Косое обтекание гребного винта

Приведенная схема учета влияния кавитации на действие гребного винта по методу Папмеля справедлива только при осевом обтекании винта или близком к нему, когда угол между осью гребного вала и направлением потока не превышает 6-8. Однако на практике такое обтекание винтов встречается довольно редко. Гребные валы большинства быстроходных глиссирующих катеров и КПК имеют, как правило, малую длину и располагаются под большими углами наклона к направлению движения — до 10-15. При наклонном расположении гребных валов направление упора винтов не совпадает с направлением движения катера и гребные винты работают в скошенном потоке. Косое обтекание гребных винтов приводит к существенному изменению их гидродинамических характеристик. С одной стороны, оно сказывается непосредственно на величинах упора винта и расчетной скорости потока, что обычно учитывается при помощи условных коэффициентов взаимодействия винта и корпуса катера. С другой стороны, косой поток сильно изменяет кавитационные характеристики гребного винта.-

При косом обтекании гребного винта вследствие появления дополнительной составляющей скорости набегающего потока, направленной перпендикулярно оси винта вверх (рис. 54), углы атаки и скорости обтекания лопастей при вращении винта не остаются

постоянными, а периодически изменяются, причем изменения эти происходят неравномерно по диску гребного винта. Наименьшего значения углы атаки и скорости обтекания будут достигать при движении лопасти в обратном направлении (точка 3). При нахождении лопастей в вертикальных положениях (точки 2 и 4) влияние скоса потока на их действие сказываться не будет.

Соответственно этому при каждом обороте винта периодически увеличивается и уменьшается разрежение на лопастях и, следовательно, изменяются условия возникновения кавитации. Поскольку изменения углов атаки и скоростей обтекания происходят в довольно больших пределах, то вполне естественно, что кавитация в косом потоке будет наступать значительно раньше, чем в осевом. Кавитационная каверна при косом обтекании, так же как и при осевом, начинает возникать в тот момент, когда наибольшее разрежение на лопасти становится равным давлению насыщенных паров воды. Вначале кавитация имеет местный характер и появляется периодически только во время — прохождения каждой лопастью узкого сектора диска винта, в котором углы атаки и скорости обтекания элементов лопастей достигают наибольших значений. По мере ухода лопасти из этого сектора кавитационная каверна начинает уменьшаться и исчезает совсем. Однако с ростом скорости хода катера и уменьшением числа кавитации размеры этого сектора будут увеличиваться до тех пор, пока кавитация не охватит весь диск винта. При этом вследствие вращения гребного винта кавитация на каждой лопасти будет иметь нестационарный пульсирующий характер.

Момент, когда кавитация при косом обтекании охватит половину диска винта, будет соответствовать началу кавитации в осевом потоке.

Поскольку кавитация в косом потоке начинается при большем значении числа к, чем в осевом потоке, то ее влияние, приводящее к уменьшению упора и КПД винта, начинает проявляться также раньше.

Наиболее простой и удачный критерий для определения момента наступления кавитации в косом потоке предложил М. Н. Веселовский после теоретического рассмотрения периодических изменений углов атаки и скоростей обтекания элемента лопасти при вращении гребного винта, расположенного под некоторым углом к набегающему потоку.

Похожие публикации


Комментариев пока нет.

Ваш отзыв

Деление на параграфы происходит автоматически, адрес электронной почты никогда не будет опубликован, допустимый HTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

*

*