ТРУДЫ КРЫЛОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО НАУЧНОГО ЦЕНТРА

Объект и цель научной работы. Статья представляет собой первую из двух частей работы, посвященной исследованиям различных сторон применения и проектирования энергосберегающих устройств (ЭУ). Объектами исследования в первой части являются условия работы лопастей в неоднородном поле скоростей и характерные поля скоростей транспортных судов. Во второй части будут рассмотрены особенности проектирования наиболее популярных типов ЭУ.

Материалы и методы. Анализируются результаты опубликованных расчетных и экспериментальных исследований, посвященных обтеканию лопастей и полям скоростей в диске гребного винта (ГВ) транспортных судов. В ряде случаев вышедшие ранее материалы подвергались дополнительному анализу исходя из опыта работы Крыловского государственного научного центра (далее – Крыловский центр). Для оценок углов атаки сечений лопастей и их нагрузок при различных вариантах поля скоростей использованы экспериментальный и расчетный (панельный) метод.

Основные результаты. Рассмотрены характеристики обтекания профилей цилиндрических сечений лопастей при их обтекании с широким диапазоном углов атаки. Представлены различные варианты полей скоростей потока, натекающего на ГВ транспортных судов, включая поля скоростей судов, обтекаемых с отрывом в кормовой оконечности. Экспериментально и расчетом по вихревой теории определены диапазоны изменения углов атаки сечений лопастей и нагрузки на лопасти, что позволяет оценить необходимые меры по выравниванию натекающего на ГВ потока.

Заключение. Проведенный в первой части анализ условий работы лопастей в неоднородном поле скоростей проводился с акцентом на пропульсивные качества ГВ. Использованы как приближенные экспериментальные, так и современные расчетные методы для оценки углов атаки сечений лопастей. Показано, что диапазон изменения углов атаки для некоторых типов полей скоростей превышает ширину пологого максимума зависимости качества профилей от углов атаки, что обуславливает снижение КПД гребного винта.