Назначение шаров и плавников подводного винта

У недавно выпущенной российской дизель-электрической подводной лодки задний винт имеет две отличительные особенности. Вы можете видеть сферы у основания каждого лопасти пропеллера:

Кроме того, задняя кромка вала имеет четыре примыкающих ребра на одной линии с осью вращения:

Самое главное, какова цель и функция сфер, и что находится под вуалью на первом изображении? Я считаю, что это может отличаться от второго изображения.

Он сделан из другого материала, поэтому, возможно, жертвенный элемент.

Это чтобы уменьшить шум? Это для сглаживания потока или предотвращения кавитации?

Обратите внимание, что на первом изображении сферы находятся на передней кромке, а на втором изображении сферы на задней кромке.

Есть похожее видео на YouTube .

В видео, на которое вы ссылаетесь, сферы видны как на передней, так и на задней кромках пропеллера:

Я ожидаю, что они являются преднамеренными - есть несколько способов прикрепить пропеллер, не беспокоясь об этой поверхности или не используя промывные крышки.

Кавитация вызвана падением давления. Это будет видно на задних кромках гребного винта, и это хуже на внешнем крае гребного винта, который движется быстрее через воду, чем во внутренней области. Я сомневаюсь, что эти сферы вообще влияют на кавитацию.

Это либо сенсорная система, либо шумоподавление. Если датчики, вполне возможно, что они могут быть использованы в качестве задней доплеровской матрицы, даже на движущемся винте, хотя это кажется маловероятным.

Скорее, однако, это не просто пассивная система шумоподавления, но активная система шумоподавления . Это могут быть преобразователи, которые излучают звук, предназначенный для устранения специфического, в противном случае неизбежного шума, который подводная лодка генерирует во время нормальной работы. Системы активного шумоподавления используются на бесшумных подводных лодках уже десятилетия, но, конечно, держатся в секрете.

Другая возможность состоит в том, что это крышки, которые закрывают что-то другое и снимаются (вручную или просто падают с помощью гребного винта в воде) перед активной нагрузкой. Они могут быть скрытыми частями конструкции винта, не предназначенными для общественности. Учитывая, что они сделаны из совершенно другого материала или по-разному покрыты на некоторых фотографиях, это может иметь место.

Наконец, они могут быть там, чтобы просто скинуть конкурентов и являются красными сельдями.

К сожалению, скрытность технологии подводных лодок-невидимок означает, что мы не сможем окончательно доказать какую-либо из этих гипотез.

Когда скорость потока жидкости увеличивается (из-за меньшей площади корня лопатки), давление уменьшается и может быть достаточно низким, чтобы вызвать кавитацию. Сферы создают турбулентность, изменяя характеристики потока, поддерживая давление вверх. Давление на кончике ступицы падает по мере того, как поток заполняется после ступицы и вызывает кавитацию. Лопасти плоской втулки нарушают поток и поддерживают давление. Несколько конструкций используются как в коммерческих, так и в военных целях. Поиск Google для изображений кавитации пропеллера для хороших диаграмм.

Разработчики подводных движителей меньше всего беспокоятся о вихревой кавитации ступицы, поскольку их в первую очередь волнует начало кавитации или начало кавитации, которое сначала происходит в областях вихревого острия, где скорости являются самыми высокими. Как только происходит кавитация, вы больше не работаете в невидимом режиме. Тем не менее, вихревой узел действительно тратит значительное количество энергии.

Поэтому ребра выглядят для меня как своего рода статор ступицы, используемый для рассеивания вихря ступицы и, следовательно, для повышения эффективности движителя. Взгляните на эту статью в морской тяге . Я полагаю, что покрытая картинка могла бы быть какой-то системой крышки с боссом гребного винта, которая была бы даже более эффективной в улучшении эффективности движителя.

Сферы, на которые вы ссылаетесь, являются для меня загадкой. Они создают подковообразные вихри и передают импульс вниз в область вихря ступицы, что немного увеличит давление в вихревом следе ступицы и поможет облегчить разделение потока, когда ступица резко заканчивается. Однако мне не кажется, что это было их конечной целью, поскольку генерация вторичных потоков обычно нежелательна, если нет другой выгодной цели.

Учитывая, что за последние 10-15 лет было проведено немало исследований в области снижения сопротивления путем впрыска полимера или микропузырьков, я бы ожидал, что современная система будет использовать такую ​​систему. Посмотрите, например, эту статью Нури и Саррештехдари, в частности, о впрыске микропузырьков, чтобы уменьшить сопротивление в вихре ступицы. Они оптимально расположены для подачи в ступицу вихря.

Реквизит на разных подводных лодках. Переходная часть закрывает зазор между корпусом и пропеллером. На первом изображении оно почти цилиндрическое, на втором - решительно коническое. Русские подгоняют дизайн второй ступицы к нескольким более старым классам, даже тандемные 4-лопастные опоры для класса Victor. Также видели в некоторых китайских подводных лодках.
Более длинная коническая втулка создает более плавный поток, поэтому сама по себе уменьшает кавитацию. Лопасти кажутся приваренными к ступице. Относительно дешевый ремонт по сравнению с некоторыми конструкциями.

Эта диаграмма иллюстрирует места кавитации. http://www.boatdesign.net/forums/attachments/props/37159d1257771030-prop-doing-bad-cav_varie.jpg Крытая опора может выглядеть следующим образом: https://d2t1xqejof9utc.cloudfront.net/screenshots/pics/0a97825d2248893edbf274 /medium.JPG Ребра являются неотъемлемой частью втулки / вертушки и вращаются с помощью опоры. Шаг меньше, чем корень лезвия.