Propulsorlar yangi turdagi kemalar va kemalar paydo bo'lishi bilan bir vaqtda yaxshilandi.

eshkak eshish

Birinchi kichik qayiqlarning paydo bo'lishi bilan inson o'z kemasini turtki beradigan vositaga muhtojligini tushundi. Dastlab, bu eshkaklar bo'lib, ularni suvga botirib, ularni harakatga keltirish orqali kerakli effektni berdi - qayiq harakat qildi. Tezlikka bo'lgan ehtiyoj qadimgi kema quruvchilarni eshkak eshuvchilar va eshkakchilar sonini ko'paytirishga majbur qildi. Buning yorqin misoli uzunligi 12 metrgacha bo'lgan, 96 ta eshkakning har birida qullar yoki qirg'oqchilar orasidan oltitagacha eshkakchi bo'lgan oshxonadir.

kochet

Eshkaklar rolikli, juft va qoʻsh qanotli turlari boʻladi. Ular qayiqlarda, qayiqlarda va boshqa suv kemalarida harakatlanish uchun oxirgi chora sifatida ishlatiladi. Eshkak eshish paytida eshkakning o'rta qismi teshikka - choynakga kiritiladi, u erda mahkamlanadi va to'xtash joyi hosil qiladi.

FAOL MOTORLAR

suzib

Biz bilamizki, ming yillar davomida dengizchilar boshqa harakatlantiruvchi vosita - yelkanni bilishgan. Bu, shuningdek, shamol energiyasidan foydalanadigan qadimiy va mashhur harakatlantiruvchi vositadir. Asosan, yelkanlarning ikki turi mavjud: tekis - trapezoidal shaklda, ustunga nisbatan simmetrik joylashgan va qiyshiq - uchburchak yoki trapezoidal shaklda, ular ustunning bir tomoniga biriktirilgan.

To'g'ri qurilma - bu to'g'ri asosiy yelkanli (bark, barquentin) bo'lgan qurilma.

Qiyma dastgohli kemalar asosiylari qiya yelkanli (shxuner, iola, ketch va boshqalar) bo'lganlardir.

Yaxtalar ko'pincha "Bermud" yelkanlari deb ataladigan uchburchak yelkanlar bilan jihozlangan.

Bermud yelkanlari bilan yaxta

Yuqoridagi barcha turdagi yelkanlar qo'llaniladigan aralash yelkanli uskunalar ham mavjud.

aralashtirilgan kema

Bizning davrimizda keng tarqalgan yelkanning yana bir turini uçurtma deb hisoblash mumkin. Aslida, bu ham yelkan, lekin bir oz boshqacha shaklga ega. Yuk tashish kompaniyasida Beluga loyihalari“Ushbu turdagi qo'zg'alish allaqachon ularni tijorat kemalari uchun yoqilg'i xarajatlarini tejaydi.

Beluga Projects kompaniyasining yuk kemasi

Shamol izlash uchun okeanning rivojlangan bo'ronli hududlariga doimiy tashrif buyurishga majbur bo'lganlar, ular ko'pincha kuchli bo'ronlar va bo'ronlarga duch kelishdi. Vaqt o'tishi bilan texnik kamchiliklar muhim rol o'ynadi va savdo kemalari hajmining yanada oshishi yelkanli kemalar tomonidan qo'llab-quvvatlanmaydi - ular maksimal darajaga yetdi. Ularning o'rniga o'sha davr ehtiyojlariga javob beradigan boshqa texnik jihatdan rivojlangan kemalar paydo bo'ldi va muzey kemalariga aylandi.

REAKET QURILISHLARI

qaymoqli g'ildirak

eshkakli paroxod, Vankuver, Kanada

Birinchi paroxodlarda kema quruvchilar asosiy harakatlantiruvchi vosita sifatida eshkak eshish g'ildiragidan foydalana boshladilar. Ammo bu, ehtimol, barcha ko'chiruvchilarning eng omadsizidir. Eshkak g'ildiragining ko'plab kamchiliklari, jumladan, tez-tez buzilishlar va dumaloq paytida suvning "sakrab chiqishi" tufayli past samaradorlik tufayli, eshkak eshish g'ildiraklari o'z vazifalarini vijdonan bajarmadi va boshqa turdagi qo'zg'atuvchilar orasida oxirgi o'rinni egalladi.

pervanelning ko'rinishi

Mukammal yaratish g'oyasi va universal harakat, har doimgidek, yangi emas edi, siz faqat to'g'ri joyda bo'lishingiz kerak edi va to'g'ri vaqt. Bunday odam Isambard Brunel bo'lib chiqdi, menimcha, kema quruvchilar bugungi kungacha qarzdor. Skeptiklarning ko'plab fikrlariga qaramay, u qadimgi yunon olimi Arximedning ixtirosi ishini batafsil o'rganib, parvona yaratdi, uning ishlashini paroxodda ko'rsatdi " SS Buyuk Britaniya».

O'shandan beri bu harakatlantiruvchi eng keng tarqalishni oldi. dan yasalgan turli materiallar Pichoqlarning soni va burchagini o'zgartirish orqali pervanel yaxshilandi va boshqa pervanellar orasida etakchi o'rinni egalladi.

Shunday qilib, harakatlantiruvchi qurilma - bu dvigateldan (energiya manbai) quvvatni kema yoki kemaning oldinga siljish ishiga aylantiradigan qurilma.

KEMALAR VA KEMALAR UCHUN PULTORLARNING TASNIFI

Farqlash faol harakatlantiruvchilar: energiya manbai - shamol tomonidan yaratilgan kuchning bevosita ta'siri tufayli kemaning harakatini ta'minlaydigan yelkanlar va reaktiv, suv massalarini kemaning harakatiga qarama-qarshi tomonga tashlab, harakatlantiruvchi kuch yaratish.

Ikkinchisi quyidagilarga bo'linadi lobli (g'ildirakli, vintli, qanotli, qanotli) Va suv oqimi (suv oqimi va gidrojet).

BLADE MOTORLARI

Oddiy pervanel vint ustida joylashgan pichoqlar bilan uyadan iborat. Uning ishlashi pichoqlarning yon tomonlaridagi bosim farqi natijasida hosil bo'lgan gidrodinamik kuchga asoslangan. Pichoqlarning har qanday konsentrik qismi samolyotning asosiy qanotining elementini ifodalaydi. Shuning uchun, pervanel aylanganda, qanotdagi kabi har bir elementda bir xil kuchlar paydo bo'ladi.

pervanelning ishlash printsipi

Pichoqning konveks tomoni (so'rish tomoni) atrofida oqayotgan oqim biroz siqiladi va buning natijasida uning harakati tezlashadi. Pichoqning konkav tomoni (bo'shatish tomoni) atrofida oqayotgan oqim, uning yo'lida to'siqga duch kelib, tezlikni biroz pasaytiradi. Bernoulli qonuniga muvofiq, pichoqning so'rish tomonida oqim bosimi pasayadi va kamdan-kam uchraydigan zona paydo bo'ladi. Shu bilan birga, pichoqning tushirish tomonida, aksincha, bosimning oshishi zonasi paydo bo'ladi. Pichoqning yon tomonlaridagi bosim farqi natijasida gidrodinamik kuch hosil bo'ladi. Uzoq muddatli izlanishlar natijasida gidrodinamik kuchning asosiy qismi, ya'ni 70 foizga yaqini pervanel kanatlarining so'rish tomonidagi vakuum va atigi 30 foizi razryadga bosim ta'sirida hosil bo'lishi aniqlandi. pichoqlarning yon tomoni. Gidrodinamik kuchning pervanel o'qiga proyeksiyasi pervanelning surish kuchidir. Bu kuch pichoqlar tomonidan idrok etiladi, ular uni kema yoki kemaga markaz va pervanel mili orqali uzatadi.

Pichoqlar spiral yuzasiga ega bo'lganligi sababli, pervanel aylanganda, suv nafaqat orqaga tashlanadi, balki pichoqlarning aylanish yo'nalishi bo'yicha ham buriladi. Ayni paytda, pervanelning vazifasi faqat suvni aylantirmasdan, reaktiv impulsni - tortish kuchini yaratishdan iborat. Dvigateldan unga beriladigan quvvatning muhim qismi oqimni burish va suvda pervanelning aylanish qarshiligini engish uchun sarflanadi. Shuning uchun, pervanelning harakatlanish kuchini yaratish uchun sarflangan quvvatning (aniq quvvat) pervanelni aylantirish uchun sarflangan umumiy quvvatga nisbatiga teng bo'lgan pervanelning samaradorligi har doim birdan kam bo'ladi.

Samaradorlik pervanellar 0,5 - 0,7 oralig'ida o'zgarib turadi. Yuqori chegara juda yuqori va past tezlikda, katta diametrli pervanellarda erishish mumkin deb hisoblanadi. Kichik diametrli yuqori tezlikli pervanellar uchun samaradorlik kamdan-kam hollarda 0,5 dan oshadi.

Pervanel vinti har doim vosita bilan muvofiqlashtirilgan, aks holda kuchning ma'nosiz yo'qolishi bo'ladi. Bundan tashqari, milning aylanish yo'nalishini o'zgartirishga qodir bo'lmagan qaytarilmaydigan motorlar mavjud. Bunday hollarda mavjud boshqariladigan pitch pervanel. Uning markazida pichoqlarni ma'lum bir burchakka aylantiradigan va ularni shu holatda ushlab turadigan mexanizm mavjud. Pichoqlarning aylanishi sizga tortish kuchini pervanel milining doimiy aylanish tezligida va aksincha o'zgartirishga, milning turli aylanish chastotalarida doimiy tortish kuchini saqlashga, shuningdek, odatda surish yo'nalishini o'zgartirishga imkon beradi (teskari ) pervanel milining doimiy aylanish yo'nalishi bilan.

Yuqori quvvatni uzatish uchun ko'pincha ikki va uch shaftli qurilmalar qo'llaniladi va ba'zi yirik kemalar, masalan, samolyot tashuvchilar, to'rtta nosimmetrik tarzda joylashtirilgan pervanellar bilan jihozlangan. Ba'zida yo'naltiruvchi nozullar qo'llaniladi, ular pervanelning past tezligida olti foizgacha kuchayishni ta'minlaydi.

a) - qo'zg'almas pichoqli pervan; b) - sozlanishi qadam vint; v) - ko'krakdagi pervanel; d) - koaksiyal teskari aylanuvchi parvonalar;

azipod

rul ustuni

Ba'zi kemalarning manevr qobiliyatini oshirish uchun universal propulsorlar, "faol rullar" deb ataladi. azipod" Rulda ustuni turi " azipod"o'z elektr motoriga ega kichik pervanelni o'z ichiga oladi. O'z o'qi atrofida aylanib, vint to'xtash joyini hosil qiladi va shu bilan rulda harakat qiluvchi momentni oshiradi.

"Azipod" tipidagi harakatlantiruvchi qurilma

Afsuski, dizaynning yuqori narxi dastur doirasini cheklaydi harakatlanuvchilar kabi " azipod”, lekin ular sarflangan pulga arziydi. Ular muzqaymoqlarda, zamonaviy kruiz kemalarida, neft burg'ulash platformalarida va boshqa turdagi kemalarda qo'llaniladi.

fin harakatlanish

fin harakatlanish

Kema yoki kemaning barqarorligini saqlab qolish uchun kema quruvchilar o'zlarining "yaratmalarini" kema korpusining har ikki tomonidan chiqadigan kichik kiel shaklidagi stabilizatorlar bilan jihozlashadi. O'zlarining qiyofasi va o'xshashligi bo'yicha ular ulkan kitlarning qanotlariga o'xshaydi, ular uchun ular tegishli tasnifni oldilar. Ularning har biri soddalashtirilgan shaklga ega, buning natijasida u kema tezligini pasaytirmasdan to'lqinlarni kesib o'tadi.Ishlash printsipi juda oddiy - burchak ostida o'rnatilgan fin propulsorlari samolyot qanotlari bilan bir xil effekt beradi - yoki suvga botiring. kema korpusini chuqurroq yoki balandroq ko'taring. To'lqinlar kemani u yoki bu tomonga burishga harakat qilganda, keel stabilizatorlari korpusni rulonning teskari yo'nalishi bo'yicha egib turadi. Bu hatto katta to'lqinlarda ham tomir barqarorligini beradi.

qanotli harakatlantiruvchilar

qanotli qo'zg'alishning ishlash printsipi

Qanotli pervanellar, birinchi navbatda, itaruvchilarda qo'llanilishini topdi. Ular qo'zg'alish va rul funktsiyalarini birlashtiradi va kemaning pastki qismi bilan bir xil darajada o'rnatilgan va vertikal o'q atrofida aylanadigan rotorni ifodalaydi, uning aylanasi bo'ylab uning yuzasiga perpendikulyar 3 dan 8 gacha pichoq shaklida qilingan. qanotlari teng burchak masofalarida joylashgan. Rotor bilan birga aylanadigan pichoqlar vaqti-vaqti bilan o'z o'qi atrofida aylanadi. Pichoqlar shunday aylantiriladiki, har bir pozitsiyada uning ustida kuch hosil bo'ladi, bu tomirning harakat yo'nalishi bo'yicha eng katta proektsiyaga ega. Bu pichoqlarning akkordlariga shartli perpendikulyar nazorat markazi bo'lgan bir nuqtada kesishganda erishiladi. Boshqarish markazini kemaning harakat yo'nalishiga perpendikulyar o'q bo'ylab harakatlanishi to'xtashning kattaligi va belgisini o'zgartiradi. Shunday qilib, qanotli harakatlanuvchilar sozlanishi qadam parvona bilan bir xil xususiyatlarga ega. Boshqaruv markazini suv chizig'i tekisligiga parallel ravishda o'zboshimchalik bilan siljitish orqali siz to'xtash vektorining yo'nalishini 0 dan 360 darajagacha o'zgartirishingiz mumkin. Pichoqlarni aylantirish va boshqaruv markazini harakatlantirish uchun qo'zg'alish korpusida joylashgan va gidravlik tizim tomonidan boshqariladigan mexanik haydovchi ishlatiladi.

qanotli harakat

Samaradorlik nuqtai nazaridan, shuningdek, murakkablik va vazn va o'lcham xususiyatlari qanotli harakatlantiruvchi pervanellardan pastroq va shuning uchun samarali harakatlantiruvchi sifatida ishlatiladi.

Ular manevr qobiliyati yuqori talablarga javob beradigan kemalarda (tugmalar, baliq ovlash kemalari, mina qo'riqlash kemalari va boshqalar) qo'llaniladi.

SUV OQIMI MOTORLARI

suv oqimining harakatlanishi

suv oqimining harakatlanishi

Suv oqimi harakatlantiruvchi(suv oqimi) - suv oqimi kanaliga joylashtirilgan suv nasosining pervanesi, u orqali suv pervanelning o'qi bo'ylab yuqori tezlikda chiqariladi. Bunday propulsorlarning asosiy afzalliklari quyidagilardan iborat: mexanik shikastlanishdan yaxshi himoya va kavitatsiyadan qochish qobiliyati, suv zonasi yuzasida suzuvchi ob'ektlardan himoya qilish, suv osti kemalari uchun juda muhim bo'lgan vintli propulsorlarga nisbatan kamroq gidrodinamik shovqin. kema korpusining ichida yoki tashqarisida joylashgan. Suv oqimining harakatlanish tizimining samaradorligi suv o'tkazgichlarining shakliga, suv olish joylarining joylashishiga va dizayniga bog'liq.

Ular odatda sayoz suvlarda ishlaydigan kemalarda qo'llaniladi yoki kemalarning manevr qobiliyatini yaxshilash uchun qo'zg'atuvchi sifatida xizmat qiladi.

nasos tipidagi propulsorlar

nasos-jet tipidagi harakat

Umuman olganda, suv osti kemalari yangi turdagi harakatlantiruvchi vositadan - nasosli reaktivdan foydalanishni boshladilar, bu nasos tipidagi harakatni anglatadi. Ularning ikki turi mavjud:

-harakatlantiruvchi oldindan burama bilan nasos turi - stator (ko'krak asosi) rotorning oldida joylashgan;

-harakatlantiruvchi rotor stator oldida joylashganida keyingi aylanish bilan nasos turi.

nasosli reaktiv harakat turlari

1) - rotor; 2) - ko'krak; 3 - stator; 4) - shtutserning asosi; 5) - shtutserning stator asosi;

Har ikki turdagi qo'zg'alishning sifatlari bir xil, ammo harakatlantiruvchi oldingi burama bilan nasos turi, tizimli ravishda murakkabroq bo'lsa-da, yaxshi kavitatsiya xususiyatlariga ega.

gidrojetli harakat

Gidrojetli qo'zg'alish tizimida suv oqimini tezlashtirish uchun nozul orqali suv o'tkazgichiga etkazib beriladigan siqilgan havo yoki yonish mahsulotlarining energiyasi ishlatiladi. Xususiyat bunday qurilmalar - milya chizig'i va mexanik ishchi elementning yo'qligi. Lar bor:

issiqlik- to'g'ridan-to'g'ri oqim (bug 'yoki issiq gaz etkazib beriladigan kamerada bug'-suv aralashmasi hosil bo'lib, harakatlantiruvchi kuch yaratadi);

pulsatsiyalanuvchi(pulsatsiyalanuvchi gaz-suv yonish kamerasiga ega piston tipi, portlovchi turdagi reaktiv gaz-suv trubkasi va boshqalar);

chiqarish va boshqalar sovuq siqilgan gaz energiyasidan foydalanadi, suv-havo aralashmasi oqimini tezlashtiradi. Fuqarolik kemasozlikda qo'llaniladi.

PARVANLAR QANDAY YASALADI

Eng katta pervanellar uch qavatli binoning balandligiga etib boradi va ularni ishlab chiqarish noyob ko'nikmalarni talab qiladi. Vintli paroxod yaratilgan vaqtda " SS Buyuk Britaniya“Parvona qoliplarini yasash uchun 10 kungacha vaqt ketdi. Bugun mavjudlik tufayli kompyuter texnologiyasi avtomatlashtirilgan manipulyator buni bir necha soat ichida bajaradi. Pervanelning shakli kompyuterga kiritiladi va manipulyatorning oxiridagi olmosli matkap 1 mm aniqlikdagi ulkan ko'pikli bloklardan pichoqning mukammal nusxasini kesib tashlaydi. Keyinchalik aniq taassurot yaratish uchun tayyor modelga qum va tsement aralashmasi qo'yiladi. Beton sovutilgandan so'ng, ikki yarmidan iborat qolip birlashtiriladi va 3000 gradusgacha erigan metall quyiladi.Parvonani hech narsadan yasash mumkin emas. Parvona sho'r dengiz suvida korroziyaga uchramasdan, minglab tonna bosimga bardosh beradigan darajada kuchli bo'lishi kerak. Eng keng tarqalgan parvona materiallari po'lat, guruch va bronzadir. IN o'tgan yillar Xuddi shu maqsadda plastmassalardan foydalanila boshlandi.

Parvona uchun rangli metallarning qotishmasi, "deb nomlangan. kunial" U po'latning mustahkamligiga ega, ammo korroziyaga ancha yaxshi qarshilik ko'rsatadi. Kunial zanglamasdan o'nlab yillar davomida suvda qolishi mumkin. Qotishmaga o'ta aniqlik berish uchun 80% misga 5% nikel va 5% alyuminiy, shuningdek, 10% boshqa metallar qo'shilishi kerak. Eritma 3200 daraja haroratda amalga oshiriladi.

Sifat nazoratidan o'tgandan so'ng, eritilgan metallarning "kokteyli" qolipga quyiladi. Tuzilishga havo kirmasligi uchun metall tekis oqimga quyiladi. Ikki kundan keyin mog'or soviydi. Keyin pichoqlar qolipdan chiqariladi.

Pervanelning samaradorligi pichoqlarning silliq va soddalashtirilgan shakliga bog'liq. Kalıpdan quyilgan qismning yuzasi nomukammal va quyma qobig'i bilan qoplangan. Qatlamning qalinligini aniqlash uchun lazer o'lchagich ishlatiladi. Shundan so'ng, ortiqcha qatlam volfram karbid to'sar yordamida chiqariladi. Keyin parvona 1,6 mikromm bo'lgunga qadar mukammal silliq yuzaga silliqlanadi. Natijada, sirt shisha silliqligini oladi.

Pervanel vinti- mahsulot sof individualdir va har bir zamonaviy kema yoki kema uchun ish sharoitlarini hisobga olgan holda kerakli miqdordagi energiyani siljitish va ushlash uchun optimal shaklga ega bo'lishi kerak. Barcha pervanellarning asosiy muammosi kavitatsiya. Gap shundaki, suv ostida, ular pichoqlar ustida aylanganda, past bosimli maydon paydo bo'ladi, unda suv past haroratlarda ham qaynay boshlaydi. Shuning uchun pervanellar maxsus stendlarda sinovdan o'tkaziladi, bu erda pervanelning optimal ishlash parametrlari tanlanadi va pichoqning to'g'ri burchagi tekshiriladi.

Qanchalik achinarli bo'lmasin, lekin nihoyatda go'zal pervanellar mashaqqatli mehnatga mahkum, dengiz to‘lqinlari ostida inson ko‘zidan yashiringan.Shunday qilib, mavjud barcha turdagi harakatlanuvchilar yetakchi rol o‘ynaydi pervanel vint, va kelgusi yillarda uning o'rnini yanada samaraliroq topishiga ishonish uchun hali hech qanday sabab yo'q.

Afrikaancha albancha arabcha armancha ozarbayjoncha baskcha belaruscha bolgarcha katalancha xitoycha (soddalashtirilgan) xitoycha (an'anaviy) xorvatcha chexcha daniyacha aniqlangan til gollandcha inglizcha estoncha filippincha fincha fransuzcha galiycha gruzchacha nemdanchagachamdan yunoncha gaiticha kreolcha ibronchachagachanden hindcha vengchacha islandcha indoneziyacha Forscha polyakcha portugalcha rumincha ruscha serbcha slovakcha slovencha ispancha suahilicha shvedcha taycha turkcha ukrain urducha vetnamcha uelscha yadichacha Kreol ibroniycha hindcha vengercha islandcha indoneziya irlandcha italyancha yaponcha koreyscha lotincha latvcha litvacha makedoncha malaycha maltacha norvegcha forscha polshacha portugalcha ruminchachagacha ruscha serbcha slovakchacha slovencha ispancha suahichacha shvedcha taychacha turkcha ukrainacha urducha veetnamcha uelscha yidishcha

Ingliz tili (avtomatik aniqlangan) » Rus

§ 13. Kema harakatlantiruvchilari

Kemalarda quyidagi pervanellar qo'llaniladi: pervanellar, qanotli pervanellar va suv oqimlari. Yelkanlar, eshkak eshish g'ildiraklari va boshqa harakatlantiruvchi qurilmalar ham ishlatiladi.

Ishlash printsipiga ko'ra, harakatlantiruvchilar faollarga bo'linadi, ular shamol energiyasini kemaning oldinga siljishiga to'g'ridan-to'g'ri aylantiradigan yelkanlarni va reaktivlarni - qolganlarini o'z ichiga oladi, chunki ular yaratgan doimiy bosim natijasida olinadi. idishning harakatiga teskari yo'nalishda tashlangan suv massalarining reaktsiyasi.

Dizayn va ekspluatatsiyaning soddaligi, ixchamligi, ishonchliligi va eng yuqori samaradorligi tufayli eng keng tarqalgani pervanellardir. Dizaynga qarab, ular ikki turga bo'linadi: qattiq vintlardek(pichoqlar bilan markaz birgalikda ishlab chiqariladi) va olinadigan pichoqli pervanellar, muzda suzib yuruvchi kemalarda ishlatiladi. Bunday pervanellar qo'zg'almas pervanellar deb ataladi, uyadagi qanotlarni aylantiruvchi va pervanelning qadamini o'zgartiruvchi mexanizmlarga ega bo'lgan pervanellar esa boshqariladigan pervanellar deb ataladi.

Qadam ba qadam Vintning uzunligi - bu vintning sirtidagi istalgan nuqtadan bir aylanishda o'tadigan o'q yo'nalishidagi yo'l.

Ruxsat etilgan qadam pervanellari- VFSh (27-rasm) bir dona (bir dona), quyma, payvandlangan yoki shtamplangan holda ishlab chiqariladi va ular quyidagi asosiy elementlardan iborat: markazlar, bu pervanel mil bo'yinining konusiga mos keladigan vtulka va pichoqlar(3 dan 6 gacha), markazda radial tarzda joylashgan. Pichoqni uya bilan bog'laydigan pastki qismi pichoq ildizi deb ataladi; ustki qismi yuqori yoki oxiri; pichoqning kema korpusiga qaragan yuzasi assimilyatsiya yuzasi, teskari yuzasi tushirish yuzasi deb ataladi, bu ko'p hollarda muntazam spiral sirtdir. Ushbu ikki sirtning kesishishi pichoqlarning qirralarini hosil qiladi.

Guruch. 27. Ruxsat etilgan pitch pervanesi (FPP) va pervanel qanotining elementar platformasi tomonidan surish bosimini yaratish sxemasi.

O'ng va chap aylanish pervanellari ishlatiladi, ular bilan ajralib turadi umumiy qoidalar: Agar vint soat yo'nalishi bo'yicha vidalansa, u holda u o'ng tomonga aylanish vinti deb ataladi va agar u soat miliga teskari yo'nalishda vidalansa, chap tomonga aylanish vinti deyiladi.

Pervanel aylanganda uning pichoqlari suv massalarini bir tomonga tashlaydi. Ushbu suvning reaktsiyasi pichoqning bosim yuzasi tomonidan qabul qilinadi, bu pervanel uchun surish hosil qiladi, u markazdan va pervanel shaftasi orqali surish podshipnikiga uzatiladi, idishni harakatga keltiradigan kuchga aylanadi.

Pervanel aylanganda doimiy harakat qanday sodir bo'lishini tushunish uchun (27-rasm) keling, uning qanotining elementar maydoniga ta'sir qiluvchi, v 0 tezlik bilan aylana bo'ylab harakatlanadigan va bir vaqtning o'zida kema bilan harakatlanadigan kuchlarni ko'rib chiqaylik. tezlik v 1. Ushbu kuchlarning natijasi v va ko'rib chiqilayotgan pichoqning elementar maydoni akkordi o'rtasida hosil bo'lgan burchak a unga hosil bo'ladigan hujum burchagi bo'ladi. ko'tarmoq R. Agar bu kuchni tarkibiy qismlarga ajratsak, u holda bir komponent, ya'ni idishning harakat yo'nalishi bo'yicha harakat qiluvchi P kuch, surish kuchi, ikkinchisi esa, aylana bo'ylab qarama-qarshi yo'nalishda ta'sir qiluvchi kuch T bo'ladi. pervanelning aylanishiga, uning o'qiga nisbatan moment hosil qiladi, bu esa kema dvigateli tomonidan engib o'tiladi.

Guruch. 28. Qavatni o'zgartirish uchun aylanadigan krank mexanizmiga ega bo'lgan boshqariladigan pitch pervanesi (CPP). 1 - pervanel pichoqlari; 2 - markaz; 3- pervanel shaftasi; 4 - novda bilan slayder; 5 - birlashtiruvchi novda pin; 6 - qanotli podshipnik; 7 - pervanel qoplamasi.

Sozlanishi pitch pervanellaridan foydalanish soddalashtirilgan texnik xizmat ko'rsatish tizimiga ega bo'lgan kemalarda qaytarilmaydigan asosiy mashinalardan foydalanishga imkon beradi, bu ularning silindrlarining eskirishini taxminan 30-40% ga kamaytiradi (qaytariladigan mashinalarda ish rejimi va yo'nalishining tez-tez o'zgarishi natijasida yuzaga keladi). aylanish), mashinalar quvvatidan to'liq foydalanishga imkon beradi va pervanelning yuqori samaradorligini saqlaydi.

Guruch. 29. Qanot parvona: a - dizayn diagrammasi; b - harakatlantiruvchi qurilmani kemaga joylashtirish. 1 - tashuvchi disk; 2 - aylanadigan pichoqlar; 3 - diskni aylantiruvchi boshqariladigan vites; 4 - sarkaç tutqichini boshqarish uchun gidravlik qurilma; 5 - o'z o'qi atrofida pichoqlar o'rnini o'zgartiruvchi sarkaç tutqichi; 6 - qo'zg'aluvchan konusli tishli pervanel mili.

Qanot parvona(29-rasm) gorizontal aylanuvchi tsilindrdan iborat bo'lgan konstruktiv qurilma bo'lib, 6-8 ta qilichsimon, tekislangan pichoqlari vertikal ravishda joylashgan, g'ildirak uyasidan boshqariladigan mayatnik dastagi bilan o'z o'qlari atrofida aylanadi.

Disk qanotdagi kabi pichoqlarda aylanganda, ko'taruvchi kuch paydo bo'ladi, uning tarkibiy qismi doimiy bosim hosil qiladi. Pichoqlar aylantirilganda, surishning kattaligi va uning yo'nalishi o'zgaradi, bu rulning yordamisiz kemaning harakat yo'nalishini o'zgartirishga imkon beradi (bu harakatga ega bo'lgan kemaga rul o'rnatilmagan), chunki shuningdek, asosiy elektr stantsiyasining aylanish tezligi va yo'nalishini (teskarisiz) o'zgartirmasdan, "To'liq oldinga" dan "To'liq orqaga" yoki kemani to'xtatish uchun qo'zg'alishning surish miqdori.

Qanotli pervanelning samaradorligi deyarli pervanelning samaradorligiga teng, ammo qanotli pervanel dizayn jihatidan ancha murakkab. Chiqib ketgan pichoqlar tez-tez sinadi. Biroq, ichida Yaqinda Ushbu qo'zg'alish moslamasi tobora ko'proq foydalanilmoqda, bu kemalarni yaxshi manevr qilish qobiliyatini ta'minlaydi, ularga tor joylarda erkin ishlash imkonini beradi.

Suv oqimining harakatlanishi suv oqimi harakatlantiruvchilar qatoriga kiradi. Zamonaviy suv reaktiv propulsorlari uch xildan iborat: suv oqimining suvga, atmosferaga chiqishi va yarim suv osti chiqishi bilan.

Pervanel nasos kabi ishlaydi, pervanel oldida korpusning pastki qismiga o'tadigan quvur orqali suvni kanalga tortadi. Vintga begona narsalar tushishidan himoya qilish uchun kanalning boshida himoya panjara mustahkamlanadi.

Pervanel tomonidan suv oqimini burish natijasida yo'qotishlarni kamaytirish va harakatlantiruvchi blokning samaradorligini oshirish uchun pervanel orqasiga qarshi pervanel o'rnatilgan. Kemaning harakatlanish yo'nalishi teskari rulni almashtirish orqali o'zgartiriladi.

Bunday harakatlantiruvchi qurilmaning samaradorligi bor-yo'g'i 35-45% ni tashkil qiladi va kemaning suv osti qismida biron bir chiqadigan qismlarning yo'qligi uni sayoz suvda, tor suvlarda va tiqilib qolgan yo'llarda ko'proq manevr qilish imkonini beradi. Bunday harakatga ega bo'lgan kema uchun hatto erkin harakatlanadigan suzuvchi jismlar ham to'siq bo'lmaydi.

Suv oqimining yuqorida sanab o'tilgan afzalliklari uni daryo kemalarida, birinchi navbatda, yog'och raftingda foydalanishni qulay qildi.

So'nggi yillarda suv oqimi tezligi 95 km / soatgacha bo'lgan gidrofoillar kabi yuqori tezlikda harakatlanuvchi kemalarda qo'llanila boshlandi.

Zamonaviy bug'dan foydalanish va gaz turbinalari yirik dengiz kemalarida suv reaktiv harakatini muvaffaqiyatli qo'llash imkonini beradi, bu erda hisob-kitoblarga ko'ra, harakat samaradorligi taxminan 83% ga yetishi mumkin, bu xuddi shu kema uchun mo'ljallangan pervanelning harakatlanish samaradorligidan 11% yuqori.

Bunday harakatga ega bo'lgan kemalarning kamchiliklari pompalanadigan suvning og'irligi tufayli kemaning yuk ko'tarish qobiliyatini yo'qotish va hajmni yo'qotishni o'z ichiga oladi. ichki bo'shliqlar kanali egallagan.

Pervane qanday ishlaydi? Pervanel dvigatel milining aylanishini surish kuchiga aylantiradi - bu kuch kemani oldinga siljitadi. Pervanel aylanganda, uning pichoqlari yuzalarida oldinga qaragan vakuum hosil bo'ladi - idishning harakatlanish yo'nalishi bo'yicha (so'rish) va orqaga qaraganlarga (nasos) suv bosimi ortadi. Pichoqlardagi bosim farqi natijasida Y kuchi paydo bo'ladi (uni ko'tarish deyiladi).Kuchni tarkibiy qismlarga ajratish orqali - biri idishning harakatiga qaratilgan, ikkinchisi esa unga perpendikulyar bo'lib, biz P kuchini olamiz. , bu pervanelning surish kuchini hosil qiladi va dvigatel tomonidan engib o'tiladigan momentni hosil qiluvchi T quvvati.

Surish ko'p jihatdan pichoq profilining hujum burchagiga bog'liq. Yuqori tezlikli qayiq pervanellari uchun optimal qiymat 4-8 ° dir. Agar a optimal qiymatdan katta bo'lsa, unda dvigatel kuchi katta momentni engish uchun samarasiz sarflanadi, lekin agar hujum burchagi kichik bo'lsa, ko'tarish kuchi va shuning uchun P surish kuchi kichik bo'ladi va dvigatel kuchi kam foydalanilsin.

Pichoq va suv o'rtasidagi o'zaro ta'sirning tabiatini ko'rsatadigan diagrammada a ni pichoqqa oqib o'tadigan W oqimining tezlik vektorining yo'nalishi va tushirish yuzasi orasidagi burchak sifatida ko'rsatish mumkin. Oqim tezligi vektori W pervanelning translatsiya harakati tezligi Va vektorlarini kema bilan birga va aylanish tezligi Vr, ya'ni pervanel o'qiga perpendikulyar bo'lgan tekislikdagi qanotning harakat tezligini geometrik qo'shish orqali hosil bo'ladi. .

Pichoqning spiral yuzasi. Rasmda bitta o'ziga xos ta'sir qiluvchi kuchlar va tezliklar ko'rsatilgan ko'ndalang kesim pervanelning ma'lum r radiusida joylashgan pichoq. V aylana aylanish tezligi kesma joylashgan radiusga bog'liq (Vr = 2 × p × r × n, bu erda n - pervanelning aylanish tezligi, rev/s), pervanelning tarjima tezligi esa. Va pichoqning har qanday bo'limi uchun doimiy bo'lib qoladi. Shunday qilib, kattaroq r, ya'ni ko'rib chiqilayotgan qism pichoqning oxiriga qanchalik yaqin joylashgan bo'lsa, periferik tezlik Vr va shuning uchun umumiy tezlik W ga teng.

Ko'rib chiqilayotgan tezliklar uchburchagidagi Va tomoni doimiy bo'lib qolganligi sababli, pichoq qismi markazdan uzoqlashganda, qanotlarni pervanel o'qiga katta burchak ostida aylantirish kerak, shunda a optimal qiymatini saqlab qoladi, ya'ni. barcha bo'limlar uchun bir xil. Shunday qilib, doimiy qadam N bo'lgan spiral sirt olinadi.Eslatib o'tamiz, pervanelning qadami pervanelning bir to'liq aylanishida o'qning istalgan nuqtasining o'qi bo'ylab harakatlanishidir.

Chizma pichoqning murakkab spiral yuzasini tasavvur qilishga yordam beradi. Pervanelning ishlashi paytida pichoq har bir radiusda har xil tayanch uzunligiga ega bo'lgan, lekin bir xil balandlikda - H qadamiga ega bo'lgan hidoyat kvadratlari bo'ylab sirpanib ketayotganga o'xshaydi va H miqdoriga bir inqilobda ko'tariladi. aylanish chastotasi (Hn) - pervanelning eksa bo'ylab harakatlanishining nazariy tezligi.

Kema tezligi, pervanel tezligi va sirpanish. Harakatlanayotganda kema korpusi o'zi bilan birga suv olib, o'tuvchi oqim hosil qiladi, shuning uchun V suvga to'g'ri keladigan pervanelning haqiqiy tezligi har doim V kemasining haqiqiy tezligidan bir oz kamroq bo'ladi. Yuqori tezlikda tekislanadigan motorli qayiqlar uchun farq: kichik - atigi 2 - 5%, chunki ularning korpusi suv bo'ylab siljiydi va deyarli u bilan birga "tortmaydi". O'rtacha tezlikda harakatlanadigan qayiqlar uchun bu farq 5-8% ni tashkil qiladi va past tezlikda, chuqur o'zgaruvchan qayiqlar uchun u 15-20% ga etadi. Keling, Hn vintining nazariy tezligini suv oqimiga nisbatan uning haqiqiy harakati Va tezligi bilan solishtiramiz.

Hn - Va farqi, sirpanish deb ataladi, W tezligiga ega bo'lgan suv oqimiga hujum a burchagida pervananing og'zidagi ishni aniqlaydi. Sirpanishning pervanelning nazariy tezligiga foiz nisbati nisbiy deyiladi. sirpanish:
s = (Hn-Va)/Hn.

Parvona qirg'oqqa bog'langan kemada ishlayotganida sirpanish maksimal qiymatiga (100%) etadi. Yengil poyga motorli qayiqlarning pervanellari to'liq tezlikda eng kam sirpanishga (8-15%) ega; laynerli motorli qayiqlar va tezyurar qayiqlarning pervanellari uchun sirpanish 15-25% ga, og'ir suzib yuruvchi qayiqlar uchun 20-40% va yordamchi dvigatelli yelkanli yaxtalar uchun 50-70% ga etadi.

Yengil yoki og'ir pervanel. Pervanelning diametri va qadami dvigatel quvvatidan foydalanish darajasi va shuning uchun unga erishish imkoniyati bog'liq bo'lgan eng muhim parametrdir. eng yuqori tezlik kemaning rivojlanishi.

Har bir dvigatel o'ziga xos tashqi xususiyatga ega - karbüratör gaz kelebeği to'liq ochilganda mildan chiqarilgan quvvatning krank mili tezligiga bog'liqligi. Masalan, Whirlwind tashqi dvigatelining bunday xarakteristikasi rasmda ko'rsatilgan (1-egri). Maksimal quvvat 21,5 l, s. dvigatel 5000 aylanish tezligida rivojlanadi.

Dvigatel tezligiga qarab, ma'lum bir qayiqda pervanel tomonidan so'rilgan quvvat xuddi shu rasmda bitta emas, balki uchta egri chiziq bilan ko'rsatilgan - vint xususiyatlari 2, 3 va 4, ularning har biri ma'lum bir pervanelga mos keladi. , ya'ni ma'lum bir qadam va diametrli pervanel.

Har ikkala qadam va pervanel diametri optimal qiymatlardan oshib ketganda, pichoqlar ushlanib qoladi va juda ko'p orqaga tashlanadi. katta miqdorda suv: surish kuchayadi, lekin ayni paytda pervanel milidagi kerakli moment ham ortadi. Bunday pervanelning 2-sonli pervanel xarakteristikasi dvigatel 1 ning tashqi xarakteristikasi bilan A nuqtada kesishadi. Bu vosita allaqachon chegaraga - momentning maksimal qiymatiga etib borganligini anglatadi va pervanelni yuqori tezlikda aylantira olmaydi, ya'ni u. nominal tezlikni va unga mos keladigan nominal quvvatni ishlab chiqmaydi. Bunday holda, A nuqtasining pozitsiyasi dvigatelning faqat 12 ot kuchi ishlab chiqarishini ko'rsatadi. Bilan. 22 ot kuchi o'rniga quvvat. Bilan. Ushbu pervanel deyiladi gidrodinamik jihatdan og'ir.

Aksincha, agar vintning qadami yoki diametri kichik bo'lsa (egri 4), ham surish, ham kerakli moment kamroq bo'ladi, shuning uchun vosita nafaqat oson rivojlanadi, balki nominal krank mili tezligidan ham oshib ketadi. Uning ish rejimi C nuqtasi bilan tavsiflanadi. Va bu holda, vosita quvvati to'liq ishlatilmaydi va juda yuqori tezlikda ishlash ehtiyot qismlarning xavfli darajada yuqori aşınması bilan bog'liq. Shuni ta'kidlash kerakki, pervanelning to'xtash joyi kichik bo'lgani uchun kema maksimal tezlikka erisha olmaydi. Bu vint deyiladi gidrodinamik jihatdan engil.

Kema va dvigatelning ma'lum bir kombinatsiyasiga ikkinchisining kuchidan to'liq foydalanish imkonini beradigan pervane deyiladi. kelishilgan. Ko'rib chiqilayotgan misol uchun bu kelishilgan parvona 3 ta xarakteristikaga ega bo'lib, u maksimal quvvatga mos keladigan B nuqtasida dvigatelning tashqi xarakteristikasi bilan kesishadi.

Rasmda Whirlwind tashqi motorli Qrim motorli qayig'i misolida to'g'ri parvona tanlash muhimligini ko'rsatadi.300 mm qadamli standart motorli pervaneldan foydalanganda, 2 kishi bo'lgan motorli qayiq. bortda 37 km/soat tezlikka erishadi. 4 kishining to'liq yuki bilan qayiqning tezligi 22 km / soatgacha kamayadi. Pervanelni 264 mm qadam bilan boshqasiga almashtirganda, to'liq yuk bilan tezlik 32 km / soatgacha oshadi. Eng yaxshi natijalarga H/D = 1,0 qadam nisbatiga ega bo'lgan pervanel erishiladi (pitch va diametri 240 mm): maksimal tezlik 40-42 km / soat ga oshadi, to'liq yuk bilan tezlik 38 km / s gacha. . Kichraytirilgan pervanel bilan sezilarli yoqilg'i tejamkorligi haqida xulosa qilish oson.Agar 400 kg yuk ko'taruvchi standart pervanel bilan bosib o'tgan har bir kilometr uchun 400 g yoqilg'i sarflansa, u holda pervanelni o'rnatishda 240 mm qadam, yoqilg'i sarfi 237 g / km ni tashkil qiladi.

Shuni ta'kidlash kerak kelishilgan Berilgan qayiq va dvigatel kombinatsiyasi uchun cheksiz xilma-xil pervanellar mavjud. Darhaqiqat, diametri biroz kattaroq, lekin bir oz kichikroq qadam bo'lgan pervanel dvigatelni xuddi kichikroq diametrli va kattaroq pervanel kabi yuklaydi. Qoida mavjud: korpus va dvigatelga mos keladigan pervanelni D va H qiymatlari o'xshash boshqasiga almashtirishda (10% dan ko'p bo'lmagan nomuvofiqliklarga ruxsat beriladi), bu qiymatlarning yig'indisi talab qilinadi. chunki eski va yangi pervanellar teng bo'lsin.

Biroq, bu to'plamdan kelishilgan vintlardek, D va H ning o'ziga xos qiymatlari bo'lgan faqat bitta vint, eng katta samaradorlikka ega bo'ladi. Bu vint deyiladi optimal. Pervaneni hisoblashning maqsadi aniq topishdir optimal diametri va pitch qiymatlari.

Samaradorlik. Pervanelning samaradorligi uning samaradorligi qiymati bilan baholanadi, ya'ni foydali ishlatilgan quvvatning sarflangan dvigatel kuchiga nisbati.

Tafsilotlarga kirmasdan, biz kavitatsiyalanmagan pervanelning samaradorligi asosan pervanelning nisbiy sirpanishiga bog'liqligini ta'kidlaymiz, bu esa o'z navbatida quvvat, tezlik, diametr va aylanish tezligi nisbati bilan belgilanadi.

Pervanelning maksimal samaradorligi 70 ~ 80% ga yetishi mumkin, ammo amalda samaradorlik bog'liq bo'lgan asosiy parametrlarning optimal qiymatlarini tanlash juda qiyin: diametri va aylanish tezligi. Shuning uchun kichik kemalarda haqiqiy pervanellarning samaradorligi ancha past bo'lishi mumkin, faqat 45% ni tashkil qiladi.

Pervanel 10-30% nisbiy sirpanishda maksimal samaradorlikka erishadi. Slip ortishi bilan samaradorlik tezda pasayadi: pervanel bog'lash rejimida ishlaganda u nolga teng bo'ladi. Xuddi shunday, kichik qadamda yuqori tezlik tufayli vintni to'xtatish nolga teng bo'lsa, samaradorlik nolga kamayadi.

Shu bilan birga, korpus va vintning o'zaro ta'sirini ham hisobga olish kerak. Ish paytida pervanel katta hajmdagi suvni ushlaydi va orqa qismga tashlaydi, buning natijasida korpusning orqa qismi atrofida oqayotgan oqim tezligi oshadi va bosim pasayadi. Bu assimilyatsiya hodisasi bilan birga keladi, ya'ni tortish paytida boshdan kechirgan bilan solishtirganda idishning harakatiga qo'shimcha suv qarshilik kuchining paydo bo'lishi. Binobarin, vida tananing qarshiligidan ma'lum miqdorda Pe = R / (1-t) kg dan oshib ketadigan surishni rivojlantirishi kerak. Bu erda t - assimilyatsiya koeffitsienti, uning qiymati kema tezligiga va pervanel joylashgan hududdagi korpus konturlariga bog'liq. 30 km/soat dan yuqori tezlikda parvona nisbatan tekis tub ostida joylashgan va old tomonida orqa ustunga ega bo'lmagan tekislash qayiqlari va motorli qayiqlarda t = 0,02-0,03. Past tezlikda (10-25 km/soat) qayiq va motorli qayiqlarda, parvona orqa ustun orqasida o'rnatiladi, t = 0,06-0,15.

O'z navbatida, kemaning korpusi o'tuvchi oqimni hosil qilib, pervanelga oqib o'tadigan suv tezligini pasaytiradi. Bu w bilan bog'liq oqim koeffitsientini hisobga oladi: Va = V (1-w) m / s. Yuqorida keltirilgan ma'lumotlardan w ning qiymatlarini aniqlash oson.

Kema-dvigatel-pervanel majmuasining umumiy harakatlanish samaradorligi quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:
h = h p h ((1-t)/(1-w)) h h m = h p h h k h h m Bu erda h p - vintning samaradorligi; h k - tananing ta'sir koeffitsienti; h m - milya va teskari vites uzatishning samaradorligi.

Uy-joy ta'sir koeffitsienti ko'pincha birlikdan kattaroqdir (1,1 - 1,15) va shaftdagi yo'qotishlar 0,9-0,95 ga baholanadi.

Vida diametri va qadami. Muayyan kema uchun pervanelning elementlarini faqat ma'lum bir kemaning harakatiga suvga chidamlilik egri chizig'i, dvigatelning tashqi xarakteristikasi va ma'lum parametrlarga ega pervanellarning namunaviy sinovlari natijalaridan olingan dizayn diagrammalari bilan hisoblash mumkin. pichoq shakllari. Vintning diametri va qadamini oldindan aniqlash uchun soddalashtirilgan formulalar mavjud, ularni bu erda ko'rsatishning ma'nosi yo'q, chunki foydalanish tavsiya etiladi optimal pervanelni hisoblash uchun aniqroq usullar. Ushbu usullar grafik diagrammalarni analitik bog'liqliklar bo'yicha yaqinlashtirishga (taxminan ko'rsatishga) asoslangan bo'lib, bu kompyuterda va hatto mikrokalkulyatorlarda etarli darajada aniq hisob-kitoblarni amalga oshirish imkonini beradi.

Taxminan formula yoki aniq hisob-kitoblar bilan olingan pervanellarning diametri ataylab og'ir pervanelni olish va kemaning keyingi sinovlarida uning dvigatelga mos kelishini ta'minlash uchun odatda taxminan 5% ga oshiriladi. Vintni "engillashtirish" uchun u dizayn tezligida nominal vosita tezligi olinmaguncha, diametri asta-sekin kesiladi.

Biroq, kichik kemalarning pervanellari uchun buni qilish shart emas. Sababi oddiy: zavqlanadigan kemaning yuklanishi juda katta farq qiladi va bir joy almashtirishda biroz "og'ir" yoki "engil" bo'lgan pervanel boshqa yukda barqaror bo'ladi.

Kavitatsiya va kichik kemalar pervanellari geometriyasining xususiyatlari. Motorli qayiqlar va motorli qayiqlarning yuqori tezligi va parvonalarning aylanish tezligi kavitatsiyaga sabab bo'ladi - suvning qaynashi va pichoqning so'rish tomonida vakuum hududida bug' pufakchalari paydo bo'ladi. Kavitatsiyaning dastlabki bosqichida bu pufakchalar kichik va pervanelning ishlashiga deyarli ta'sir qilmaydi. Biroq, bu pufakchalar yorilib ketganda, juda katta mahalliy bosim hosil bo'lib, pichoqning sirtini chipga olib keladi. Kavitatsiyali pervanelning uzoq muddat ishlashi paytida bunday eroziya shikastlanishi shunchalik muhim bo'lishi mumkinki, pervanelning samaradorligi pasayadi.

Tezlikning yanada oshishi bilan kavitatsiyaning ikkinchi bosqichi boshlanadi. Qattiq bo'shliq - g'or - butun pichoqni o'z ichiga oladi va hatto uning tashqarisida ham yopilishi mumkin. Pervanel tomonidan ishlab chiqilgan surish, tortishishning keskin oshishi va pichoqlar shaklining buzilishi tufayli tushadi.

Parvona kavitatsiyasini, aylanish tezligining yanada oshishiga qaramay, qayiqning tezligi o'sishni to'xtatishi bilan aniqlash mumkin. Pervanel ma'lum bir shovqin chiqaradi, tebranish korpusga uzatiladi va qayiq tartibsiz harakat qiladi.

Kavitatsiyaning boshlanishi momenti nafaqat aylanish tezligiga, balki bir qator boshqa parametrlarga ham bog'liq. Shunday qilib, pichoqlar maydoni qanchalik kichik bo'lsa, ularning profilining qalinligi qanchalik katta bo'lsa va pervanel suv chizig'iga qanchalik yaqin joylashgan bo'lsa, aylanish tezligi shunchalik past bo'ladi, ya'ni erta kavitatsiya sodir bo'ladi. Kavitatsiyaning paydo bo'lishiga pervanel milining katta burchagi, pichoqlardagi nuqsonlar - egilish, sifatsiz sirt ham yordam beradi.

Pervanel tomonidan ishlab chiqilgan surish pichoqlar maydonidan deyarli mustaqildir. Aksincha, bu maydon oshgani sayin, suv bilan ishqalanish kuchayadi va bu ishqalanishni bartaraf etish uchun dvigatel quvvati qo'shimcha ravishda sarflanadi. Boshqa tomondan, shuni hisobga olish kerakki, keng pichoqlarga bir xil urg'u berilganda, assimilyatsiya tomonidagi vakuum tor pichoqlarga qaraganda kamroq bo'ladi. Shuning uchun, kavitatsiya mumkin bo'lgan joylarda (ya'ni, yuqori tezlikda harakatlanuvchi qayiqlarda va yuqori pervanel mil tezligida) keng qanotli pervanel kerak.

Pichoqlarning ishlaydigan yoki tekislangan maydoni pervanelning xarakteristikasi sifatida qabul qilinadi. Uni hisoblashda pichoqning kengligi olinadi, pervanelning markazidan olingan ma'lum radiusda dumaloq yoy uzunligi bo'ylab tushirish yuzasida o'lchanadi. Pervanelning xarakteristikalari odatda A qanotlarining tekislangan maydonini emas, balki uning pervanel bilan bir xil diametrli qattiq diskning Ad maydoniga nisbatini, ya'ni A/Adni ko'rsatadi. Zavodda ishlab chiqarilgan vintlarda disk nisbati qiymati markazda muhrlangan.

Pre-kavitatsiya rejimida ishlaydigan pervanellar uchun disk nisbati 0,3 - 0,6 oralig'ida olinadi. Kuchli yuqori tezlikda ishlaydigan dvigatellari bo'lgan tezyurar qayiqlardagi og'ir yuklangan pervanellar uchun A/Ad 0,6 - 1,1 gacha ko'tariladi. Kam quvvatli materiallardan, masalan, silumin yoki shisha tolali vintlarni yasashda katta disk nisbati ham zarur. Bunday holda, pichoqlarni qalinligini oshirishdan ko'ra kengroq qilish afzaldir.

Planyali qayiqda pervanelning o'qi suv yuzasiga nisbatan yaqin joylashgan, shuning uchun parvona qanotlariga havo so'rilishi (yuzaki aeratsiya) yoki to'lqinda suzib ketayotganda butun parvona ta'sir qilish holatlari tez-tez uchraydi. Bunday hollarda pervanelning surish kuchi keskin pasayadi va vosita tezligi ruxsat etilgan maksimal darajadan oshib ketishi mumkin. Shamollatish ta'sirini kamaytirish uchun pervanelning qadami radius bo'ylab o'zgaruvchan bo'ladi - pichoqning r = (0,63-0,7) R da kesma qismidan markazga qarab, qadam 15 ~ 20% ga kamayadi.

Qayiq pervanellari odatda yuqori aylanish chastotasiga ega, shuning uchun yuqori markazdan qochma tezligi tufayli suv pichoqlar bo'ylab radial yo'nalishda oqadi, bu pervanelning samaradorligiga salbiy ta'sir qiladi. Ushbu ta'sirni kamaytirish uchun pichoqlarga orqa tomonga sezilarli egilish beriladi - 10 dan 15 ° gacha.

Ko'pgina hollarda, pervanel pichoqlariga engil shamshir shakli beriladi - pichoqning o'rta qismlarining chizig'i pervanelning aylanish yo'nalishi bo'ylab yo'naltirilgan konveks bilan egri chiziqli. Pichoqlarning suvga yumshoqroq kirishi tufayli bunday pervanellar pichoqlarning kamroq tebranishi bilan ajralib turadi, kavitatsiyaga kamroq ta'sir qiladi va kiruvchi qirralarning mustahkamligini oshiradi.

Kichik kemalarning pervanellari orasida eng keng tarqalgani segmentlangan plano-konveks profilidir. 40 km/soat dan ortiq tezlikka mo'ljallangan tezyurar motorli qayiqlar va tezyurar qayiqlarning pervanelarining pichoqlari kavitatsiyani oldini olish uchun iloji boricha ingichka bo'lishi kerak. Bunday hollarda samaradorlikni oshirish uchun konveks-konkav profil ("teshik") tavsiya etiladi. Profil konkavligi strelkasi kesma akkordning taxminan 2% ga teng deb qabul qilinadi va segment profilining nisbiy qalinligi (0,6R ga teng vintning dizayn radiusida t qalinligining akkord b ga nisbati) odatda t/b = 0,04-0,10 oralig'ida olinadi.

Ikki pichoqli pervanel uch pichoqli pervanelga qaraganda yuqori samaradorlikka ega, ammo katta disk nisbati bilan bunday pervanelning pichog'ining zarur kuchini ta'minlash juda qiyin. Shuning uchun uch qanotli pervanellar kichik kemalarda eng keng tarqalgan. Ikki qanotli pervanellar poyga kemalarida, parvona engil yuklangan joyda, yelkanli va motorli yaxtalarda qo'llaniladi, bu erda dvigatel yordamchi rol o'ynaydi. Ikkinchi holda, suzib yurish paytida uning qarshiligini kamaytirish uchun pervanelni sternpostning gidrodinamik yo'nalishida vertikal holatda o'rnatish imkoniyatiga ega bo'lish muhimdir.

Biz allaqachon dunyodagi eng katta kemalarni ko'rganmiz va hatto kemalarning kamon shakllariga e'tibor qaratganmiz. Ammo, ehtimol, biz eng muhim narsani - vintlarni o'tkazib yuborganga o'xshaymiz.

Qiziqarli fakt: 1834 yilda Edvard Lyon Berton pervanani ixtiro qilganida, u rad etilgan va Admiralty tomonidan "kemani hech qachon va hech qachon harakatlantira olmaydigan yoqimli kichkina o'yinchoq" deb hisoblangan.

Dunyodagi eng katta kema pervanellari

Dunyodagi eng yirik kema pervanellaridan biri Hyundai Heavy Industries tomonidan Hapag Lloydga tegishli bo'lgan 7200 yigirma futlik konteyner yuk ko'tarish quvvatiga ega bo'lgan kema uchun ishlab chiqarilgan. Uch qavatli binoning balandligi, diametri 9,1 metr, olti qanotli pervanelning og'irligi 101,5 tonnani tashkil qiladi. Quyidagi fotosuratda Loannis Coloctronis tankeriga o'rnatilgan 72 tonnalik pervanel ko'rsatilgan:

Murits daryosi bo'yidagi Varen shahrida ishlab chiqarilgan, og'irligi 131 tonna bo'lgan hozirgi kunga qadar eng katta kema pervanesi Emma Maerskga o'rnatilgan - dunyodagi eng katta konteyner kemasi, yuk ko'tarish quvvati 14,770 yigirma futlik konteyner, uzunligi 397 m, kengligi 56 m dan ortiq va balandligi 68 m kuchli dvigatelga ega parvona okean gigantiga 27 tugun (50 km/soat) tezlikka erishish imkonini beradi.

Bular Yerdagi eng og'ir sharoitlarda ishlaydigan tadqiqot kemasi bo'lgan "Palmer" Antarktika muzqaymoq kemasining ulkan pervanellari va rullari:

Eurodam - kruiz kemasiga o'rnatilgan pervaneler:

Bu ulkan pervanellar tarixdagi eng mashhur kemalardan biri bo'lgan Titanikga tegishli edi. Laynerda uchta pervanel bor edi, ularning har biri alohida dvigatel tomonidan boshqarildi. Ikki tashqi pervanelning og'irligi 38 tonna, markaziy parvonaning og'irligi 17 tonna:

Titanik o'z davrining eng yaxshi kemalaridan biri edi, ammo vohasi dengizlar" Qirollik kompaniyasi Karib dengizi mashhur laynerdan besh baravar katta va hozirda qurilgan eng katta yo'lovchi kemasi hisoblanadi. Tabiiyki, hashamatli kemani Finlyandiya qirg'og'idan Florida shtatidagi Fort-Loderdeyldagi yangi uyi Dengiz vohasiga olib borish uchun etarlicha katta pervanellari bo'lishi kerak:

Carnival Cruise Lines' Elation ham Finlyandiyada qurilgan va hozirda San-Diegoda, Kaliforniyada joylashgan. Kema pervanellari yonida ularning dizayni va o'rnatilishi uchun mas'ul odamlar ayanchli midgetlar kabi ko'rinadi:

Va bu pervanel San-Frantsiskodagi quruq dockda yig'ilgan:

Keyingi pervanel Norvegiya Epic boshqa kruiz kemasiga tegishli:

Celebrity Solstice kabi ulkan kruiz kemalarini haydash uchun zarur bo'lgan ulkan pervanelning yana bir misoli:

Mana QE2 nomi bilan tanilgan Qirolicha Yelizaveta 2 ning pervanellari. Cunard Line (Transatlantik va okean layneri kruiz yo'nalishlarini boshqaradigan Britaniya kompaniyasi)ga tegishli bo'lgan kema 1969 yilda ishga tushirilgan va 2008 yilda xizmatdan olib tashlangan:

Qirolicha Meri 2 2004 yilda Cunard flagmani sifatida QE2 ni almashtirdi. Qayiqning old tomonida joylashgan QM2 zaxira parvonalarining ba'zilari:

Bu tarixdagi yana bir mashhur kemaning pervanesi. Nemis jangovar kemasi Bismark 1939 yil fevral oyida Ikkinchi Jahon urushi boshlanishidan biroz oldin ishga tushirilgan va 1941 yil may oyida inglizlar tomonidan cho'ktirilgan (chapdagi rasm). O'ngdagi fotosuratda zavod manzarasi va 1947 yilda qurilish paytida neft tankerining pervanesi ko'rsatilgan:

Unchalik katta emas, lekin qiziqroq emas
1941 yil dekabr oyida Pearl-Harborga hujum paytida Amerika samolyot tashuvchilariga hujum qilgan yapon mini-suv osti kemalarining pervanesi:

USS Fiske o'ng tomoni pervanesi, 1946 yil:

Texnologiya yaxshilanmoqda, albatta, lekin katta kemalar Katta vintlardek hali ham kerak. Bu SS Buyuk Britaniyadan bo'lib, Isambard Kingdom Brunel tomonidan dunyodagi eng katta kema uchun ishlab chiqilgan (1843 yilda u ishga tushirilganda). Kema 1845 yilda Atlantika okeanini atigi 14 kun ichida kesib o'tgan, bu o'sha paytda mutlaq rekord edi.

Ishchilar kemasozlik zavodi USS Jorj Vashington samolyot tashuvchisining to'rtta mis pervanellaridan birini o'rganmoqda. Pervanellarning har birining og'irligi taxminan 66 000 funt va diametri 22 fut.

Kema tomonidan qabul qilinadigan va uning harakatining asosi bo'lgan doimiy bosimni yaratish uchun mo'ljallangan qurilmalar qo'zg'atuvchilar deb ataladi. Ko'chiruvchilar bor har xil turlari: eshkakli g'ildiraklar, qanotli parvonalar, parvonalar va boshqalar.

Qanotning harakatlantiruvchi qurilmasi uchdan to'rttagacha vertikal aylanadigan pichoqlar bilan jihozlangan va gorizontal ravishda vertikal shaftada kemaning orqa qismi ostida joylashgan diskdir. Disk elektr dvigateli tomonidan konik tishli uzatma orqali aylantiriladi. Qanotli qo'zg'atuvchilardan foydalanish, boshqaruv moslamasi yo'q bo'lganda kemaning yuqori manevrligini ta'minlaydi va dvigatelni orqaga qaytarmasdan orqaga qaytish imkonini beradi. Biroq, bunday qo'zg'atuvchilarning strukturaviy murakkabligi va ularning kema elektr stantsiyasining kuchayishi bilan ortib borayotgan o'lchamlari ularni katta hajmlarda ishlatishga imkon bermaydi.
kemalar. So'nggi paytlarda o'ziyurar yuk kranlari, ba'zi kichik kemalar va kattaroq kemalarning surish moslamalari Voitschneider tipidagi qanotli propulsorlar bilan jihozlangan.

Kemalar uchun eng ko'p ishlatiladigan pervanel pervaneldir. Pervanelning asosiy qismlari (81-rasm) quyidagilardir: ichida konussimon teshikli 1 parvona uyasi va 2 ta pichoq, ularning soni ikkitadan oltitagacha bo'lishi mumkin. Pervaneler qattiq quyma, olinadigan va aylanadigan pichoqlar bilan ishlab chiqariladi.

Guruch. 81. Qattiq pichoqli pervanel.

Qattiq quyma pichoqli pervanellar (81-rasm) asosan savdo dengiz kemalarida qo'llaniladi. Bunday vintlar kam og'irligi va uyasi o'lchami, shuningdek, yuqori quvvati bilan ajralib turadi normal sharoitlar operatsiya.

Chiqariladigan pichoqli pervaneler Arktika floti kemalarida o'rnatiladi, bu erda ish sharoitlari tufayli shikastlangan pichoqni butunlay almashtirish butun pervanelni almashtirishdan ko'ra qulayroqdir. Bundan tashqari, bunday vintlar vintning diametri katta bo'lgan va uni quyish qiyin bo'lgan hollarda qo'llaniladi.

Aylanadigan qanotli pervanellar, boshqacha qilib aytganda, boshqariladigan pitch pervanellari (CPP) deb ataladi, an'anaviylardan farq qiladi, chunki ularning pichoqlari pervanel uyasiga harakatchan tarzda mahkamlanadi va maxsus haydovchi yordamida ma'lum bir burchak ostida o'z o'qi atrofida aylantirilishi mumkin. Ushbu qo'zg'aysan yoki o'zgaruvchan qadam mexanizmi (PVM) odatda pervanel uyasi ichida joylashgan, shuning uchun markaz an'anaviy pervanellarga qaraganda sezilarli darajada kattaroqdir. Qatlamni o'zgartirish mexanizmi qo'lda, mexanik, elektromexanik, gidravlik va elektrogidravlik bo'lishi mumkin. MIS, qo'lda ishlaydigandan tashqari, quyidagilarni o'z ichiga oladi: odatda pervanel uyasida joylashgan pichoqlarni aylantirish mexanizmi; pichoqlarni aylantirish uchun kuchlarni yaratadigan va pervanel mili va asosiy dvigatel orasidagi maydonda joylashgan servomotor; teskari aloqa yoki pervanelning yangi qadami miqdorini ko'rsatadigan qurilma.

Pichoqni aylantirish mexanizmi (82-rasm) ikki xil bo'ladi: tishli va krank, ikkinchisi ishonchliroq va barcha kuchlanishli pervanel konstruktsiyalarida (yuqori quvvat va diametrli, kichik diametrli yuqori tezlikda aylanadigan pervanel pervanellari va boshqalar) ishlatiladi.

Guruch. 82. Pichoqni aylantirish mexanizmi: a - tishli; b - krank.

Hozirgi vaqtda eng keng tarqalgan gidravlik MIS (83-rasm), odatda milya chizig'ida joylashgan. Pervanel pichoqlarini aylantirish uchun bosim ostida suyuqlikning energiyasi (ko'pincha past viskoziteli moy) ishlatiladi. MISH ning gidravlik drayveri qurilmaning nisbatan soddaligi va o'rnatishning nisbatan kichik o'lchamlari va og'irligi bilan sezilarli ish kuchlarini yaratish qobiliyati bilan ajralib turadi.

Guruch. 83. Gidravlik haydovchining konstruktsiyasi.

Pervanelning 4 uyasida sterjen 5 ning haydovchisi 1 mavjud bo'lib, ichi bo'sh pervanel mili 6 ichiga joylashtirilgan. Haydovchi 1, uning yivida barmoq 2 pichoqning ko't qismida joylashgan, ikkinchisini atrofida aylantiradi. uning o'qi. Burilishni osonlashtirish uchun pichoqning dumbasi ikki qatorli konusli rolikli podshipniklar 3 ning uyasi rozetkasiga o'rnatiladi. Rodning 5 boshqa uchida ulangan servomotor piston 7 mavjud. fikr-mulohaza 8 harakatlanuvchi mufta bilan 12 va taqsimlovchi g'altakning pistoni 11. Yog 'tarqatish g'altakiga 11 va servomotorga 7 moy nasosidan quvurlar 10 orqali beriladi. Pervanel pichoqlari qadamining o'zgarishi tutqich 9 tomonidan boshqariladi, uning pastki uchi harakatlanuvchi muftaning yivida siljiydi. Shlangi MIS masofaviy pnevmatik tizim yordamida navigatsiya ko'prigidan pervanelning qadamini boshqarish imkonini beradi.

Sozlanishi balandlikdagi pervanellardan foydalanish kemani boshqarishni sezilarli darajada soddalashtirishga, qadamlar va teskari vitesni yo'q qilish orqali asosiy dvigatellarning o'lchamlari va og'irligini kamaytirishga va pervanelning aylanish yo'nalishini o'zgartirmasdan kemani orqaga qaytarishga imkon berdi. mil. Bundan tashqari, tirgaklar, tankerlar va yog'och tashuvchilar kabi kemalarda pervanel pervanellaridan foydalanish pervanelning qadamini istalgan tezlikda sozlash imkonini beradi. Bu elektr stantsiyasining samaradorligini oshiradi va asosiy dvigatellarning quvvatini turli ish rejimlarida to'liqroq ishlatish imkonini beradi.