Туман, рождающий скорость

Катер, находившийся у причала, ничем особым не завлекал внимания. Разве что вместо подвесного мотора на нем была двигательная установка с воздушным винтом относительно маленького диаметра — у глиссеров он в большинстве случаев значительно больше. Двигатель, до этого трудившийся на малом газу, прибавил обороты, взвыл, н внезапно плоскость винта выкинула из себя плотное туманное облако.

Глиссер, быстро набирая скорость, вышел на редан и через несколько мин. скрылся из глаз, покинув сзади медлительно опадающий след.

Такими представляются опробования нового комбинированного аэрогидродвижителя, созданного группой энтузиастов из лаборатории технического творчества ПТУ № 33 под управлением Александра Михайловича Иванова.

Главное его отличие от существующих таково: он объединяет в себе преимущества известных движителей — водометного и воздушного винта, не смотря на то, что сходство с водометом разумеется лишь на первый взгляд.

Перед тем как говорить о конструкции нового движителя, давайте разберем преимущества и недочёты уже упоминавшихся.

Первый по собственной сути имеется не что иное, как трудящийся в кольцевом канале винт со всеми его недостатками и достоинствами.

О преимуществах сказать не приходится — они общеизвестны, а вот недочёты… Ограниченная скорость вращения из-за кавитационных явлений, падение коэффициента нужного действия по мере нарастания скорости потока воды, большая сложность конструкции.

Не без недочётов и второй — большой диаметр, соответственно, и повышенная опасность для окружающих, не обращая внимания на разного рода ограждения; неравномерность чёрта: зависимости упора на винте от скорости.

Дело в том, что винт в большинстве случаев рассчитывается под оптимальную крейсерскую скорость судна, следовательно, на месте (при нулевой скорости) он не разовьет большой тяги. Настраивать же его на разные режимы возможно лишь при наличии устройства для трансформации угла установки лопастей. К тому же конструкция ВИШ (винта изменяемого шага) сложна.

Рис. 1. Принцип работы аэрогидродвижителя.

Как нам думается, эти несоответствия прекратят существовать, в случае если применить движитель, созданный в отечественной лаборатории.

Он представляет собой простой воздушный винт, в плоскость вращения которого впрыскивается вода. Разумеется, это в корне поменяет физику работы винта. В принципе тут вероятны три варианта. Первый — в то время, когда подаваемая к винту жидкость частично или полностью попадает на лопасти винта.

Лопасть, видясь с каплями воды, отбрасывает их в сторону, противоположную направлению перемещения судна. Потому, что плотность воды приблизительно в 800 раза больше плотности воздуха, то, значит, и размеры для того чтобы винта пара уменьшатся если сравнивать с чисто воздушным. Но первый случай, по большому счету говоря, маловероятен, потому, что на практике далеко не вся жидкость попадает на лопасти.

Второй режим — в то время, когда вода впрыскивается сходу за плоскостью винта, другими словами на лопасти не попадает ни капли жидкости. Эффект наблюдался и в атом случае, не смотря на то, что физическая картина работы винта пара другая. Воздушное пространство, обтекая маленькие частички жидкости, в итоге увлекает их за собой, изменяя их скорость от фактически нулевой до скорости воздушного потока.

Частицы жидкости выступают в этом случае как комплекс миниатюрных экранов. Вспомните хотя бы работу вертолета вблизи земной поверхности: ни для кого не секрет, что тяга, развиваемая ротором, в этих условиях значительно выше, чем тяга на высоте, превышающей линейные размеры ротора.

Наконец, третий режим — комбинация первого и второго. Он увлекателен тем, что при конструктивной привязке движителя был главным.

Что же такое аэрогидродвижитель, каким мы его себе воображаем?

В совершенном случае — это воздушный винт с четырьмя лопастями. Любая имеет внутренний канал, заканчивающийся сопловыми отверстиями в задней кромке лопасти. В полости подается забортная вода.

При вращении винта образующаяся центробежная сила начинает гнать воду к финишам лопастей, другими словами винт трудится как простой центробежный насос. Выбрасываемая через сопла вода частично попадает на лопасти и отбрасывается назад, а по большей части образует конкретно за винтом некое подобие тумана, любая его частичка, как мы уже говорили, играет роль элементарного экрана.

Рис. 2. Принципиальная схема судна с аэрогидродвижителем.

И как следствие — из-за повышения массы отбрасываемых возникновения и частиц экранного результата — некое увеличение коэффициента нужного действия винта и, что принципиально важно, возможность существенно уменьшить длину лопастей при сохранении тяговых черт.

Примечательно, что появляется возможность регулировки тягового упрочнения на винте посредством подачи в плоскость его вращения большего либо меньшего количества воды.

В какой-то степени это эквивалентно трансформации угла установки лопастей в ВИШ.

Может сложиться чувство, что мы излагаем тут всего лишь теорию, не подкрепленную опытом. Это далеко не так; нами выстроены пара модификаций, причем одна из них — на базе двигателя ПД-10 — была опробована на мотолодке типа «Казанка» и продемонстрировала хорошие результаты.

Еще один перспективный вариант — электродвигатель с винтом, расположенным на подвижном основании (для замера тяги динамометром), совмещенный с кольцевой трубой с отверстиями-соплами, направленными во внутреннюю часть кольца. Эта отечественная разработка предназначена для замера тяги движителя при впрыскивании жидкости в разные области воздушной струи, а также в плоскость, расположенную перед винтом.

Непростым для ответа вопросом при проектировании нового движителя есть неприятность большого уменьшения гидравлических утрат на трение в трубопроводе, подводящем воду к винту. Как нам думается, кроме общепринятых способов — рвения избегать резких утолщений либо сужении труб, крутых поворотов, тут возможно применен еще один метод борьбы с жидкостным трением. Уменьшения коэффициента поверхностного натяжения воды возможно добиться посредством полимерных присадок.

Они вводятся конкретно при входе воды в заборные патрубки. Количество вводимых присадок относительно массы воды мало, а эффективность их очень велика.

Область применения для того чтобы аэрогидродвижителя представляется нам достаточно широкой: суда на подводных крыльях и воздушной подушке, глиссеры… Словом, в том месте, где имеется воздушный винт.

Кстати, говоря о судах на воздушной подушке, мы имеем в виду применение отечественного движителя не только на маршевом двигателе, но и на вентиляторе, конкретно создающем воздушную подушку.

А.ИВАНОВ

Игромир

Туман, рождающий скорость

Рандомные статьи:

NEW FOG MODE! | Player Unknown’s Battlegrounds #13 w/Bob

Похожие статьи, которые вам понравятся: