Канальный винт , также известный как насадка Корта , представляет собой морской винт, оснащенный невращающейся насадкой . Он используется для повышения эффективности винта и особенно используется на сильно нагруженных винтах или винтах с ограниченным диаметром. Впервые он был разработан Луиджи Стипой (1931), а затем Людвигом Кортом (1934). Насадка Корта представляет собой кожухированный узел винта для морского движения. Поперечное сечение кожуха имеет форму фольги , и кожух может обеспечивать гидродинамические преимущества по сравнению с голыми винтами при определенных условиях.
Преимуществами являются повышенная эффективность на низких скоростях (<10 узлов), лучшая устойчивость курса и меньшая уязвимость к мусору. Недостатками являются пониженная эффективность на высоких скоростях (>10 узлов), устойчивость курса при движении кормой вперед и увеличение кавитации . Воздуховодные винты также используются для замены рулей .
Луиджи Стипа [1] в 1931 году, а позднее Людвиг Корт (1934) [2] продемонстрировали, что увеличение пропульсивной эффективности может быть достигнуто путем окружения винта фольгообразным кожухом в случае сильно нагруженных винтов. «Насадка Корта» называется ускоряющей насадкой и обычно имеет профиль MARIN 19A [3] [4] или профиль MARIN 37. [3] [5]
Насадки Kort или обтекаемые винты могут быть значительно более эффективными, чем необтекаемые винты на низких скоростях, создавая большую тягу в меньшем корпусе. Буксиры и рыболовные траулеры являются наиболее распространенным применением насадок Kort, поскольку высоконагруженные винты на тихоходных судах получают наибольшую выгоду. Насадки имеют дополнительные преимущества, уменьшая эффект гребного колеса (например, тенденцию правого винта отклоняться влево) и уменьшая придонное всасывание при работе на мелководье.
Однако дополнительная защита увеличивает сопротивление, и насадки Корта теряют свое преимущество перед винтами на скорости около десяти узлов (18,5 км/ч).
Насадки Корта могут быть фиксированными, с управлением направлением движения с помощью руля, установленного в потоке воды, или поворотными, когда их поток управляет рулевым управлением судна.
Кожух такого типа также полезен для навигации в ледяных полях, поскольку он в некоторой степени защищает кончики винтов. Однако лед или любой другой плавающий предмет может застрять между винтом и соплом, заблокировав винт. Засоренные винты в соплах Корта гораздо сложнее очистить, чем «открытый» винт.
В исследовательской работе Бекстона и др. (2012) [6] сделан вывод о том, что пропеллеры с канавками были вероятной причиной смертельных травм тюленей в северо-восточной части Атлантического океана. Авторы предположили, что тюлени были затянуты через сопло и прошли мимо вращающихся лопастей гребного винта, получив криволинейные порезы кожи и мышечной ткани. Этот тип травмы стал известен как травма «штопора». Авторы также отмечают, что другие животные, включая морских свиней, были замечены с похожими травмами.
Существует два типа воздуховодов: ускоряющий и замедляющий. В ускоряющих воздуховодах профиль воздуховода изогнут по направлению к внутренней стороне, что увеличивает скорость входящего потока и эффективность винта. Этот эффект работает на более низких скоростях и все больше компенсируется на более высоких скоростях дополнительным сопротивлением воздуховода, что имеет тенденцию снижать эффективность движителя. Ускоряющий тип используется на сильно нагруженных винтах или винтах с ограниченным диаметром. Поскольку Людвиг Корт провел обширные исследования по нему, этот тип также называют «соплом Корта». [7]
При втором типе, прямой поверхности профиля воздуховода внутри и изогнутой снаружи, скорость притока уменьшается, в результате чего давление увеличивается, уменьшая кавитацию. Это называется насос-струя , особенно в сочетании с фиксированными лопатками или переменными статорами .
.svg/1280px-NACA_4415_(duct_profile).svg.png)
MARIN провела обширные исследования в области гребных винтов с обтекателями. Многие из используемых профилей основаны на аэродинамических профилях NACA, из которых NACA 4415 имеет очень хорошие характеристики. Чаще всего используются сопла 19A и 37 серии MARIN. [3] Они имеют закругленную заднюю кромку для облегчения изготовления и повышения эффективности движения кормой вперед. Первоначально использовались гребные винты серии Wageningen B, позже — типа Kaplan с более широким концом лопасти.
В сопле Корта скорость входящего потока увеличивается, что снижает давление. Это снижает тягу и крутящий момент винта. В то же время происходит циркуляция, что приводит к возникновению направленной внутрь силы, которая имеет прямую составляющую. Таким образом, канал имеет положительную тягу. Обычно она больше, чем уменьшение тяги винта. Небольшой зазор между винтом и каналом уменьшает концевой вихрь, повышая эффективность.
Поскольку сопротивление увеличивается с ростом скорости, в конечном итоге оно станет больше, чем добавленная тяга. Поэтому суда, которые обычно работают выше этой скорости, обычно не оснащены воздуховодами. При буксировке буксиры ходят с низкой скоростью и тяжело нагруженными винтами и часто оснащены воздуховодами. Тяговое усилие на швартовах может увеличиться до 30% с воздуховодами.
С замедляющими каналами циркуляция, противоположная соплу Корта, что приводит к отрицательной тяге канала. Этот тип используется для высокоскоростных судов с повышенным воздействием кавитации и судов, которые хотят снизить уровень шума, например, военных кораблей.