潜水艦プロペラの球体とフィンの目的

最近発売されたロシアのディーゼル電気潜水艦では、後部プロペラに2つの特徴があります。すべてのプロペラブレードの基部に球体があります。

また、シャフトの後縁には、回転軸に沿って4つの隣接するフィンがあります。

最も重要なことは、球体の目的と機能は何であり、最初の画像のベールの下にあるものは何ですか？2番目の画像とは異なる可能性があると思います。

それは異なる素材でできているので、おそらく犠牲的な要素かもしれません。

ノイズを減らすためですか？流れをスムーズにするためですか、それともキャビテーションを防ぐためですか？

最初の画像では球体がリーディングエッジにあり、2番目の画像では球体がトレーリングエッジにあることに注意してください。

関連するYouTubeビデオがあります。

リンクしたビデオでは、プロペラの前縁と後縁の両方に球体が見られます。

それらは意図的であることを期待しています-その表面を乱すことなく、またはフラッシュキャップを使用せずにプロペラを取り付ける方法がいくつかあります。

キャビテーションは圧力の低下によって引き起こされます。これは、プロペラの後縁で見られ、内部領域よりも水の中を速く移動しているプロペラの外縁でより悪いです。これらの球体がキャビテーションにまったく影響を与えるとは思えません。

これは、センサーシステムまたはノイズリダクションのいずれかです。センサーの場合、これらは移動プロペラでも後方ドップラーアレイとして使用できる可能性がありますが、これはありそうもないようです。

ただし、パッシブノイズリダクションシステムだけでなく、アクティブノイズリダクションシステムである可能性が高くなります。これらは、通常の操作中に潜水艦が生成する特定の、さもなければ避けられないノイズをキャンセルすることを目的とした音を発するトランスデューサーである場合があります。アクティブノイズ抑制システムは、無声潜水艦で何十年も使用されていますが、もちろん、秘密にされています。

別の可能性は、これらが他のものを覆うキャップであり、現役勤務の前に取り外される（手動または単にプロペラを水中で使用することにより脱落する）ことです。それらは、公にされることを意図していないプロペラ設計の一部を隠している可能性があります。それらが明らかに異なる材料で作られているか、またはいくつかの写真で異なるようにコーティングされていることを考えると、これは事実かもしれません。

最後に、彼らは単に競合他社を追い払うためにそこにいる可能性があり、赤いニシンです。

残念ながら、ステルス潜水艦技術の秘密の性質は、これらの仮説のいずれかを決定的に証明することができない場合があることを意味します。

（ブレードの根元の面積が小さいため）流体の速度が増加すると、圧力が低下し、キャビテーションを生成するのに十分なほど低くなる可能性があります。球体は乱流を発生させ、流れの特性を変化させ、圧力を上げ続けます。ハブの後流が満たされると、ハブ先端の圧力が低下し、キャビテーションが発生します。フラットハブブレードは流れを妨げ、圧力を上げ続けます。いくつかの設計は、商用および軍用アプリケーションの両方で使用されています。Googleでプロペラキャビテーション画像を検索して、適切な図を見つけてください。

潜水艦の推進者の設計者は、主に速度が最も高い先端渦領域で最初に発生するキャビテーションの開始、またはキャビテーションの発生を主に懸念しているため、ハブ渦キャビテーションについてはほとんど懸念していません。キャビテーションが発生すると、ステルスモードで動作しなくなります。ただし、ハブ渦はかなりの量のエネルギーを浪費します。

したがって、フィンは、ハブ渦を拡散し、それによって推進効率を高めるために使用される一種のハブステーターであるように見えます。この記事を海上推進でご覧ください。カバーされた写真は、推進効率を向上させるのにさらに効果的なプロペラボスキャップフィンシステムのようなものになると思います。

あなたが言及する球体は、私には少し謎です。それらは馬蹄形の渦を作り出し、ハブの渦領域に向かって運動量を下向きに対流させます。これにより、ハブ内の渦後流の圧力がわずかに増加し、ハブが鋭く終了するときの流れの剥離が緩和されます。ただし、別の有利な目的がない限り、通常、2次フローを生成することは望ましくないため、これが最終的な目的であるとは思えません。

過去10〜15年間にポリマーまたはマイクロバブルの注入による抗力低減に関するかなりの研究が行われていることを考えると、最先端の潜水艦がそのようなシステムを採用することを期待します。たとえば、ハブの渦の抵抗を減らすためのマイクロバブルの注入について特にNouriとSarreshtehdariによるこの論文を参照してください。それらはハブ渦に供給するために最適に配置されます。

小道具は異なる潜水艦にあります。トランジションピースは、アフターハルとプロペラの間のギャップをカバーします。最初の写真ではほぼ円筒形で、2番目は明らかに円錐形です。ロシア人は、2番目のpicハブデザインを、Victorクラスのタンデム4ブレードプロペラでさえ、いくつかの古いクラスのデザインにバックフィットします。一部の中国の潜水艦でも見られます。
ハブのテーパーが長いほど流れが緩やかになるため、キャビテーションの発生が減少します。ブレードはハブに溶接されているように見えます。一部の設計と比較して比較的安価な修正。

この図は、キャビテーションの場所を示しています。 http://www.boatdesign.net/forums/attachments/props/37159d1257771030-prop-doing-bad-cav_varie.jpg カバーされた小道具は次のようになります。https : //d2t1xqejof9utc.cloudfront.net/screenshots/pics/0a97825d2248893edcf274662567b552 /medium.JPG フィンはハブ/スピナーに不可欠で、プロップと共に回転します。ピッチは、ブレードのルートよりも小さくなっています。