Аэрогидродинамический профиль Советский патент 1992 года по МПК B64C3/14 F04D29/24 

иг.З 6

Изобретение относится к аэрогидромеханике, а именно к формам аэрогидродинамических профилей, и может быть использовано при конструировании лопастей насосов и турбин, стоек и других крыльевых злементов.

Известно крыло, имеющее переднюю кромку профил% затупленную путем установки на нижней носовой поверхности крыла металлических накладок различного радиуса затупления. Величина затупления характеризуется относительным радиусом

R

Rn . где Rn - радиус затупления; Ьм ом

местная хорда крыла.

В данном случае затупление носовой части профиля носит характер скругления, и, как показали испытания, в диапазоне углов атаки 0-10° практически не влияет на величину коэффициента Су (фиг.2).

Наиболее близким в предлагаемому по технической сущности является профиль со скругленной передней кромкой, например, профиль NACA. Поляры профиля NACA4412 при обтекании кавитационными потоками свг детельствуют о значительном снижении коэффициента подъемной силы профиля при кавитационном обтекании. ,

Недостатком профилей является то, что при резком увеличении плотности среды (воздух - вода - в 1000 раз) на них возникают большие гидродинамические силы, что требует обеспечения значительного запаса прочностных-характеристик.

Цель изобретения - повышение прочности, путем обеспечения защиты боковой поверхности профиля от гидродинамических сил при переходе его в более плотную среду за счет создания вокруг него каверны.

Цель достигается тем, что в аэродинамическом профиле, имеющем затупленную кромку, передняя кромка выполнена усе-, ценной, при этом плоскость усечения перпендикулярна хорде профиля, а края ее снабжены острыми кромками.

Размеры плоскости усечения выбираются такими, чтобы образованная этой плоскостью каверна исключала замыв боковых поверхностей элементов конструкций Г1ри пр(хождении ими границы раздела сред или при изменении концентрации двухфазного потока.

На фиг.1 показан предлагаемый профиль; на фиг.2 - поляры клиновидного профиля; на фиг.З - то же, предлагаемого профиля.

Аэрогидродинамический профиль содержит в передней части острые кавитирующие кромки 1, организуемые путем

усечения передней оконечности исходного профиля плоскостью 2, перпендикулярной нагнетающей поверхности 3. и скос 4, образуемый пересечением профиля плоскостью,

наклоненной на угол ft к нагнетающей .поверхности, который обеспечивает переход от толщины I, отвечающей передней кромке, к толщине 1о в средней или задней части. При входе модели в более плотную среду на кавитационных кромках 1 образуется каверна 6, предотвращающая замыв боко-. вых поверхностей и тем самым позволяющая практически исключить появление зн ительных гидродинамических сил, Толщина каверны в произвольном сечении является функцией толщины передней кромки I и числа кавитации CT:R k Ц,о). На фиг.б приводятся профили каверн за пластиной при разных числах кавитации О 7;$ 0.1.

На фиг.4 приводятся полученные экспериментально поляры описанного выше Двухсредного профиля с различной толщиной передней кромки 1/1о Н « г и угла

скоса/.

Поляры с 1/1о 1/6 близки к полярам клиновых профилей и здесь существенную роль играет угол скоса передней кромки профиля. С увеличением толщины I это влияние уменьшается, и при l/fo 5/6 гидродина ические характеристики предлагаемого профиля соответствуют обтеканию пластинки шириной I, поставленной к набегающему потоку под углами « 10°}.

Увеличение коэффициента сопротивления Сх с увеличением толщины передней кромки I оправдано резким (на порядок) уменьшением боковых сил (см. величину коэффициента Су), тем более, что прочностные

характеристики крыльевых элементов вдоль хорды максимальны.

Предлагаемый профиль был испытан на ряде моделей. Испытания показали, что усечение профиля и наличие на нем кавитацирнных кромок при входе в более плотную среду позволяет получить каверну, предотвращающую замыв боковых поверхностей модели и тем самым резко снизить действие боковых сил, что позволяет использовать

его при работе в двухсредных режимах и в двухфазных-потоках изменяющейся концентрации.

л

Формул а изобретения Аэрогидродинамический профиль, имеющий затупленную переднюю кромку, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности путем обеспечения защиты боковлй поверхности профиля от гидродинами

Изобретение предназначено для повышения прочности аэрогидродинамической лопасти путем обеспечения защиты ее боковой поверхности от гидродинамических сил при переходе ее в более плотную среду ^а счет создания вокруг лопасти навигационной каверны. Лопасть имеет острые кавитирую- щие кромки 1. выполненные при усечении передней оконечности исходного профиля плоскостью 2, перпендикулярной хорде профиля. 3 ил.