5엽 부채의 5개 잎은 어떻게 분포되어 가장 조용합니까? 아니면 작동 중 소음을 최소화하기 위해 잠수함의 프로펠러(바람직하게는 블레이드 7개)를 분배하는 방법은 무엇입니까?

선박은 3개, 4개, 5개, 6개, 7개 등 다양한 블레이드 수를 가진 프로펠러에 의해 추진됩니다. 잠수함은 왜 7엽 측면 회전 프로펠러를 사용합니까? 주요 목적은 회전 속도를 줄이고 추력을 보장하며 동시에 소음을 억제하는 것입니다. 7개의 블레이드는 비대칭이고 진동이 발생하지 않으며 소음이 적습니다. 7개의 블레이드를 사용하는 이유는 비대칭 프로펠러가 기포를 적게 발생시키기 때문이기도 합니다. 프로펠러가 여러 개이고 측면 블레이드가 큰 경우 동일한 추력에 대해 더 작은 회전 속도가 필요하므로 소음을 줄일 수 있습니다.

비대칭 블레이드에는 이러한 장점이 있으므로 3엽 블레이드를 사용하는 것은 어떨까요? 3엽 프로펠러의 추진 속도는 7엽 프로펠러와 동일한 속도에 도달해야 하며, 회전 속도는 최소 10배 이상 높아야 합니다. 회전 속도가 높으면 소음 변화가 커져 소음이 수십 데시벨에 달합니다.

과학자들은 수백 년 동안 프로펠러 블레이드 수를 연구해 왔으며 기본적으로 3엽 프로펠러와 같이 적은 수의 프로펠러가 일반적으로 사용된다는 결론을 내렸습니다. 쾌속정과 같이 매우 빠른 속도를 요구하는 소형 선박에 적합합니다.

대부분의 잠수함은 수중에서 시간을 여행할 때 속도만이 삶과 죽음을 나타내는 유일한 지표가 아니기 때문입니다. 실험 결과, 7엽 대형 측면 경사 프로펠러는 저속에서도 추진 속도를 유지할 수 있기 때문에 가장 효과적인 추진 장치가 되었습니다. 예를 들어, 중국의 신형 잠수함은 프로펠러가 작동 중일 때 여전히 8노트의 순항 속도를 유지할 수 있습니다. 대부분의 현대 잠수함은 7날 대형 캔트 프로펠러를 갖고 있으며, 단일 프로펠러(일부 대형 핵잠수함은 트윈 프로펠러)이지만 성능과 안전성 성능은 조금 떨어지지만 프로펠러는 확실히 1개다. 2개의 프로펠러보다 소음이 적습니다.

9개의 블레이드나 11개의 블레이드와 같은 다른 프로펠러를 사용하는 것이 어떻겠습니까? 과학자들이 수백 년을 연구한 결과 블레이드가 많을수록 더 많은 것을 알 수 있습니다. 7엽 대형 측면 경사 프로펠러의 경우, 러시아 킬로가 도입되기 전까지 거의 20년 동안 마스터하지 못했습니다. 7엽 대형 캔트 프로펠러의 장점을 오랫동안 알고 있었지만, 1980년대 초반까지는 기술 수준과 5축 CNC 선반의 부족으로 인해 생산이 불가능했습니다. , 일본 도시바사로부터 비밀리에 입수한 5축 CNC 선반 6개를 수입한 뒤 7날 대형 캔트 프로펠러의 제조 공정이 테스트를 통과해 6개 기계 중 1개를 중국에 넘겨주었고, 중국은 이를 즉각 따라잡았다. 2년 안에 30~50개의 5축 CNC 선반이 만들어졌으며, 그 중 하나는 파키스탄에, 다른 하나는 북한에 판매되었습니다. 5년 이내에 12척 이상의 핵잠수함이 7엽 프로펠러로 교체되었습니다. 구체적인 숫자는 알 수 없다.

이후 러시아와 중국이 생산하는 잠수함의 소음은 몇 배로 줄어들었다. 바다'라는 이름의 잠수함이 서방의 군사 과학자들에 의해 개발되었으며, 이러한 잠수함 중 다수가 중국으로 수출되었습니다.

소음이 적은 이유: 대형 측면 경사 프로펠러는 대형 측면 경사 블레이드가 있는 프로펠러를 의미합니다. 이 캐스터 각도의 크기는 측면 경사 각도에 따라 결정됩니다. -사이드 앵글이라 함은 프로펠러 허브의 중심선과 블레이드의 중심선이 이루는 각도가 25도 이상인 것을 우리는 이를 대형 사이드 앵글 프로펠러라고 합니다. 도.

프로펠러 소음을 줄이는 가장 효과적인 방법 중 하나는 대형 스큐 프로펠러를 사용하는 것입니다. 이 기술은 선진국의 잠수함에 일반적으로 사용되었습니다. 프로펠러 소음은 일반적으로 중속 및 고속 항해 시 잠수함의 주요 소음원입니다. 저속으로 항해하는 경우에도 프로펠러 소음은 잠수함의 주요 소음원이기도 합니다. 프로펠러 소음은 기계적 소음과 달리 선체 외부에서 발생하며 프로펠러의 회전에 의해 발생하는데, 즉 프로펠러 블레이드의 진동과 프로펠러 캐비테이션에 의해 주로 발생한다.

잠수함의 꼬리 부분에 후류장이 있는데, 이 때문에 고르지 못한 후류장에서 작업할 때 프로펠러 블레이드가 불안정한 추력과 토크를 발생하게 됩니다. . 이 하중은 프로펠러 블레이드와 샤프트 시스템의 진동을 유발합니다. 큰 측면 경사 프로펠러의 날개 루트와 날개 끝은 큰 측면 경사로 인해 동반 유동장의 고압 영역 또는 저압 영역에 동시에 도달하지 않습니다. 프로펠러 전체가 고압-저압-고압 사이클 상태가 되지 않아 프로펠러의 진동을 효과적으로 억제하여 프로펠러의 소음을 줄입니다.

프로펠러의 캐비테이션 소음은 잠수함 방사 소음의 고주파 부분의 주요 구성 요소입니다. 일반 프로펠러의 캐비테이션은 최대값이 발생하는 동일한 위치에서 발생하기 때문에 동일한 기간 동안 블레이드의 동일한 위치에서 동시에 터지거나 붕괴됩니다. 경사진 프로펠러는 캐비테이션이 제거되었다는 의미가 아니라 블레이드의 서로 다른 위치(즉, 블레이드의 각 반경 지점)에서 캐비테이션이 발생하므로 최대 캐비테이션 값이 분명히 이상적입니다. 캐비테이션 발생 파열은 비교적 부드럽고 캐비테이션 소음은 당연히 훨씬 작습니다! 이론적으로 측면 각도가 40도보다 크면 프로펠러 뒷면의 수압 변화가 50% 감소하므로 일반 측면보다 측면 각도가 큰 프로펠러가 캐비테이션 발생을 억제하는 데 훨씬 이상적입니다. 잠수함에 사용되는 프로펠러는 물론, 측면 각도도 더 커지고, 가공도 더 정밀해지고, 소재도 더 복잡해진 7엽 대형 사이드 스큐 프로펠러입니다!

단점: 처리가 어렵고 요구 사항이 높습니다. 대부분의 큰 스큐 프로펠러는 5~7개의 블레이드를 사용하기 때문에 편심을 방지하기 위해서는 원심력, 가진력 등 많은 문제를 고려해야 하기 때문에 가공치수의 높은 정밀도가 요구되며 각도 제한도 매우 엄격하다. . 따라서 생산에는 고정밀 다축 CNC 공작 기계를 사용해야 합니다.

프로펠러가 역회전(reverse)되면 정회전에 비해 추진효율이 떨어진다. 블레이드 수의 증가로 인해 블레이드 사이에 상호 간섭이 발생하고, 회전 속도가 증가함에 따라 효율이 감소하게 되며, 추진 효율을 높이기 위해서는 높은 회전 속도를 사용하는 것이 불가능하며 불가능합니다.

무거운 무게. 블레이드 수가 많은 일부 프로펠러는 블레이드 루트의 상호 간섭을 방지하고 강도 요구 사항을 충족하기 위해 더 큰 프로펠러 허브를 사용해야 합니다. 블레이드 수와 프로펠러 허브 크기의 증가는 프로펠러 자체의 무게를 분명히 증가시키며, 이는 메인 엔진의 베어링과 변속기 지지대에 해를 끼칩니다.

직경이 크다. 관련 이론에 따르면 프로펠러의 직경을 늘리면 효율이 높아집니다. 이는 화물선, 여객선 등 심해 지역의 선박에는 유리하지만 천해 지역의 선박에는 적합하지 않습니다. 직경이 큰 프로펠러는 수중의 단단한 장애물에 쉽게 부딪혀 손상될 수 있습니다. 군용 선박의 경우 직경이 지나치게 크면 추진 시스템이 어뢰 및 기타 무기의 공격에 더욱 취약해지며 선박의 기동성과 전투 효율성이 저하됩니다.

이제 가장 진보된 기술은 더 이상 프로펠러 동력이 아닌 펌프제트 동력이다. 예를 들어, 미국의 Seawolf급, 프랑스의 Triumph급, 영국의 Trafalgar급은 모두 널리 사용되는 7엽 경사 프로펠러를 대체하기 위해 펌프 제트 프로펠러를 사용합니다. 불완전한 통계에 따르면 전 세계적으로 펌프제트 프로펠러를 추진 방식으로 사용하는 원자력 잠수함이 수십 척에 달합니다.