Устройство гребных колес для повышения упорного давления Советский патент 1937 года по МПК B63H1/04 

Иредлагас мос устройство гробных колос имеет своим назначением измеиеипс обтекашгя плиц частицами воды с целью поlii.inioiiini упорного давления.

Д.:гя этого плицы колес как в продольном, так п в поперечном направлении } Ы1 олпяются с двойной вогнутостью на 1)абочей поверхности и снабжаются одной ||Л1 несколькими продольными прорезями. Для восн1)1птятия давления воды, ироходя1цей через ирорези, последние прикрываются планками, устанавливаемыми иа некотором расстоянии от илиц. Плицы снабжены, кроме того, клапанами, itiapни1)ио скренленными с ними по длине их.

На схематическом чертеже фиг. 1 изображает иоиеречный разрез пера весла; фиг. 2 - схему обтекання нлоской плпцы; фиг. 8 - то же вогнутой; фпг. 4 - внд нлицы с рабочей стороны; фнг. 5 - вид ее сбоку; фиг. 6- ноперечный разрез плнцы и схему обтекания ее; фпг. 7 - то же с применением клапанов; фнг. 8 - вид плнцы с клапанами с рабочей сторонь ; фиг. 9 - вид ее сбоку.

Повышение упорного давления плиц гребных колес от их продольной п поперечной вогнутости не нуждается в доказательствах, так как в пользу этого говорит профиль вогнутого пера весла

(фиг. I ). значительно нов1)1шающего упорное давление по сравнению с прямолинейным пером весла.

Так как окружная скорость плиц значительно вьпне скорости частиц нодтекаюшей к ним водь, то обтекание прямолинейной нлицы гребного колеса происходит по схеме, указанной на фнг. 3. ilHHjb при окружной скоростн плиц, превышающей 50-60 м/сек, когда начинаются явления кавитацнн. указанная схема )ie будет гметь .

|{стественное и неизбежное образовапне мешка m или мертвой вихревой завесы (фиг. Т) иа рабочей поверхности нлицы доступно наблюдению нри экспериментах п объяспяет происхождение ребер а на веслах (фиг. 1).

Понеречная и продольна.1 вогнутость клиц гребного колеса., по аналогии с вогнутым нером весла, несомненно, повышает их унорное давление в виду того, что угол трения - (фиг. 3) меньше угла трения У- (фиг. 2).

.Для пведотвращення увеличения сопротивлення при входе н выходе плиц из ноды нонеречная нх вогнутость должна определяться диаметром колеса; что же касается продольной вогнутостн, то, как известно нз аэродинамики, она не

цревосходит, 0,25 длины плиц. Однако, поперечная л продольная вогнутость плиц но уменьшает мертвой зоны m (фнг. 2. 3). кото1)ая является главным фактором ноннження упорного давленпя.

Ш паблюдений над 1)аботон нарусов :за,ме;ено, что образование в пих 2-3 неболыннх отверстий у центра их не ум(чгьшает давления, а наоборот повышает эффективность наруса. Это явление иолтверждается и наблюдеииямн аэродннамикн над сонротнвлеинем снлонгных днсков и тех же дисков с нроделаниыыи в них посредине определенного диаметра отверстиями.

Базируясь на этом явлении, в нлицс делают продольную прорезь Ь (фиг. 4), которая на некотором расстоянии от плицы прикрыта плапкой с,жестко 1вязанпой с плицей.

(Три таком устройстве нлицы j-ребного колеса мертвая зона (мешок) m (фиг. 6) резко уменьшается, в связи с чем увелнчивается плон5адь трения. С умекьи1ением мертвой зоны уменьшается угол трения -; и, следовательно, трение увеличивается.

Частицы воды. пройдя Н|)Ор(ЗЬ : 11

ударяясь в нлаику с, создают .дополнительное упорное давление, иочш отсутствовавшее в мертвой зоны m (фиг. 2, 3).

Точную ширину проре.зи и прпк)ыва1(1щей ее сзади планки, а равно количест)о прорезей и их расноложение можио установить лишь иутем ряда экспериментов в опытовом бассейне, ио фа){т иовьияеиия давления npii наличии одной продольной прикрытой прорез г. расноложеииой в районе мертвой зоны, вне всяких сомнений.

Кроме того, к торцам плицы прикрепляются поперечные планки а I) (фиг. 8, 9). а к верхней и пижней продольным кромкам плицы ншриирно нрикреиляются клапаны а Ь в виде плаиок. вращение которых конструкцней шарниров ограничивается пх нормалыгым поло/кепием к плоскости плицы.

Bepxnnit клапан а Ь в силу закона тяжести в момепт погруження и В1 1хода плицы из воды вплотиу о прилегает к плице, нижний клапан при погруншнии плицы в воду давлением последней прижимается к плице, по npti вы.ходе плицы из воды является тормозом. Кромки клапанов, прилегающие к илице, несколько скошены; при работе Плицы оин давлением струек воды ставятся в нормальное к нлнце положение.

Опыты гребли обыкновенным веслом и веслом с той же площадью пера с. указанными илапка5 к показали, что весло с нланками а Ь ц клананами а Ь создает значительно болынее унорное давление. 1Тере 10ся оиыт с веслом на условня ра6oTJ i плиц, можио иолагать, что ионе)ечHbie иланкн а Ь доказывают эффективность продольной прогиби плиц, а клапаны ah вызывают дополпительные гидравлические удары и тем самым иоиы пают даилеиие воды, омывающей илицы (фиг. 7). Верхний клапан в силу закона тяжести U це1ггробежной силь обладает сиойствами саморегулирования; что Ж1 касается нижнего кланана а Ь , то прилегание eio к момепт входа н выхода нз во. плицы доллгно достигаться примитивными рычажкамн, связанными с ;-)i;cцентриковыми тягами. Будет рацноиальпсе г.ерхиий и нижний 1слананыаЬсвязывать вместе и регулировать рычажкамн от эксцеитриковых тяг.

Допуская, что центр давления )га нл)1цу наход ггся па Vs ширины плицы от cis кромки, будет целесообразно верхний клапа г ii1)делать шире нижнеjO. что приблизит цеитр давления к cejieднне ИЛ1ЩЫ.

Наличие прорези h (фиг. 4). а также ир1;крываюн(ей ее планки с, а равно наличие к.гапанои .г1) (фиг. 8) при погру;к,ени11 и при 1й 1ходе из воды лопасти гребного колеса создадут какое-то дополнительное с.онротивленне. но оно будет 1ГИЧТОЖПО но сравнению с имеющ)гася ( каждом колесе сопротивлением плиц с цанфами эксцентриковых и диагональных тяг со сиипами и ни в какое сравпени( не быт1) поставлено с тем юлож.и1чмьным эффектом увеличения дав.кчщя. который обусловлнвается этими донолнительными предлагаемымн деталями.

И р е д мет и з о б р е т е н и я.

1.Устройство гребных колес для повы1пепия упорного давления, отличающееся тем, что плицы колес как в продольном, так н в ноперечном паправленин выполняются с двойной вог1 утостью на рабочей поверхности.

2.При устройстве но н. 1 11рнменени( одной или нескольких продольных прорезей b . 4). прикрываемых на некотором расстоянии от плпцы планками с, воспринимающими давление воды, прохоляитой lepp;. прорези.

3. При устройстве по пп. 1 и 2 применение клапанов а 1У, шарнирно скрепленных с плицами но длине их.

фиг4

фиг.2

фигЗ 4