Аэрогидродинамический профиль

(5)5 В 64 Р 29/2 ИСА Е ИЗОБРЕ ГИДЕТЕЛ ЬСТВУ ВТОРСКОУ Н.СавГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Институт гидромеханики АН УССР(57) Изобретение предназначено для повышения прочности аэрогидродинамической лопасти путем обеспечения защиты ее боковой поверхности от гидродинамических сил при переходе ее в более плотную среду эа счет создания вокруг лопасти навигационной каверны. Лопасть имеет острые кавитирующие кромки 1, выполненные при усечении передней оконечности исходного профиля плоскостью 2, перпендикулярной хорде проФиля 3 илИзобретение относится к аэрогидромеханике, а именно к формам азрогидродинэмических профилей, и может бытьиспользовано при конструировании лопастей насосов и турбин, стоек и других крыльевых элементов.Известно крыло, имеющее переднююкромку профиля, затупленную путем установки на нижней носовой поверхности крыла металлических накладок различногорадиуса затупления. Величина затупленияхарактеризуется относительным радиусомйдйл - , где Я - радиус затупления; Ь -Ьмместная хорда крыла.В данном случае затупление носовойчасти профиля носит характер скругления,и, как показали испытания, в диапазоне углов атаки 0-10 практически не влияет навеличину коэффициента Су(фиг.2).Наиболее близким в предлагаемому потехнической сущности является профиль соскругленной передней кромкой, например,. профиль ИАСА. Поляры профиля МАСА 4412при обтекании каеитационными потокамисвидетельствуют о значительном снижениикоэффициента подьемной силы профиляпри кавитационном обтекании.Недостатком профилей является то, чтопри резком увеличении плотности среды(воздух - вода - в 1000 раз) на них возникают большие гидродинамические силы, чтотребует обеспечения значительного запасапрочностных характеристик.Цель изобретения - повышение прочности путем обеспечения защиты боковой поверхности профиля от гидродинамическихсил при переходе его в более плотную средуза счет создания вокруг него каверны.Цель достигается тем, что в аэродинамическом профиле, имеющем затупленнуюкромку, передняя кромка выполнена усе-,ченной, при этом плоскость усечения перпендикулярна хорде профиля, а края ееснабжены острыми кромками;Размеры плоскости усечения выбираются такими, чтобы образованная этой плоскостью каверна исключалэ замыв боковыхповерхностей элементов конструкций припрохождении ими границы раздела средили при изменении концентрации двухфазного потока,На фиг.1 показан предлагаемый профиль, на фиг,2 - поляры клиновидного профиля; на фиг,3 - то же, предлагаемогопрофиля,Аэрогидродинамический профиль. содержит в передней части острые кавитирующие кромки 1, организуемые путем 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 усечения передней оконечности исходного профиля плоскостью 2, перпендикулярной нагнетающей поверхности 3, и скос 4, образуемый пересечением профиля плоскостью, наклоненной на угол ф к нагнетающей.поверхности, который обеспечивает переход от толщины 1, отвечающей передней кромке, к толщине 1 о в средней или задней части.При входе модели в более плотную среду на кавитационных кромках 1 образуется каверна 6, предотвращающая замыв боко-, вых поверхностей и тем самым позволяющая практически исключить появление значительных гидродинамических сил, Толщина каверны в произвольном сечении является функцией толщины передней кромки 1 и числа кавитации ОЯ- 1(1,о). На фиг,5 приводятся профили каверн за пластиной при разных числах кавитации 0о 0.1.На фиг.4 приводятся полученные экспериментально поляры описанного выше двухсредного профиля с различной толщи 1 3 5 ной передней кромки/1 О = - , - и - и угла66 6 скоса /3.Поляры с 1/1 о = 1/6 близки к полярам клиновых профилей и здесь существенную роль играет угол скоса передней кромки профиля. С увеличением толщины 1 это вли- яние уменьшается, и при 1/1 о = 5/6 гидродинамические характеристики предлагаемого профиля соответствуют обтеканию пластинки шириной 1, поставленной к набегающему потоку под углами 90"- аа10),Увеличение коэффициента сопротивления Сх с увеличением толщины передней кромки 1 оправдано резким (на порядок) уменьшением боковых сил (см. величину коэффициента Су), тем более, что прочностные характеристики крыльевых элементов вдоль хорды максимальны.Предлагаемый профиль был испытан на ряде моделей. Испытания показали, что усечение профиля и наличие на нем кавитационных кромок при входе в более плотную среду позволяет получить каверну. предотвращающую замыв боковых поверхностей модели и тем самым резко снизить действие боковых сил, что позволяет использовать его при работе в двухсредных режимах и в двухфазных- потоках изменяющейся концентрации. Формула изобретенияАэрогидродинамический профиль, имен)щий затупленную переднюю кромку, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения прочности путем обеспечения защиты бокодпй поверхности профиля от гидродинами1710445 Су фиг игГСоставитель С,Пу едактор О.Хрипта Техред М,Морген л ектор Н,Ко оль каз 305 Тираж .ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ческих сил при переходе его в более плотную среду за счет созданиявокруг него каверны, передняя кромка выполнена усеченной, при этом плоскость усеченияперпендикулярна хорде профиля, а края ееснабжены острыми кромками.