Призначення сфер і плавників на гвинті підводного човна

На нещодавно запущеній російській дизель-електричній підводній лодці задній гвинт має дві особливості. Ви можете бачити сфери в основі кожної лопатки гвинта:

Крім того, на задньому краї валу є чотири сусідніх плавника, що відповідають осі обертання:

Найголовніше, яке призначення та функції сфер, і що знаходиться під завісою на першому зображенні? Я вважаю, що це може відрізнятися від другого зображення.

Він виготовлений з іншого матеріалу, тому можливо жертовного елемента.

Це для зменшення шуму? Це для згладжування потоку чи запобігання кавітації?

Зауважте, що на першому зображенні сфери знаходяться на передньому краї, а на другому зображенні сфери - на передньому краї.

Є пов’язане відео на YouTube .

На відео, з яким ви пов’язані, сфери видно як на передньому, так і на задньому краї гвинта:

Я вважаю, що вони навмисні - існує кілька способів прикріпити гвинт, не турбуючи цю поверхню або використовуючи кришки.

Кавітація викликана падінням тиску. Це видно на задніх краях гвинта, а гірше на зовнішньому краю гвинта, який рухається швидше через воду, ніж по внутрішній області. Сумніваюсь, ці сфери взагалі впливають на кавітацію.

Це або сенсорна система, або зниження шуму. Якщо датчики, цілком можливо, що вони можуть використовуватися як задній доплерівський масив, навіть на рухомому гвинтовому гвинті, хоча це здається малоймовірним.

Однак, швидше за все, це не просто пасивна система зменшення шуму, а активна система зменшення шуму . Це можуть бути перетворювачі, які видають звук, призначений для вимкнення специфічного, інакше неминучого шуму, який підводний човен видає під час нормальної роботи. Активні системи придушення шуму вже десятиліттями використовуються в безшумних підводних човнах, але, звичайно, залишаються в секреті.

Інша можливість полягає в тому, що це ковпачки, які прикривають чимось іншим, і їх знімають (вручну або просто опадають, використовуючи гвинт у воді) перед активним справою. Вони можуть ховати частини конструкції гвинта, не призначені для загального користування. Враховуючи, що на деяких фотографіях вони виготовлені з різного матеріалу або по-різному покриті, це може бути так.

Нарешті, вони можуть бути там просто, щоб скинути конкурентів і є червоними оселедцями.

На жаль, секретна природа технології підводних підводних човнів означає, що ми не зможемо остаточно довести жодну з цих гіпотез.

Коли швидкість потоку рідини збільшується (через меншу площу кореня лопаті), тиск зменшується і може бути досить низьким для створення кавітації. Сфери створюють турбулентність, змінюючи характеристики потоку, підтримуючи тиск. Тиск у кінчику маточини падає, коли потік заповнюється після ступиці і викликає кавітацію. Лопатки плоских ступиць порушують потік і підтримують тиск. Кілька конструкцій використовуються як у комерційних, так і у військових областях. Шукайте в Google зображення кавітаційних пропелерних зображень для гарних діаграм.

Конструктори підводних човнів найменш стурбовані вихровою кавітацією маточини, оскільки вони в першу чергу турбуються про виникнення кавітації або про початок кавітації, яка вперше виникає у верхівкових вихрових областях, де швидкість найбільша. Після кавітації ви більше не працюєте в режимі прихованості. Однак вихор концентратора витрачає значну кількість енергії.

Тому плавники, як мені здається, є своєрідним статором концентратора, який використовується для дифузії вихору маточини і тим самим підвищує ефективність пропульсору. Погляньте на цю статтю в морському рушії . Я б здогадався, що накрита картина могла б бути якоюсь системою ребра пробкового бокса, яка була б навіть більш ефективною для підвищення пропульсивної ефективності.

Сфери, на які ви посилаєтесь, є для мене трохи загадкою. Вони створюють вихори підкови і спрямовують імпульс донизу в область вихору маточини, що трохи збільшить тиск у вихорі в ступінь ступиці і допоможе полегшити поділ потоку, коли ступінь різко закінчиться. Однак мені не здається, що це була їх кінцева мета, оскільки генерація вторинних потоків зазвичай не бажана, якщо немає іншої вигідної мети.

З огляду на те, що за останні 10-15 років було проведено досить мало досліджень зменшення тягу за допомогою впорскування полімерів або мікроміхурів, я б очікував, що в сучасній підводній човні буде використана така система. Дивіться, наприклад, цей документ Нурі та Саррештехдарі, зокрема про введення міхурних міхурів, щоб зменшити затягування у вихор концентратора. Вони оптимально розміщуються для подачі у вихор маточини.

Реквізити знаходяться на різних саб. Перехідний шматок покриває зазор між корпусом і гвинтом. На першому малюнку він майже циліндричний, у другому рішуче конічний. Росіяни підготують другу конструкцію хаб-малюнків до декількох конструкцій старшого класу, навіть тандем-реквізит тандем 4 класу Віктора. Також спостерігається в деяких китайських підводних приміщеннях.
Більш довгий конус концентратора створює більш поступовий потік, тому сам по собі зменшує напад кавітації. Лопаті виглядають привареними до ступиці. Відносно дешевий виправлення порівняно з деякими конструкціями.

Ця діаграма ілюструє місця кавітації. http://www.boatdesign.net/forums/attachments/props/37159d1257771030-prop-doing-bad-cav_varie.jpg Критий супровід може виглядати так: https://d2t1xqejof9utc.cloudfront.net/screenshots/pics/0a97825d2248866edcf27 /medium.JPG Плавники є невід'ємною частиною ступиці / прядильника і обертаються за допомогою опори. Крок менше, ніж корінь леза.