Регулируемое демпфирующее покрытие

Союз Советских Социалистических РестгубликО Г 1 И С А Н И Е 1 вв 7 вв 6ИЗОБРЕТЕН ИЯ ВТОР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(22) Заявле 03.75 (21) 2115446/Ж заявки л 1" соедине осударственныи комитетСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий 23) Приоритет 43) Опубликов 45) Дата опуб 0 Бюллетень 11 е 10 (5 К 62-543.описания Я. 09. И икован 2) Авторы изобретения Козлов и В. И, Коробов В, Бабенко(71) Заявитель итут гидромеханики АН Украинской ССР) РЕГУЛ 11 РУЕМОЕ ДЕМ Пф 1 РУЮПОКРЫТИЕ азличнымЙствад пропорИ 1 ИСЛУ ваемых поническиель длиныдвижения ластомеров, изготавли ецептам, причем меха рытия изменяются вдо ионально скорости Рейнольдса 2.Недостаток этого по ом, что оно может ум еское сопротивление т ой скорости движения, ические свойства опт ции ных тел крытия заключается в еньшать гидродинамиолько при определенпри которой его к 1 сх 11- имальны вдоль дли 11 ы рующее покрытие, шения сопротивлела и состояшее из Изобретение предназначено для стабилизапограничного слоя, уменьшения турбулентпульсаций в пограничном слое различных и может быть использовано в судостроении и в других отраслях народного хозяйства для уменьшения гидродинамического сопротивления или гидравлических потерь.Известно демпфируюшее трехслойное покрытие, предназначенное для уменьшения сопротивления движушегося в воле тела и состоящее из трех гладких пластин, склеенных между собой, причем толщина наружной пластины составляет треть местной толщины пограничного слоя 1.Недостатком такого покрытия является то, что оно может эффективно стабилизировать пограничный слой и уменьшать гидродинамическое сопротивление только при одном значении величины скорости, так как при изменении скорости движения тела изменяется толшина пограничного слоя. Это создает неудобство в эксплуатации демпфируюшего покрытия ввиду то- О го, что оно не позволяет иметь оптимальную толщину покрытия вдоль тела при изменении скорости обтекания.Известно также демпфипредназначенное для уменьния движушегося в воле те 25 Поэтому такое покрытие может применяться успешно лишь при одном заранее вь 1 бран ном значении скорости движения тела.Кроме этого, известно демпфируюшес покрытие, состоящее из укрепляемых на одте 1,1 смом твердом теле слоев эластичного матери;.- ла, соединенных с помо 1 цью выполненных па смежных поверхностях слоев продольных в н- правлении движения выступов-впадин, а такжс снабженных системой каналов, заполненнь 1 х неагрессивной вязкой жидкостью и сообшспных с источником переменного статического давления 3 .Это демпфируюшее покрытие, в отличиет упомянутых, позволяет регулировать механ 11- ческие свойства в зависимости от режиме движения, числа Рейнольд а и свойств окр ж 11 о.Эластичный слой 2 покрытия выполняетфункции массивной и плотной мембраны, укрспленной, как на пружинах, между слоями 1 и 3.Колебания этой мембраны дополнительно диссипируют повышенную энергию возмущения в пограничном слое обтекаемого тела с покрытием. Роль демпферов мембраны и внешних возму)цений выполняют два слоя токопроводяшей полосы 4. шей среды. Однако недостатком такого покрытия является то, что при резком изменениитемпературы или плотности окружавшей средыего механические свойства стацовятся церегулируемыми, что снижает эффективность покрытия. Кроме того, внутренние полости в покрытии уменьшают его прочность,Целью изобретения является эффективноерегулирование демпфирующих свойств покрытия при различных условиях работы, а такжеповышение его прочности.Это достигается тем, что в предлагаемомпокрытии на наружном и смеж)(и с ним слояхвыступы-впадины выполнены по направлениюдвижения среды, а на смежном и последующемслое выступы-впадины выполнены поперек направления движения среды, при этом зазоры 15между выступами и впадинами нижних слоевзаполнены токогроводяцим материалом, например тканью, образуюгцим;иза параллельныхтокопроводягцих слоя, расположенных одиннад другим и име)ощих по концам поперечныеполосы из токопроводящего материала, полклю Еченные независимо к источнику тока, а каждая параллельная пара этих слоев образуетвдоль покрытия изолированные секции.На фиг. 1 изооражецо предлагаемое регулируемое демпфируюшее покрытие, пролольо25ныи разрез; на фиг. 2 - разрез по ЛА нафиг. 1; ца фиг. 3 -- разрез по Б - Б на фиг. 1.Покрытие состоит из слоев 1, 2, 3, выполненных из эластичного материала, напримеррезины, имеющих раз.ц)чныс механические свойства и склеенных между собой вдоль поверхностей выступов-впадин. Выступы-впадины врайоне смежных поверхностей слоег 1 и 2 выполнены по нап 1)авлени)0 движения с)еды, а Врайоне смежных поверхностей слоев 2 и 3 - поперек направления движения срсды. СтрелкойВ показано направление движения среды, обтекающей тело,Соединение слоев 2, 3 выполнено так, чтомежду выступами и впадинами слоев имеютсязазоры, заполненные полосами 4 из токопроводящего материала, например гкани. Слои 4 О13 изготавливаются либо в виде непрерывных полос, либо в виде отдельных пласп)н.В Оооих случаях зазоры в слоях 2 3, запо,)неннь;е полосами 4, разбить по длине ца отдельные изолированные секции. На концах эгихсекций в слоях 2, 3 выполнены поперечные 45каналы, заполненные эластичным вкладышем 5и поoеречными полосами 6 нз такого же материала, что и полосы 4, или из другого токоцроводящего материала.По краям секций к полосам 6 подключенисточник тока либо независимо к каждому параллельному слою полос 4, либо независимо ккаждои секции, либо одновременно ко всемудемпфирующему покрытию.Внутренняя поверхность слоя 1 выполненаэквидистантно верхней поверхности слоя 2,Соединение этих слоев осуществлено такимобразом, что выступы 7 слоя 1 входят во впадины 8 слоя 2, а вь)ступы 9 слоя 2 входят вовпадины 10 слоя 1.Соединение контактирующих поверхностейслоев 2 и 3 аналогично соединению слоев 1 и 2: 60 выступы 11 слоя 2 ходя во впади)п 12 с,)О 3, а выступы 13 слоя,3 входят во впадины 14 слоя 2.Форма сечения выступов-вцалиц в слоях 1 - 3 может быть произвольцои.Демпфируюшее покрытие в з:.:.с:)х)ости от назначения приклеива)от к поверхности обтека=;,сго тела наружной стороной слоя 1 или."тПлотности слоев выбирак)тся так. что плотность слоя 2 наибольшая, а плотности слоев 1 и 3 примерно равны между сооой и равны плотности окружающей среды.Размеры регулируемого демпфируюшего покрытия определяются технологией производства, геометрическими параметрами объекта, на котором закрепляется это покрьпие, и физическими особенностями течения жидкости, обтекающей объект. Исходя из этого, размеры секций выбираются для каждого ксцкретного обьекта в соответствии с его внецними обводами, эквидистантно раскрою листов обшивки корпуса. Длина и ширина секций, содержащих токопроводящие полосы 4 и 6, опре еляются в оощем случае технологией производства демпфирующего покрытия и должны быгь меньше размеров полос или пластин ца величину, достаточную лля электроизоляции от окружающей внешней среды. На длину секций могут накладываться ограничения, зависящие от особешостей течения жидкости в пограничном слое.Доступу жидкости к по)ос;)и 4 и 6 Н 1)спятствует электроизолирующий материал слоев 13.В случае регулируемого лемпфируюшего покры тия из.нескольких секций секш)ц склеиваются между собой торцевыми поверхчостями.Работа предлагаемого покрытия зависит от параметров скорости, глубины) движения телз с покрытием, степени развития возмущений в пограничном слое. В случае возникновения толь ко начальных плоских возмугцеций в пограничном слое энергия возмугцаюших колебаний невелика и передается эластичному слою 1 покрытия. Часть этой энергии теряется при сообщении колебательного движения некоторому участку площади верхнего сплошного покрова слоя 1, являющегося упругой мембраной. Другая часть энергии передается в глубь эластичного слоя 1, при этом выступы 7 слоя 1 и выступы 9 слоя 2 деформируются. Из-зг разности плотностей слоев 1 и 2 выступы 7 являются демпферами по отношению к выступам 9. Наклон выступов 7 и 9 повышаст податливость слоя 1.Различие плотностей слоев 2 и 3 и наличие выступов 11 и 13 обеспечивают демпфирование трехмерных возмущений, при этом выступы 3 являются демпферами по отношению к выступам 11.осуларственного ио дслач из З 5, Москва, х мчи ета Сорстений о. Ра иска г. Ужгорол НО) л. Проект н, ц. Фигиь, П 111 атент Регхлировани( меха цИеских сВОиств цокры тия осуществляется пропусканет тока через полосы 4, что привод 1 Т к ц;греванию слоев 1 - 3 и изменеию цх свойств в соответствии с заданной программой. Г-.сли необходим периодический равномерный нагрев Вс(го покрытия для изменения свойств его с,Оев, то источник электропитания кдключается одновреме 51 о по всему гОкрытикт. Если стабцлцзирукшис свойства покрытия нужно изменять с задацй закономерностьк вдоль обтекаемого тела, то источники элект 1)оцитания цо;клю 1 аотся к каждой секции независимо, и это позволяет обеспечить их различный цагрсв.Регулируемое демпфируюшсс 1 Окрытие обладает повышегой прочостью и срокох 1 службы, обусловленньх уве.шчецием времеи старения эластомсров Регулируе)1;(: лсм 1-,1),) юццс цо; р;:гце, выполненное в ви,(г укп;5(:хц;х на обгскаемом твердом теле с,(к в э, Н("гцчно: о . Втериала, соединенньх с помо;цыо ВцОлцецВх ца смежных ЦОВЕРХНОСТЯХ СЛОЕВ ВЫСТУПОВ-ВПНДЦЦ, гГ.НИЦ 1- иееся тем, То, с целью эффективного рогу,1- рования демпфирующцх свойств цокр ти 5.Т с 1 К Ж Е П 0 В Ы Ш Е Н 1 Я П) ОО С Т 1110 К Р Ы Т 11 51, 11115ружном и смежном с нцм слоях вы:тт цы-вцц- ДИНЫ ВЫПОЛНЕНЫ ЦО Ц(1 ПР 1 ВЛЕЦЦ Ю ДНИК(Цп 5 СГС ды, а на смежном и последукццем слое Вступы-впадины выпол цсцы поперек ц; при в. спиц движения средь, пр 1 этом заз 01 ы меж.11 выступами и впадинами нижних слоев згцкс иены токопроводяшим мате)пало, цацрц,ср тканью, образующим два параллельных тоцпроводящих слоя, расположенньх один другим и имеющих по концам поперсяыс: (- лосы из токопроводяшего материала, цодк,к - чснцые независимо к источнику тока, а каясд;1 15 параллельная пара этих слоев образует влс 11,покрытия изолированные секгац.Источники информации, принятые. Вцц;,ние прц экспертизе:1. Г 1 атент США Лв 3585953, кл. 1 11974.2Г 1 атецт Великобритании х.;5" .,кл. 4 К, 196.3. Авторское свидетельство СССР,хе .1: ". .кл. Г 15 Р 1/12, 974. Составитель В. ЧернышевТехред О. Луговая хорректор С. Шеки Тираж 918 1 одиснос