Способ устранения генерации звука на подводном крыле быстроходного судна

 

Использование: в судостроении и касается разработки способа устранения генерации звука на подводном крыле быстроходного судна. Сущность изобретения: способ устранения генерации звука на подводном крыле быстроходного судна заключается в том, что изменяют положение кормовой кромки профиля подводного крыла, это изменение осуществляют путем ее подъема выше хорды исходного профиля подводного крыла на величину, доходящую до 0,2 от максимальной ординаты средней линии профиля подводного крыла, и плавно сопрягают ее с верхней и нижней поверхностями подводного крыла, при этом радиус кривизны верхней сопрягающей поверхности выбирают меньшим по сравнению с радиусом кривизны нижней сопрягающей поверхности. 2 ил.

Изобретение относится к судостроению и касается разработки способа устранения генерации звука на подводных крыльях быстроходных судов.

Известен способ устранения генерации звука на подводном крыле быстроходного судна, заключающийся в том, что изменяют положение кормовой кромки профиля подводного крыла [1] Однако известный способ, заключающийся в притуплении кормовой кромки путем ее незначительной подрезки, приводит к снижению гидродинамических характеристик подводного крыла.

Технический результат изобретения заключается в повышении гидродинамических характеристик подводного крыла.

Этот технический результат достигается тем, что при способе устранения генерации звука на подводном крыле быстроходного судна изменяют положение кормовой кромки профиля подводного крыла. Это изменение осуществляют путем ее подъема выше хорды исходного профиля подводного крыла на величину, доходящую до 0,2 от максимальной ординаты средней линии профиля подводного крыла, и плавно сопрягают ее с верхней и нижней поверхностями подводного крыла, при этом радиус кривизны верхней сопрягающей поверхности выбирают меньшим по сравнению с радиусом кривизны нижней сопрягающей поверхности.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показан известный профиль подводного крыла быстроходного судна со схемой схода вихрей с клиновидной кормовой части профиля крыла; на фиг. 2 профиль подводного крыла, выполненный в соответствии с реализацией способа устранения генерации звука на подводном крыле быстроходного судна.

Известный профиль 1 подводного крыла быстроходного судна (на чертеже не показан) имеет, как правило, клиновидную кормовую часть 2 с острой или притупленной кормовой кромкой 3 и характеризуется нижеперечисленными параметрами: b хорда профиля подводного крыла, т.е. линия, соединяющая носовую и кормовую кромки этого профиля; е максимальная ордината средней линии 4 профиля, являющаяся полусуммой ординат верхней 5 и нижней 6 линий профиля подводного крыла; угол нулевой подъемной силы подводного крыла, определяемый из условия плавного обтекания кормовой кромки потоком жидкости без учета ее вязкости, при этом угол соответствует углу между хордой "b" и линией 7, проходящей через верхнюю точку ординаты "е" и конечную точку кормовой кромки 3 профиля крыла; ₁ фактический угол нулевой подъемной силы, определяемый с учетом вязкости жидкости, обтекающей профиль подводного крыла.

Профиль, полученный согласно реализации способа устранения генерации звука на подводном крыле быстроходного судна, отличается от обычного профиля 1 подъемом навеличину h 0,2e конечной точки кормовой кромки 3 над исходной хордой "b" и расположением ее на пересечении верхней 9 и нижней 10 линии профиля 8, плавно сопрягающихся соответственно с верхней 5 и нижней 6 линиями профиля, причем радиус R₉ кривизны верхней сопрягающей линии 9, принадлежащей верхней сопрягающей поверхности крыла, меньше радиуса R₁₀ кривизны нижней сопрягающей линии 10 профиля, принадлежащей нижней сопрягающей поверхности подводного крыла.

Профиль 8 подводного крыла быстроходного судна может получаться посредством заблаговременного приполнения или путем обрезки кормовой части общеизвестного профиля 1 с последующей ее профилировкой, обеспечивающей упомянутые выше подъем кормовой кромки 3 и плавность сопряжений поверхностей подводного крыла.

При обтекании профиля 1 жидкостью, вследствие ее вязкости в кормовой части этого профиля образуется вихревой след 11, уменьшающий искривление потока и, как следствие изменяющий значение угла нулевой подъемной силы до величины, равной ₁ Нижний ряд вихрей 12 сходит с кормовой кромки 3 профиля, а верхний ряд вихрей 13 отстоит от него на расстоянии t.

Параметры вихревого следа t и L (где L расстояние между вихрями в их рядах) в силу условия устойчивости вихревого следа являются взаимосвязанными величинами: t/L 0,28 (условие Кармана).

При перемещении подводного крыла быстроходного судна со скоростью V частота схода вихрей с его кормовой части, являющаяся одновременно частотой действующих на крыло возмущающих сил, является величиной, обратно пропорциональной параметрам L и t вихревого следа 11: Близкое совпадение частоты схода вихрей с частотой собственных колебаний кормовой кромки крыла приводит к увеличению интенсивности этих колебаний и к эффекту "пения", т.е. генерации звука подводным крылом.

Изменение профилировки кормовой кромки профиля 8 согласно изобретению, заключающееся в подъеме кормовой кромки профиля на величину h 0,2e и в плавном сопряжении этой кормовой кромки с верхней и нижней поверхностями подводного крыла соответственно по линии 9 с радиусом R₉ и по линии 10 с радиусом R₁₀ (R₁₀>R₉) обеспечивает уменьшение толщины t вихревого следа, сходящего с кормовой части модифицированного профиля подводного крыла при эксплуатации быстроходного судна. В этом случае происходит увеличение частоты схода вихрей, а следовательно смещение ее из зоны резонанса и прекращения "пения" подводного крыла из-за уменьшения интенсивности колебаний кормовой кромки профиля несущего подводного крыла движущегося поступательно быстроходного судна.

Формула изобретения

Способ устранения генерации звука на подводном крыле быстроходного судна, заключающийся в том, что изменяют положение кормовой кромки профиля подводного крыла, отличающийся тем, что указанное изменение положения кормовой кромки осуществляют путем ее подъема выше хорды исходного профиля подводного крыла на величину, доходящую до 0,2 от максимальной ординаты средней линии профиля подводного крыла, и плавно сопрягают ее с верхней и нижней поверхностями подводного крыла, при этом радиус кривизны верхней сопрягающей поверхности выбирают меньшим по сравнению с радиусом кривизны нижней сопрягающей поверхности.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2