двухрежимный водозаборник водометного движителя высокоскоростного судна

Формула изобретения

Двухрежимный водозаборник водометного движителя высокоскоростного судна, содержащий водовод с входным и выходным отверстиями, отличающийся тем, что по периметру входного отверстия размещено кольцо с пористыми элементами, соединенное посредством имеющего пористые элементы трубопровода с резервуаром, который, в свою очередь, соединен другим трубопроводом со смесителем, причем резервуар и смеситель одновременно связаны соответствующими трубопроводами с насосом забортной воды, кроме того, резервуар соединен с системой подачи сжатого воздуха, а смеситель - с системой подачи полимерного материала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к судостроению, в частности к водозаборникам водометных движителей высокоскоростных судов. Позволит обеспечить разгон судна путем подачи полимерных добавок в пограничный слой потока воды на входе в водовод и по высоте смачиваемой водой внешней поверхности водозаборника.

Известны водозаборники с регулируемыми характеристиками, обеспечивающими большую площадь входного отверстия водозаборника в процессе разгона и соответственно меньшую - для полного хода [1].

Недостатки таких водозаборников: 1) наличие специальных механических приводов для управления регулируемыми элементами и подвижных деталей, снижающих надежность устройства; 2) возможность появления кавитации с наружной части водозаборника на полном ходу и с внутренней стороны - в процессе разгона.

Известен водозаборник с основным входным отверстием (патрубком) для режима полного хода и с дополнительным патрубком при разгоне судна [2].

Известен водозаборник с двумя дополнительными патрубками под днищем судна на боковых поверхностях водовода [3].

Недостатки двух последних водозаборников: 1) наличие специальных механических приводов для закрытия-открытия дополнительных патрубков, что снижает надежность устройств; 2) сравнительная сложность и громоздкость устройств.

За прототип выбран водометный движитель, содержащий водовод с входным и выходным отверстиями [1].

Техническим результатом изобретения является снижение внутреннего гидравлического сопротивления в водоводе и внешнего сопротивления водозаборника, что в сумме позволяет использовать водозаборник как на режиме разгона, так и на подводных крыльях.

Указанный технический результат достигается тем, что в двухрежимном водозаборнике водометного движителя высокоскоростного судна, содержащем водовод с входным и выходным отверстиями, по периметру входного отверстия размещено кольцо с пористыми элементами, соединенное посредством имеющего пористые элементы трубопровода с резервуаром, который, в свою очередь, соединен другим трубопроводом со смесителем, причем резервуар и смеситель одновременно связаны соответствующими трубопроводами с насосом забортной воды, кроме того, резервуар соединен с системой подачи сжатого воздуха, а смеситель - с системой подачи высокомолекулярного полимерного материала.

На фиг. 1 представлены конструктивная и гидравлическая схемы предлагаемого устройства.

Устройство содержит водовод 1 с входным 2 и выходным 3 отверстиями, кольцо 4 с пористыми элементами, расположенное по периметру входного отверстия 2, соединенное с имеющим пористые элементы трубопроводом 5 с резервуаром 9 системы 6 приготовления и подачи раствора полимера, размещенной в корпусе судна 7. Набегающий поток воды на входное отверстие движителя - 8.

Система 6 состоит из резервуара 9, соединенного трубопроводом 5 с кольцом 4 и трубопроводом 10 - со смесителем 11. Резервуар 9 и смеситель 11 связаны с насосом забортной воды 12 соответственно трубопроводами 13 и 14, снабженными вентилями-дозаторами 15 и 16. При этом резервуар 9 соединен с системой подачи сжатого воздуха 17, а смеситель 11 - с системой подачи высокомолекулярного полимерного материала 18. Трубопроводы 5 и 10 снабжены клапанами соответственно 19 и 20.

Устройство работает следующим образом. Полимерный высококонцентрированный раствор готовится в смесителе 11. Полимерный материал, например, в виде порошка поступает из системы подачи 18, а забортная вода в небольшом количестве - от насоса 12 через трубопровод 14 с регулируемым вентилем-дозатором 16. В дальнейшем высококонцентрированный раствор после открытия клапана 19 по трубопроводу 10 поступает в резервуар 9, где он разбавляется водой (до расчетной концентрации) через трубопровод 13 с вентилем-дозатором 15 от насоса 12. При этом в резервуаре 9 происходят процессы набухания полимера в воде, т.е. полной готовности раствора для подачи в пористые элементы кольца 4 и трубопровода 5 (после открытия клапана 20). При этом скорость (расход) подачи раствора из резервуара 9 задается величиной давления сжатого воздуха, который подается из системы 17. Из пористых элементов кольца 4 и трубопровода 5 раствор равномерно инжектируется на внутреннюю поверхность водовода и наружную поверхность водозаборника, происходит перемешивание водного раствора полимера с набегающим потоком воды 8. Расходуемый из резервуара 9 раствор полимера замещается путем его дозаправки из смесителя 11 по трубопроводу 10.

Использование полимерных добавок позволит снизить гидравлическое сопротивление в водозаборнике примерно в 3 раза, что увеличит расход воды в водометном движителе не менее чем в 1,5 раза. Кроме этого, на 30-50% снизится внешнее сопротивление всей смачиваемой водой части водозаборника.

Все это вместе должно обеспечить требуемый режим разгона судна. Поскольку этот режим кратковременный, расход полимеров будет незначителен.

С другой стороны, использование полимеров при ходе судна на подводных крыльях может (при необходимости) обеспечить существенное повышение скорости полного хода судна в течение некоторого времени, в зависимости от запаса полимеров на борту.

Использованная информация

1. С. В.Куликов, М.Ф.Храмкин. Водометные движители. - Л.: Судостроение, 1980, с.41, рис.1.35. - прототип.

2. М.А.Мавлюдов, А.А.Русецкий, Ю.М.Садовников, Э.А.Фишер. Движители быстроходных судов. 2-е изд. - Л.: Судостроение, 1982, с.183, рис.5.27.

3. Авт. св. СССР N 548486, В 63 Н 11/04, 1977.