Канальный гребной винт , также известный как насадка Корта , представляет собой морской гребной винт, оснащенный невращающимся соплом . Он используется для повышения эффективности гребного винта и особенно применяется на сильно нагруженных гребных винтах или гребных винтах ограниченного диаметра. Сначала он был разработан Луиджи Стипа (1931), а затем Людвигом Кортом (1934). Сопло Корт представляет собой закрытый гребной винт для морских силовых установок. Поперечное сечение кожуха имеет форму фольги , и при определенных условиях кожух может обеспечивать гидродинамические преимущества перед голыми гребными винтами.
Преимуществами являются повышенная эффективность на более низких скоростях (<10 узлов), лучшая курсовая устойчивость и меньшая уязвимость к обломкам. Недостатками являются снижение эффективности на более высоких скоростях (>10 узлов), курсовая устойчивость при движении назад и увеличение кавитации . Для замены рулей направления также используются гребные винты с воздуховодами .
Луиджи Стипа [1] в 1931 году, а затем Людвиг Корт (1934) [2] продемонстрировали, что увеличение тяговой эффективности может быть достигнуто путем окружения гребного винта кожухом в форме фольги в случае сильно нагруженных гребных винтов. «Сопло Корта» называется ускоряющим соплом и обычно представляет собой профиль MARIN 19A [3] [4] или профиль MARIN 37. [3] [5]
Сопла Kort или гребные винты с воздуховодом могут быть значительно более эффективными, чем гребные винты без воздуховода, на низких скоростях, обеспечивая большую тягу в меньшем корпусе. Буксиры и рыболовные траулеры являются наиболее распространенным применением насадок «Корт», поскольку насадки «Корт» наиболее распространены, поскольку наибольшую пользу приносят высоконагруженные гребные винты на тихоходных судах. Насадки имеют дополнительные преимущества, заключающиеся в уменьшении эффекта гребного колеса (например, тенденции правого гребного винта отклоняться назад влево) и уменьшении донного всасывания при работе на мелководье.
Однако дополнительный кожух увеличивает сопротивление, и сопла Корта теряют свое преимущество перед гребными винтами на скорости около десяти узлов (18,5 км/ч).
Форсунки Kort могут быть фиксированными, с управлением направлением движения от руля , установленным в потоке воды, или поворотными, где их поток контролирует рулевое управление судном.
Кожух этого типа также полезен при плавании по ледяным полям, поскольку в некоторой степени защищает законцовки гребных винтов. Однако лед или любой другой плавающий предмет может застрять между гребным винтом и соплом, что приведет к блокировке гребного винта. Загрязненный гребной винт в форсунках Корта очистить гораздо сложнее, чем открытый гребной винт.
В исследовательской работе Бекстона и др. (2012) [6] пришли к выводу, что гребные винты с воздуховодами были вероятной причиной смертельных травм тюленей в северо-восточной Атлантике. Авторы предположили, что тюлени прошли через сопло и мимо вращающихся лопастей пропеллера, вызывая криволинейные рваные раны на коже и мышечной ткани. Этот тип травмы стал известен как травма «штопора». Авторы также отмечают, что подобные травмы наблюдались и у других животных, в том числе у морских свиней.
Существует два типа воздуховодов; ускоряясь и замедляясь. В ускоряющих воздуховодах профиль воздуховода имеет форму аэродинамического профиля, изогнутого к внутренней стороне, что увеличивает скорость истечения и эффективность пропеллера. Этот эффект проявляется на более низких скоростях и все больше компенсируется на более высоких скоростях дополнительным сопротивлением воздуховода, которое имеет тенденцию снижать эффективность тяги. Ускорительный тип применяется на тяжелонагруженных гребных винтах или гребных винтах ограниченного диаметра. Поскольку Людвиг Корт провел обширные исследования, этот тип также называют «соплом Корта». [7]
При втором типе, прямой поверхности профиля воздуховода внутри и изогнутой снаружи, снижается скорость притока, за счет чего увеличивается давление, уменьшая кавитацию. Это называется насосно-струйным , особенно в сочетании с неподвижными лопатками или регулируемыми статорами .
.svg/1280px-NACA_4415_(duct_profile).svg.png)
МАРИН провела обширное исследование гребных винтов с воздуховодами. Многие из используемых профилей основаны на профилях NACA , из которых NACA 4415 имеет очень хорошие характеристики. Чаще всего используются форсунки 19А и 37 серии МАРИН. [3] Они имеют закругленную заднюю кромку, что упрощает изготовление и повышает эффективность плавания назад. Первоначально использовались гребные винты Wageningen B-серии, позже типа Kaplan с более широкой законцовкой лопастей.
В сопле Корта скорость истечения увеличивается, что снижает давление. Это снижает тягу и крутящий момент винта. В то же время происходит циркуляция, в результате чего создается направленная внутрь сила, имеющая направленный вперед компонент. Таким образом, воздуховод имеет положительную тягу. Обычно это больше, чем уменьшение тяги воздушного винта. Небольшой зазор между гребным винтом и воздуховодом уменьшает завихрение на наконечнике, повышая эффективность.
Поскольку сопротивление увеличивается с увеличением скорости, в конечном итоге оно станет больше, чем добавленная тяга. Поэтому суда, которые обычно работают со скоростью выше этой, обычно не оснащаются воздуховодами. При буксировке буксиры ходят с малой скоростью и тяжелонагруженными гребными винтами и часто оснащаются воздуховодами. При использовании воздуховодов тяга к столбу может увеличиться до 30%.
При замедляющихся воздуховодах циркуляция противоположна соплу Корта, что приводит к отрицательной тяге воздуховода. Этот тип используется для высокоскоростных судов с повышенным воздействием кавитации и судов, которые хотят снизить уровень шума, например, военных кораблей.