Основные характеристики гребных винтов

Корабельная терминология

Размещение гребных винтов

Пропульсивная наделка на руле

ДЕЙДВУД

ЛИНИЯ ВАЛА

Дейдвудный подшипник с водяной смазкой

Дейдвудный подшипник с масляной смазкой

Смазка дейдвудного подшипника

Судовой дизель

PROPELLER GEOMETRY
ГЕОМЕТРИЯ ГРЕБНОГО ВИНТА

Dictionary of Ship Hydrodynamics
10th International Towing Tank Committee (ITTC) инициировала подготовку словаря терминов и обозначений корабельной гидромеханики, работа над которым продолжается с 1975 года по сей день.
В качестве основной(глобальной) в ITTC принята правосторонняя декартова система координат.
И всё то там
не по-русски…

Dictionary of Ship Hydrodynamics
Для описания геометрии движителей допускается применение локальных (a local reference frame) систем координат, к примеру, вращающейся (показано красненьким)

Основная цилиндрическая система координат - (вид сзади)

Декартова система координат

Описание гребных винтов

Основные понятия и определения
Край лопасти
Лопасть
Корень
лопасти
Выходящая
кромка
Входящая
кромка

Гребной винт: геометрия и терминология

1) Trailing edge\Выходящая кромка
2) Face \нагнетающая поверхность
3) Fillet area \галтель корня лопасти
4) Hub or Boss\Ступица
5) Hub or Boss Cap\Обтекатель ступицы
6) Leading edge\Входящая кромка
7) Back \засасывающая поверхность
8) Propeller shaft \Гребной вал
9) Stern tube bearing
10) Stern tube
Material
Propeller Materials\ МАТЕРИАЛ ГВ
Manganese bronze
Nickel manganese bronze
Nickel aluminum bronze
CF-4 Stainless steel

3-Д модель гребного винта

Сечение соосным цилиндром

Сечение соосными цилиндрами

Распределение профилей по радиусу винта

Диаметры ступицы

Продольные размеры ступицы

Входящая и выходящая кромки лопасти винта

Screw propeller (Поверхность винта)

Поверхности гребного винта
Нагнетающая поверхность
Засасывающая
поверхность

Основная линия - линия, перпендикулярная оси вала
(propeller reference line or directrix).

Generator line: The line formed by intersection of the pitch helices and the plane containing the shaft axis and propeller reference line.
Образующая – линия пересечения номинальной винтовой поверхности продольной плоскостью XZ

The aerofoil sections which together comprise the blade of a propeller are defined on the surfaces of cylinders whose axes are concentric with the shaft axis.
Профили – сечения лопасти соосными цилиндрами

Face: The side of a propeller blade which faces downstream during ahead motion is called face or pressure side (when viewed from aft of a ship to the bow the seen side of a propeller blade is called face or pressure side).
Нагнетающая поверхность

Back: The side of a propeller blade which faces generally direction of ahead motion is called back or suction side (when viewed from aft of a ship to the bow the unseen side of a propeller blade is called back or suction side).
Засасывающая поверхность

Leading Edge: When the propeller rotating the edge piercing water is called leading edge.
Кромка, первой входящая в воду, называется входящей

Trailing Edge: When the propeller rotating the edge trailing the leading edge is called trailing edge.
Выходящая кромка!

Propeller disk, looking forward
(Диск винта)
Propeller radius
Радиус винта

Если точка P, лежащая на поверхности цилиндра радиуса r начнет одновременно двигаться вдоль оси Х от начальной точки P0 и вращаться вокруг этой оси, то получим цилиндрическую спираль.

Шагом винтовой линии P (Pitch) называют продольное перемещение точки за один оборот (360 градусов).

Шаговый угол:
The distance moved forward by the helical line during this revolution is P and the helix angle is given by:

Skew/ САБЛЕВИДНОСТЬ
It is the angle between the mid-chord position of a section and the directrix (θs).
The propeller skew angle (θsp) is defined as the greatest angle measured at the shaft centre line which can be drawn between lines passing from the shaft centreline through the mid chord position of any two sections.

Саблевидность бывает двух типов:
i- Сбалансированная: Directrix пересекает среднюю линию дважды.
ii- Biased skew (Со скосом): Directrix пересекает среднюю линию однажды или не пересекает вообще

Саблевидные гребные винты
Лопасти разной саблевидности
DDG51
Уменьшение взаимодействия
между винтом и рулем.
Уменьшение шума, пульсаций давления и вибрации
Преимущества
Недостатки
Дорогие!
Менее эффективны
при реверсе

The displacement from the propeller plane to the generator line in the direction of the shaft axis is called rake (Наклон лопасти). The propeller rake is divided into two components: generator line rake and skew induced rake.

Загиб края лопасти

Контуры и площади

Developed Area AD
Expended Area AE
Expended Area AE
Expended Area AE
Expended Area AE

Для описания винта используют пять контуров и соответствующих площадей:
1. Disc outline (area) (A0) Диск винта (площадь)
2. Projected outline (Ap) Нормальная проекция
3. Developed outline (AD) Развернутая проекция
(используется редко)
4. Expanded outline (AE) Спрямленная поверхность
5. Swept outline (AS) Ометаемая поверхность
(диск винта за исключением проекции ступицы)

Построение развернутой проекции вручную

ВЫЧИСЛЕНИЕ ПЛОЩАДИ AE

Построение профилей

Propeller series СЕРИИ ГРЕБНЫХ ВИНТОВ

Кинематика гребного винта
Многоугольник скоростей гребного винта

Понятия ШАГА и ШАГОВОГО УГЛА винта:

Nose-tail pitch: ГЕОМЕТРИЧЕСКИЙ ШАГ The straight line connecting the extremities of the mean line or nose and tail of a propeller blade is called nose-tail pitch line The section angles of attack are defined to the nose-tail line.

Face pitch: ШАГ НАГНЕТАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ The face pitch line is basically a tangent to section’s pressure side surface and you can draw so many lines to the pressure side. Therefore its definition is not clear. It is rarely used but it can be seen in older drawings like Wageningen B series.

Effective or no-lift pitch: ШАГ НУЛЕВОЙ ПОДЪЁМНОЙ СИЛЫ ПРОФИЛЯ It is the pitch line of the section corresponding to aerodynamic no-lift line which results zero lift.

Hydrodynamic pitch ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ ШАГ : The hydrodynamic pitch angle (βi) is the pitch angle at which the incident flow encounters the blade section.
Pitch values at different radii are called radial pitch distribution.

Slip & Slip Ratio/ Скольжение и относительное скольжение