潜艇螺旋桨上的球体和鳍片的用途


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在最近发射的俄罗斯柴电潜艇上,后螺旋桨具有两个鲜明的特征。您可以在每个螺旋桨叶片的底部看到球体:

另外,轴的后缘有四个与旋转轴成一直线的相邻散热片:

最重要的是,这些球体的目的和功能是什么?在第一幅图像的面纱之下是什么?我相信它可能与第二张图片有所不同。

它由不同的材料制成,因此可能是牺牲元素。

是为了减少噪音吗?是使流动顺畅还是防止气蚀?

请注意,在第一个图像中,球体在前边缘,在第二个图像中,球体在后边缘。

有一个相关的youtube视频


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我认为这些可能只是螺旋盖,与流体动力学无关。

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您通过提供YouTube链接为第二个问题提供了答案。从那里拍摄:刀片的图像但是我不解自己-球体和盖子都没有道理。也许是为了混淆和分散那些讨厌的西方分析师?

Answers:


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在您链接的视频中,可以在螺旋桨的前缘和后缘看到球体:

在此处输入图片说明

我希望它们是有意的-有多种方法可以在不打扰螺旋桨表面的情况下安装螺旋桨,也可以使用平盖。

空化是由压力下降引起的。这将在螺旋桨的后缘看到,而在螺旋桨的外边缘则更糟,后者在水中移动的速度比内部区域快。我怀疑这些领域根本不会对空化产生影响。

它要么是传感器系统,要么是降噪系统。如果是传感器,则即使在移动的螺旋桨上也可能将它们用作后向多普勒阵列,尽管这似乎不太可能。

但是,更有可能的不仅仅是被动降噪系统,而是主动降噪系统。这些可能是换能器,其发出的声音旨在抵消潜艇在正常操作过程中产生的特定的,不可避免的噪声。主动降噪系统已经在无声潜艇中使用了数十年,但是,当然是保密的。

另一种可能性是这些盖子盖住了其他东西,并在现役前取下(手动或仅在水中使用螺旋桨将其掉下)。它们可能隐藏了螺旋桨设计中不公开的部分。由于它们是由截然不同的材料制成或在某些照片中具有不同的涂层,因此可能是这种情况。

最后,他们可能只是为了甩开竞争对手而成为红鲱鱼。

不幸的是,潜艇技术的秘密性质意味着我们可能无法确切地证明这些假设中的任何一个。


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当流体流动速度增加时(由于叶片根部的面积较小),压力会降低,压力可能会低到足以产生气穴现象。球体会产生湍流,从而改变流动特性,从而保持压力升高。轮毂后充入的流量会导致气蚀,导致轮毂末端压力下降。扁平的轮毂叶片会扰乱流量并保持压力升高。在商业和军事应用中都使用了几种设计。在Google上搜索螺旋桨气蚀图像以获取良好的图表。


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潜艇推进器设计者最不关心轮毂涡流空化,因为他们主要关心的是空化开始或空化的开始,该现象首先发生在速度最高的尖端涡流区域。一旦发生气蚀,您将不再以隐形模式运行。但是,轮毂涡流确实浪费了大量能量。

因此,在我看来,鳍片是一种用于扩散轮毂涡流从而提高推进器效率的轮毂定子。看看这篇关于海上推进的文章。我想涵盖的内容可能是某种螺旋桨轮毂盖鳍系统,它在提高推进效率方面会更加有效。

您所指的领域对我来说还是个谜。它们会产生马蹄形涡流,并使动量向下对流进入轮毂涡流区域,这会稍微增加轮毂内涡流尾流中的压力,并有助于减轻轮毂急剧终止时的流动分离。但是,在我看来,这并不是它们的最终目的,因为除非有其他有利的目的,通常不希望产生二次流。

鉴于过去10到15年间在通过聚合物或微泡注入降低阻力方面进行了大量研究,我希望采用这种系统的是最先进的潜艇。例如,请参见Nouri和Sarreshtehdari的这篇论文,专门讨论微气泡注入以减少轮毂涡流中的阻力。它们放置在最佳位置,可以送入轮毂涡流。


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道具在不同的潜艇上。过渡件覆盖了船体和螺旋桨之间的间隙。在第一个图片中,它几乎是圆柱形的,第二个图片是圆锥形的。俄国人将第二个Pic Hub的设计改造为几种较旧的设计,甚至是Victor级的串联4叶片道具。在某些中文字幕中也可以看到。
更长的轮毂锥度会产生更多的渐变流,因此其本身会减少气蚀的发生。叶片似乎焊接在轮毂上。与某些设计相比,修复相对便宜。


更好的联系可能是:螺旋桨周围有不同类型的气蚀这个数字是维基百科的公共领域。
Lysistrata 2015年

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该图说明了气蚀位置。 http://www.boatdesign.net/forums/attachments/props/37159d1257771030-prop-doing-bad-cav_varie.jpg 涵盖的道具可能如下所示:https : //d2t1xqejof9utc.cloudfront.net/screenshots/pics/0a97825d2248893edcf274662567b552 /medium.JPG 鳍片是轮毂/旋转器不可或缺的一部分,可随道具转动。螺距小于叶片根部。


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嗨,user1951,您好,欢迎来到engineering.SE!我们尝试建立对未来访客有用的问题和答案。出于这个原因,由于链接可能会死掉,因此严重依赖链接的问题就被拒绝了。您是否拥有其中任何一张图片的版权,或者它们是开源的?如果是这样,您可以通过编辑问题将其直接添加到您的帖子中。
克里斯·穆勒

我也是这个新手。我用手机输入,不知道如何插入图像。这些照片是在谷歌在搜索“螺旋桨空化。”
user1951
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