О способах повышения эффективности водоходных движителей
https://doi.org/10.21822/2073-6185-2021-48-3-39-51
Аннотация
Цель. Целью аналитического обзора является определение перспективных направлений исследований повышения эффективности водоходных движителей.
Метод. В работе представлены обзор и анализ современных гребных винтов.
Результат. Проведен анализ конструктивно-компоновочных и схемных решений гребных винтов, выявлены способы повышения эффективности гребных винтов, сформированы основные направления дальнейших исследований. Рассмотрены перспективы развития гребных винтов, описаны конструктивно-компоновочные и схемные решения, обеспечивающие повышение эффективности рабочего процесса, что позволяет сформировать основные направления дальнейших научных исследований. Создаваемые перспективные схемные решения тесно связаны с использованием современных численных методов на всех этапах проектирования; новые подходы созданию гребных винтов позволят обеспечить повышение КПД на 8 - 10%.
Вывод. Повышение эффективности гребных винтов за счет моделирования рабочих процессов с использованием численных методов гидродинамики и разработки перспективных схемных решений позволит не только увеличить КПД, но и улучшить кавитационные и акустические характеристики винтов. Применение CFD- расчетов позволяет сократить сроки, затраты и объемы доводочных работ изделия.
Об авторах
А. В. Месропян
Уфимский государственный авиационный технический университет
Россия
Россия
Месропян Арсен Владимирович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой теоретической механики
450008, г. Уфа, ул.К.Маркса, 12
Ю. А. Шабельник
Уфимский государственный авиационный технический университет
Россия
Россия
Юлия Андреевна Шабельник, старший преподаватель, кафедра теоретической механики
450008, г. Уфа, ул.К.Маркса, 12
Список литературы
1. Жинкин В.Б. Теория и устройство корабля: Учебник. – 3-е издание. – СПб.: Судостроение, 2002. – 336с.
2. Куликов С.В., Храмкин М.Ф. Водометные движители (теория и расчет). – 3-е изд., перераб. и доп. – Л.: Судостроение, 1980. – 312с.
3. Carlton J.S. Marine Propellers and Propulsion. – 4 ed., 2010. – 585 p.
4. Корытов Н.В. Суперкавитирующие гребные винты // Журнал «Катера и яхты», 1975, №01(053). c. 46 – 50.
5. Басин А.М., Миниович И.Я. Теория и расчет гребных винтов. – Л.: ГСИ СудПром, 1963. – 760с.
6. Ferrando M. Perfomance of a family of surface piercing propellers / Ferrando M., Scamardella A., Bose N., Liu P. International Journal of Maritime Engineering. 2002. Transactions of the Royal Institution of Naval Architects Part A. pp. 63 – 70.
7. Ghassemi H. Hydrodynamic characteristics of the surface-piercing propeller for the planning craft/ Ghassemi H., Shademani R. Proceedings of the ASME 28th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering. OMAE2009-79963. 2009. pp. 2 – 8.
8. Жинкин В.Б. Частично погруженные гребные винты / Журнал «Катера и Яхты» 2007- №3(207) - c. 106 – 109.
9. Kort L. Патент на изобретение №2030375 (US) – Combined Device of a Ship’s Propeller Enclosed by a Nozzle, 1936.
10. Басин А.М., Степанюк Е.И. Руководство по расчету и проектированию гребных винтов судов внутреннего плавания. Л.: Изд-во «Транспорт», 1977. – 269 с.
11. Справочник по теории корабля: В трех томах. Том 1. Гидромеханика. Сопротивление движению судов. Судовые движители/ Под ред. Я.И. Войткунского. Л.: Судостроение, 1985. 768с.
12. Stan L.C. New Innovative Backflow Marine Propeller Optimization Study by CFD/ L.C. Stan, I. Calimanescu and V. Popa // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Volume 400, Issue 8, 2018. pp. 2 – 10.
13. Рогов В.А. Патент на изобретение №216.012.4039 – Гребной винт, 20.05.2013.
14. Славгородская А.В. Фантазии на тему гребных винтов с волнистыми лопастями / Славгородская А.В., Славгородский В.М., Немкин Д.В. // САПР и графика. 2015 № 1(219): c. 69 – 72.
15. Florian Schärfer. Bionic propeller: nature inspiring innovation. [электронный ресурс] URL: https://bigrep.com/posts/bionic-propeller-nature-inspiring-innovation/
16. Propeller Designs [электронный ресурс] // Режим доступа – https://teignbridge.co.uk/products-2/marine-propellers/propeller-designs/
17. Teignbridge propellers teams up with plymouth university / Katina Read [электронный ресурс] // Режим доступа – https://www.maritimejournal.com/news101/power-and-propulsion/teignbridge-propellers-teams-up-with-plymouth-university/
18. Poseidon propulsion BV [электронный ресурс] // Режим доступа – https://www.poseidon-bv.nl/custom-made- propellers/ custom-made-propellers/
19. Kawamura T. Model and full scae CFD analysis of propeller boss cap fins (PBCF) / Kawamura T., Ouchi K., Takeuchi S. // Third International Symposium on Marine Propulsor, Launceston, Australia, May 2013, pp. 486 – 493.
20. Lim Sang-Seop. Parametric Study of propeller boss cap fins for container ships / Lim Sang-Seop, Kim T.W., Lee D.M., Kang C.G., Kim S.Y. // Int.J.Nav.Archit. Ocean Engineering (2014) 6: pp. 187 – 205.
21. Saettone S. Pre-Swirl Stator and Propeller Design for Varying Operating Conditions. Saettone, S., Regener, P. B.,&Andersen P.//In U.Dam Nielsen, & J. Juncher Jensen (Eds.), Proceedings of the 13th International Symposium on PRActical Design of Ships and Other Floating Structures (PRADS' 2016) Technical University of Denmark. 2016; 27 – 36.
22. Li H. The Transient Prediction of a Pre-Swirl Stator Pump-Jet Propulsor and a Comparative Study of Hybrid RANS/LES Simulation on the Wake Vortices / Li H., Huang Q., Pan G., Dong X., // Ocean Engineering Volume 203, 107224, 2020.
23. Gennaro G. Improving the Propulsion Efficiency by means of Contracted and Loaded Tip Propellers / Gennaro G., Gonzalez-Adalid J. 30th Symposium on Naval Hydrodinamics Hobart, Australia, 2-7 November 2014; 1 – 17.
24. Kang J.G. Study on Propulsion Perfomance by Varying Rake Distribution at the Propeller Tip / Kang J.G., Kim M.C., Kim H.U., Shin I.R. Journal of Marine Science and Engineering 2019; 7 (386):12.
25. Gregory Charles Sharrow, Cherry Hill. Патент на изобретение №009926058B2 (US) – Propeller, 27.05.2018.
26. Sharrow Engineering Propeller [электронный ресурс] // Режим доступа – https://boattest.com/Sharrow- Engineering-Propeller/
27. Богатырев М.Д. Совершенствование конструкции гребного винта на судах лесосплавного флота. Дис. … кандидата технических наук, Марийский гос. тех. ун-т, Йошкар-Ола, 2006 – 156 с.
Рецензия
Для цитирования:
Месропян А.В., Шабельник Ю.А. О способах повышения эффективности водоходных движителей. Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2021;48(3):39-51. https://doi.org/10.21822/2073-6185-2021-48-3-39-51
For citation:
Mesropyan A.V., Shabelnik Yu.A. On ways to improve the efficiency of water propellers. Herald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences. 2021;48(3):39-51. (In Russ.) https://doi.org/10.21822/2073-6185-2021-48-3-39-51
Просмотров: 277
Послать статью по эл. почте 
