close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY4233

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 4233
(13)
C1
(51)
(12)
7
B 63B 1/38
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
СПОСОБ СНИЖЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЛАВАЮЩЕГО ТЕЛА
И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
(21) Номер заявки: 960343
(22) 1996.07.03
(46) 2001.12.30
(71) Заявитель: Институт системных исследований (BY)
(72) Автор: Зверховский Ю.Е. (BY)
(73) Патентообладатель: Зверховский Юрий Ефимович (BY)
(57)
1. Способ снижения сопротивления плавающего тела путем подачи высоковязкой упругоэластичной жидкости для образования жидкостной пленки на границе раздела между корпусом тела и окружающей средой с
последующей подачей в образованное пространство газa с давлением выше давления окружающей среды,
отличающийся тем, что дополнительно из носовой части плавающего тела подают струю высокотемпературного газа высокого давления.
2. Устройство для снижения сопротивления плавающего тела, содержащее системы подачи жидкости и
газа с выходными отверстиями, снабженными двумя козырьками, при этом первый козырек установлен над
выходным отверстием жидкостной системы, а второй - над выходным отверстием газовой системы на границе их раздела, отличающееся тем, что оно снабжено системой подачи высокотемпературного газа высокого давления, расположенной в носовой части плавающего тела.
(56)
SU 1030238 A, 1983.
BY 4233 C1
US 1610752, 1954.
Войткунский Я.И. и др. Гидромеханика. - Л.: Судостроение, 1986. - С. 288.
Изобретение относится к судостроению.
Известен способ снижения сопротивления плавающего тела путем ввода в пограничный слой потока газа
[1]. При помощи вдува газа в пристенную часть потока можно существенно уменьшить гидродинамическое
сопротивление за счет малой вязкости газа.
Изменение поверхностного трения более чем на 30 % достигается при концентрации газа на стенке более
80%, что осуществить с помощью вдува газа через проницаемую стенку другой режим течения - пленочный в широком диапазоне параметров невозможно из-за неустойчивости границы раздела фаз. При этом не наблюдается существенный эффект управления турбулентным пограничным слоем с помощью газонасыщения.
За прототип принят способ снижения сопротивления плавающего тела [2], осуществляемый путем воздействия на натекающий поток струей воды, выпускаемой из носовой части судна ниже ватерлинии, навстречу натекающему потоку.
Недостатком прототипа является недостаточно эффективное снижение сопротивления судна, большая затрата мощности.
Известно устройство для снижения сопротивления плавающего тела, представляющее собой систему подачи потока газа в пристенную часть окружающей среды [1].
Недостатком данного решения является то, что при его использовании не наблюдается существенного эффекта управления турбулентным пограничным слоем с помощью газонасыщения.
За прототип принято устройство для снижения сопротивления плавающего тела [2], содержащее входной
патрубок, насос, выходной патрубок, дополнительный патрубок, нагнетатель воздуха, размещенные в носу
судна ниже ватерлинии.
Недостатком данного устройства является недостаточно эффективное снижение сопротивления судна,
большие энергозатраты на снижение волнового сопротивления и стабилизацию течения.
Задачей, решаемой изобретением, является снижение гидродинамического сопротивления, что в свою
очередь будет способствовать увеличению скорости плавающего тела.
Для решения поставленной задачи в способе снижения сопротивления плавающего тела путем подачи
высоковязкой упругопластичной жидкости для образования жидкостной пленки на границе раздела между
корпусом и окружающей средой, с последующей подачей в образованное пространство газа с давлением
выше окружающей среды, из носовой части подают струю высокотемпературного газа высокого давления.
Для осуществления предложенного способа устройство для снижения сопротивления плавающего тела,
содержащее системы подачи жидкости и газа с выходными отверстиями, снабженными двумя козырьками,
при этом первый козырек установлен над выходным отверстием жидкостной системы, а второй - над выходным отверстием газовой системы на границе их раздела, оно снабжено системой подачи высокотемпературного газа высокого давления, расположенной в носовой части плавающего тела.
При подаче из носовой части плавающего тела струи высокотемпературного газа высокого давления наблюдается тепловое разрезание (разрыв сплошности) набегающего водяного потока, создается парогазовый
туннель, что снижает лобовое сопротивление.
Высокотемпературная струя - это тепловая резка набегающего водяного потока. Производится посредством использования концентрированного переноса тепла в газовой струе высокого давления, например после
сгорания ракетного топлива гептила. Длина ядра пламени (струи) должна быть максимальной и зависит от
технических условий движения подводного тела (рабочее давление струи больше 4 МПа). Диаметр струи определяется в зависимости от диаметра подводного тела Д1 и равен не более 0,01Д1.
При разрезании набегающего водного потока в зоне термического влияния струи будут образовываться
газовые пузыри водяного пара. При испарении 1 см3 воды образуется 1680 см3 водяного пара при давлении
0,1 МПа. Плотность воды почти в 800 раз выше плотности такой газовой среды, в которой перемещается носовая часть плавающего тела. За счет малой вязкости парогазовой среды существенно снижается лобовое
сопротивление при движении.
Изменяя диаметр и рабочее давление ядра пламени струи в большую сторону, плавающее тело может
двигаться на большой глубине (до 250 метров).
Первый козырек служит для поджатия созданного высокотемпературной струей встречного газового потока и подачи из-под него высоковязкой упругопластичной жидкости для образования полимерной пленки
на границе раздела между корпусом тела и окружающей водной средой. Второй козырек служит для ориентации полимерной пленки на границе раздела между корпусом тела и окружающей водной средой. Второй
козырек служит для ориентации полимерной пленки на границе раздела в пространстве, на технологически
заданном расстоянии от стенки корпуса тела и для подачи из-под него газа. Этот газ удерживает по длине
2
BY 4233 C1
корпуса тела полимерную пленку на заданном расстоянии и создает газовую прослойку между полимерной
пленкой и корпусом тела.
На чертеже показано предлагаемое устройство, общий вид.
Устройство содержит системы подачи жидкости и газа с выходными отверстиями и систему подачи высокотемпературного газа высокого давления.
На поверхности обшивки 1 установлены козырьки 2 и 3. При этом козырек 2 установлен над выходным
отверстием жидкостной системы, а козырек 3 - над выходным отверстием газовой системы на границе их
раздела.
Из-под козырька 2 из резервуара 4 под давлением поршня 5 подается высоковязкая упругопластичная
жидкость для снижения сопротивления и образования жидкостной пленки на границе раздела между корпусом тела и окружающей средой.
Козырек 3 выполнен из эластичного материала с продольными канавками трапецеидальной формы и заострен. Легко перемещается в радиальном направлении. Жидкостная пленка образуется на козырьке 3 при
стекании ее в пространство.
В свободное пространство между корпусом плавающего тела и образованной жидкостной пленкой из резервуара 6 подается через щель 7 газ с давлением выше окружающей среды. В носовой части установлен резервуар для образования высокотемпературного газа высокого давления с системой поджига воспламенителя
8. В области контакта, где парогазовая среда будет разжиматься передней конусообразной кромкой, дополнительно устанавливается твердое полимерное покрытие 9 для снижения лобового сопротивления.
Газовая прослойка около стенки корпуса плавающего тела и легкоподвижная полимерная пленка образуют вместе так называемую “податливую стенку”, которая гасит радиальные турбулентные пульсации обтекающей среды на границе раздела и является теплозащитой для корпуса плавающего тела.
Располагая полимерную пленку с помощью второго козырька 3 и давления газа, вытекающего из щели 7
на таком расстоянии, чтобы оно не соприкасалось с корпусом плавающего тела, то плавающее тело будет
перемещаться только в газовой среде (прослойке), что существенно снижает боковое сопротивление за счет
малой вязкости газа, создает значительный положительный эффект для снижения общего гидродинамического сопротивления при больших скоростях движения плавающего тела.
Таким образом, разрезающая высокотемпературная струя в носовой части плавающего тела и искусственно созданная сбоку “податливая стенка” позволяют при реактивном движителе развивать плавающему
телу большую скорость (более 300 миль/ч).
Источники информации:
1. Войткунский Я.И., Фадеев Ю.И., Федявский К.К. Гидромеханика. - Л-д.: Судостроение, 1982. - С. 233.
2. Патент SU 1030238 А, МПК В 63 В 1/40.
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
113 Кб
Теги
патент, by4233
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа