<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">gumrf</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Vestnik Gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota imeni admirala S. O. Makarova</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2309-5180</issn><issn pub-type="epub">2500-0551</issn><publisher><publisher-name>ФГБОУ ВО «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.21821/2309-5180-2024-16-4-519-529</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">gumrf-483</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ТЕХНОЛОГИЯ СУДОСТРОЕНИЯ, СУДОРЕМОНТА И ОРГАНИЗАЦИЯ СУДОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>TECHNOLOGY OF SHIPBUILDING, SHIP REPAIR AND ORGANIZATION OF SHIPBUILDING PRODUCTION</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Гидродинамические характеристики широколопастных гребных винтов с усеченной формой лопасти в свободной воде</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Hydrodynamic properties of propellers with large blade-area ratio and truncated blade in free water</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Афанасьев</surname><given-names>А. К.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Afanasyev</surname><given-names>A. K.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Афанасьев Андрей Константинович — кандидат технических наук, доцент</p><p>198035, Санкт-Петербург, Двинская, 5/7</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Afanasyev, Andrei K. — PhD, associate professor</p><p>5/7 Dvinskaya Str., St. Petersburg, 198035</p></bio><email xlink:type="simple">Af-an-ko@ya.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Ревенко</surname><given-names>Е. С.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Revenko</surname><given-names>E. S.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Ревенко Екатерина Сергеевна — инженер</p><p>190013, Санкт-Петербург, Бронницкая 44/117, лит. А, пом.1Н</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Revenko, Ekaterina S. — Engineer</p><p>44/117 Bronnitskaya Str., St. Petersburg, 190013</p></bio><email xlink:type="simple">yekaterina1919_the_gost@list.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Ушаков</surname><given-names>К. М.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Ushakov</surname><given-names>K. M.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Ушаков Константин Михайлович — старший преподаватель; ведущий инженер-конструктор</p><p>198035, Санкт-Петербург, Двинская, 5/7; 190013, Санкт-Петербург, Бронницкая 44/117, лит. А, пом.1Н</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Ushakov, Konstantin M. — Senior lecturer; Leading Design Engineer</p><p>5/7 Dvinskaya Str., St. Petersburg, 198035; 44/117 Bronnitskaya Str., St. Petersburg, 190013</p></bio><email xlink:type="simple">lotinskey@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-3"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Admiral Makarov State University of Maritime and Inland Shipping</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru"><institution>ООО «Форсс технологии»</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Forss Tekhnologii, Ltd.</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-3"><aff xml:lang="ru"><institution>ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»; ООО «Форсс технологии»</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Admiral Makarov State University of Maritime and Inland Shipping; Forss Tekhnologii, Ltd.</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2024</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>14</day><month>10</month><year>2024</year></pub-date><volume>16</volume><issue>4</issue><fpage>519</fpage><lpage>529</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Афанасьев А.К., Ревенко Е.С., Ушаков К.М., 2024</copyright-statement><copyright-year>2024</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Афанасьев А.К., Ревенко Е.С., Ушаков К.М.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Afanasyev A.K., Revenko E.S., Ushakov K.M.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://journal.gumrf.ru/jour/article/view/483">https://journal.gumrf.ru/jour/article/view/483</self-uri><abstract><p>В работе выполнено исследование широколопастных гребных винтов с усечeнной формой лопасти на основе имеющихся в литературе данных о гидродинамических характеристиках движительных комплексов направляющая насадка – гребной винт фиксированного шага с усеченной формой лопасти (винт Каплана), имеющих сравнительно небольшое дисковое отношение 0,55. Как правило, такие движители являются тяжелонагруженными, что обуславливает необходимость увеличения дискового отношения винтов с целью предупреждения возникновения развитой кавитации. Представлены результаты первого этапа исследований, включающего испытания серии четырехлопастных гребных винтов с усеченной формой лопасти, имеющих дисковое отношение 1,0 в свободной воде. Испытания были проведены в опытовом бассейне ФГБОУ ВО ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова с использованием экспериментальной установки, включающей специальный гидродинамический стенд. Серия моделей испытанных гребных винтов была изготовлена методом 3D-печати из пластика PET-G. Предварительная оценка показала, что выбранный диаметр моделей позволит обеспечить достижение закритических чисел Рейнольдса при частоте вращения около 20 с–1. Однако в ходе испытаний было установлено, что частоту вращения необходимо повысить до 30 с–1, что, в свою очередь, привело к сокращению программы испытаний вследствие режимных ограничений экспериментальной установки. Тем не менее анализ результатов испытаний позволил построить корпусную и машинную диаграммы по форме, предложенной Э. Э. Папмелем. Выполнена оценка прочности моделей, показавшая, что напряжения, возникающие в корне лопасти, существенно меньше допускаемых. Полученные результаты увеличивают возможности проектирования гребных винтов формы Каплана в качестве рабочих колес водометных движителей, а также в составе движительного комплекса «гребной винт-насадка».</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>In the literature exist data about the hydrodynamic characteristics of propulsion systems, which include a duct and a fixed-pitch propeller with a truncated blade shape (Kaplan propeller), which has a relatively small blade-area ratio of 0.55. Usual such propellers has a very high loading coefficient, which entails the need to increase propellers blade-area ratio in order to prevent the occurrence of developed cavitation. The article presents the results of the first stage of research, which included testing a series of four-blade truncated propellers with a blade-area ratio 1.0 in free water. The tests were carried out in the towing tank of Admiral Makarov State University of Maritime and Inland Shipping on experimental installation, which include a special hydrodynamic stand. A series of tested propellers were 3D printed from PET-G plastic. A preliminary assessment showed that the chosen diameter of the models will ensure the achievement of supercritical Reynolds numbers at a rotation frequency of about 20 s–1. However, during the tests, it was found that the rotational speed must be increased to 30 s–1, which, in turn, led to a reduction in the test program due to the regime limitations of the experimental equipment. Nevertheless, the analysis of the test results made it possible to build a “hull” and “machinary” diagrams according to the Papmel form. An assessment of the strength of the models was carried out, which showed that the stresses arising in the root of the blade are significantly less than the allowable ones. The obtained results expand the design possibilities of Kaplan propellers with water-jet propulsion units, as well as a part of the “propeller-nozzle” propulsion complex.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>гребной винт</kwd><kwd>винт Каплана</kwd><kwd>диаграммы серийных испытаний</kwd><kwd>судовой движитель</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>ship propeller</kwd><kwd>Kaplan propeller</kwd><kwd>serial diagram</kwd><kwd>ship propulsor</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Справочник по теории корабля: в 3 т. / Под ред. Я. И. Войткунского. — Л.: Судостроение, 1985. — Т. 1 : Гидромеханика. Сопротивление движению судов. Судовые движители. — 768 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Voitkunskii, Ya. I., ed. Spravochnik po teorii korablya. Vol. 1. L.: Sudostroenie, 1985.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Басин А. М. Руководство по расчету и проектированию гребных винтов судов внутреннего плавания / А. М. Басин, Е. И. Степанюк. — Л.: Транспорт, 1977. — 268 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Basin, A. M., and E. I. Stepanyuk. Rukovodstvo po raschetu i proektirovaniyu grebnykh vintov sudov vnutrennego plavaniya. L.: Transport, 1977.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Tadros M. Design of propeller series optimizing fuel consumption and propeller efficiency / M. Tadros, M. Ventura, C. Guedes Soares // Journal of Marine Science and Engineering. — 2021. — Vol. 9. — Is. 11. — Pp. 1226. DOI: 10.3390/jmse9111226.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tadros, Mina, Manuel Ventura, and Carlos Guedes Soares. “Design of propeller series optimizing fuel consumption and propeller efficiency.” Journal of Marine Science and Engineering 9.11 (2021): 1226. DOI: 10.3390/jmse9111226.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пустошный А. В. Анализ перспектив применения композитных гребных винтов в судостроении / А. В. Пустошный, Н. В. Маринич, О. В. Савченко // Труды Крыловского государственного научного центра. — 2023. — № 3 (405). — С. 26–48. DOI: 10.24937/2542-2324-2023-3-405-26-48.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Pustoshny, A. V., N. V. Marinich, and O. V. Savchenko. “Prospects of composite propellers in shipbuilding.” Transactions of the Krylov State Research Centre 3(405) (2023): 26–48. DOI: 10.24937/2542-2324-2023-3- 405-26-48.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бавин В. Ф. Гребные винты. Современные методы расчета / В. Ф. Бавин, Н. Ю. Завадовский, Ю. Л. Левковский. — Л.: Судостроение, 1983. — 296 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bavin, V. F., N. Yu. Zavadovskii, and Yu. L. Levkovskii. Grebnye vinty. Sovremennye metody rascheta. L.: Sudostroenie, 1983.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Таранов А. Е. Определение гидродинамических характеристик моделей гребных винтов с учетом ламинарно-турбулентного перехода / А. Е. Таранов, М. П. Лобачев // Труды Крыловского государственного научного центра. — 2015. — № 90 (374). — С. 47–54.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Taranov, A. E., and M. P. Lobachev. “Importance of considering laminary-turbulent transition in hydrodynamic calculations of propel er models.” Transactions of the Krylov State Research Centre 90(374) (2015): 47–54.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Жинкин В. Б. Модернизация кавитационной трубы с целью расширения ее экспериментальных возможностей / В. Б. Жинкин // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. — 2021. — № 62–63. — С. 74–77.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zhinkin, V. B. “Modernization of cavitation tunnel to increase experimental possibilities.” Research Bulletin by Russian Maritime Register of Shipping 62–63 (2021): 74–77.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Дарчиев Г. К. Разработка технологии проектирования гребных винтов ледовых транспортных судов с улучшенными кавитационными характеристиками на режимах движение в свободной воде: дис. …канд. техн. наук: 05.08.01 / Г. К. Дарчиев. — СПб.: ФГУП «Крыловский государственный научный центр», 2021. — 131 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Darchiev, G. K. Razrabotka tekhnologii proektirovaniya grebnykh vintov ledovykh transportnykh sudov s uluchshennymi kavitatsionnymi kharakteristikami na rezhimakh dvizhenie v svobodnoi vode. PhD diss. SPb.: FGUP «Krylovskii gosudarstvennyi nauchnyi tsentr», 2021.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пустошный А. В. Влияние шероховатости поверхности гребного винта на его пропульсивные характеристики / А. В. Пустошный, А. В. Сверчков, С. П. Шевцов // Труды Крыловского государственного научного центра. — 2019. — № 4 (390). — С. 11–26. DOI: 10.24937/2542-2324-2019-4-390-11-26.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Pustoshny, A. V., A. V. Sverchkov, and S. P. Shevtsov. “Roughness of propeller blade surface and its implications for propulsion performance.” Transactions of the Krylov State Research Centre 4(390) (2019): 11–26. DOI: 10.24937/2542-2324-2019-4-390-11-26.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Яцук Ю. В. Стенд для определения гидродинамического момента, возникающего при вращении подводного аппарата на месте / Ю. В. Яцук, А. К. Афанасьев // Сборник тезисов докладов национальной научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова». — СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С. О. Макарова, 2018. — С. 213–214.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Yatsuk, Yu. V., and A. K. Afanas’ev. “Stend dlya opredeleniya gidrodinamicheskogo momenta, voznikayushchego pri vrashchenii podvodnogo apparata na meste.” Sbornik tezisov dokladov natsional’noi nauchnoprakticheskoi konferentsii professorsko-prepodavatel’skogo sostava FGBOU VO «GUMRF imeni admirala S. O. Makarova». SPb.: Izd-vo GUMRF im. adm. S. O. Makarova, 2018. 213–214.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бавин В. Ф. Ходкость и управляемость судов / В. Ф. Бавин, В. М. Зайков, В. Г. Павленко [и др.]. — М.: Транспорт, 1991. — 397 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bavin, V. F., V. M. Zaikov, V. G. Pavlenko, and L. B. Sandler. Khodkost’ i upravlyaemost’ sudov. M.: Transport, 1991.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
