taking into account the slipping of the blade. The distance l 1 of the plane of rotation of the blades to the end of the disk should be at least four of its thicknesses, since at lower values of l 1 there is a violation of the flow around. The exact values of the stepping angles depend on the speed of the vessel and the size of the blades and can be determined by model tests. The number of blades should be at least 6 based on the condition that at least one of the rotating blades was constantly in the fluid flow.

При начальном движении судна на диско-крыльях в режиме плавания, сопротивление воды будет большим, чем у равного судна на классических подводных крыльях, так как диски в погруженном состоянии имеют худшие гидродинамические параметры: большую площадь и большее лобовое сечение. При увеличении скорости судна на диско-крыльях и выходе корпуса с полуосями из воды в режиме «горба», частично погруженные диски благодаря лопаткам начинают вращаться, образуя бегущую смоченную поверхность, что приводит к образованию устойчивого циркуляционного потока вокруг смоченной поверхности диска (фиг.4) и увеличению гидродинамической подъемной силы. Величина подъемной силы от лопаток очень мала, так как лопатки вращаются в «попятном» режиме. Их назначение создавать дополнительный крутящий момент дискам для образования вокруг их смоченной части устойчивого вихря. Поэтому турбинные лопатки можно изготовлять приближенного профиля (цилиндрическими или плоскими) и из упругого материала, например, резины.With the initial movement of the vessel on disco-wings in swimming mode, the water resistance will be greater than that of an equal vessel on classical hydrofoils, since the disks in the submerged state have worse hydrodynamic parameters: a large area and a larger frontal section. With increasing speed of the ship on the disco-wings and the hull with half shafts coming out of the water in the “hump” mode, partially submerged disks begin to rotate thanks to the blades, forming a running wetted surface, which leads to the formation of a stable circulation flow around the wetted surface of the disk (Fig. 4) and increased hydrodynamic lift. The magnitude of the lifting force from the blades is very small, since the blades rotate in the "backward" mode. Their purpose is to create additional torque for the discs to form a stable vortex around their wetted part. Therefore, turbine blades can be made of an approximate profile (cylindrical or flat) and from an elastic material, for example, rubber.

Если на судах с подводными крыльями используются гидравлически гладкие крылья, то на судах с диско-крыльями диски должны быть шероховатыми или с радиально расположенными ребрами 5 и 6 (фиг.1 и 2) для увлечения жидкости и лучшего образования циркуляционного потока. Высота ребер h должна быть не более стрелки прогиба диска ec, чтобы не нарушать формы вихря.If hydrofoil-smooth wings are used on ships with hydrofoils, then on ships with disco wings, the discs must be roughened or with radially spaced ribs 5 and 6 (FIGS. 1 and 2) to entrain fluid and better circulation flow. The height of the ribs h should be no more than the arrow deflection of the disk e c so as not to disturb the shape of the vortex.

Вращающиеся диско-крылья с упругими лопатками позволят судну преодолевать малые препятствия в виде затопленной древесины и прочих плавающих предметов, так как при встрече с препятствиями упругие лопатки будут деформироваться без поломок. Кроме этого судно на диско-крыльях и упругими лопатками можно выкатывать на заранее подготовленный берег для отстоя и ремонта.Rotating disco-wings with elastic blades will allow the vessel to overcome small obstacles in the form of flooded wood and other floating objects, since when faced with obstacles, the elastic blades will deform without breakage. In addition, the ship on disco-wings and elastic blades can be rolled out on a prepared shore for sediment and repair.

Claims (2)

1. Судно на частично погруженных свободно вращающихся в подшипниках дисках (крыльях), установленных с углами атаки и имеющих V-образную форму в поперечном сечении, отличающееся тем, что лопатки закреплены на валу, который соосно соединен с торцом диска и имеет такую длину, что расстояние между плоскостью вращения лопаток и торцом диска равно не менее чем четырем толщинам дисков (крыльев).1. A vessel on partially displaced discs (wings) freely rotating in bearings mounted with angles of attack and having a V-shape in cross section, characterized in that the blades are mounted on a shaft that is coaxially connected to the end of the disc and has such a length that the distance between the plane of rotation of the blades and the end face of the disk is not less than four thicknesses of the disks (wings). 2. Судно по п.1, отличающееся тем, что диски выполняются гидравлически шероховатыми или с радиально расположенными ребрами. 2. The vessel according to claim 1, characterized in that the disks are hydraulically roughened or with radially spaced ribs.
RU2008112115/11A 2008-04-01 2008-04-01 Disk-type-foilcraft RU2371347C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008112115/11A RU2371347C1 (en) 2008-04-01 2008-04-01 Disk-type-foilcraft

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008112115/11A RU2371347C1 (en) 2008-04-01 2008-04-01 Disk-type-foilcraft

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2371347C1 true RU2371347C1 (en) 2009-10-27

Family

ID=41353074

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008112115/11A RU2371347C1 (en) 2008-04-01 2008-04-01 Disk-type-foilcraft

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2371347C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU193460U1 (en) * 2019-08-26 2019-10-30 Леонид Борисович Куликов Propeller ship

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU193460U1 (en) * 2019-08-26 2019-10-30 Леонид Борисович Куликов Propeller ship

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bøckmann et al. Experiments with actively pitch-controlled and spring-loaded oscillating foils
US4949919A (en) Foil
ES2310049T3 (en) BOAT HELMET IN THE FORM OF M.
SE509770C2 (en) Propeller
CN102991658B (en) Bionic propeller of ship
JP6697786B2 (en) Ship front side design
AU2011321028A1 (en) High efficiency propeller blade with increased pressure side surface
RU2371347C1 (en) Disk-type-foilcraft
KR20080099253A (en) Semi-submerged propeller propulsion system of displacement and semi-displacement crafts
KR20090051010A (en) Vessel provided with a foil below the waterline
EP2694361B1 (en) Marine tunnel thruster
CA2631204A1 (en) Surface piercing tidal generator
KR20060072847A (en) Barge with hydrofoil skeg at stern rake and hydrofoil skeg thereof
RU60060U1 (en) WHEEL ENGINE AND STEERING COMPLEX (OPTIONS)
AU2017288052A1 (en) Underwater appendage assembly
KR101225177B1 (en) Propeller and ship including the same
RU2482011C2 (en) Propeller screw
RU2107009C1 (en) Rotary propeller
KR20130002144U (en) Propeller for Ship
US9205898B2 (en) Fin structure for watercraft
CN114104235A (en) Be applied to advancing device and boats and ships of boats and ships
CN220164150U (en) Ship propeller and ship
WO2010050905A2 (en) Side list stabilizing system and vessel incorporating same
CN108995761B (en) Ship body capable of reducing river resistance
JP2013129408A (en) Ship and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130402