덕트 프로펠러

Ducted propeller
항공학의 덕트 프로펠러는 덕트 팬을 참조하십시오.
웨이크 등화 덕트와 혼동하지 마십시오.
코트 노즐
루이지애나 주 알제에 있는 미시시피 강에 떠 있는 건조 독에 있는 돌고래 1호 견인선입니다.

Kort 노즐이라고도 하는 덕트 프로펠러는 회전하지 않는 노즐이 장착된 선박용 프로펠러입니다.프로펠러의 효율을 향상시키는 데 사용되며 특히 직경이 제한된 고부하 프로펠러 또는 프로펠러에 사용됩니다.그것은 처음에 Luigi Stipa에 의해 개발되었고 후에 Ludwig Kort에 의해 개발되었습니다.Kort 노즐은 해양 추진용 쉬라우드 프로펠러 어셈블리입니다.에어플로 커버의 단면은 포일 형태이며, 에어플로 커버는 특정 조건에서 베어 프로펠러에 비해 유체역학적 이점을 제공할 수 있습니다.

장점은 저속(10노트 미만)에서의 효율성 향상, 코스 안정성 향상, 파편에 대한 취약성 감소입니다.단점은 고속에서의 효율 저하(10노트 이상), 후방에서의 항로 안정성, 캐비테이션 증가입니다.덕트 프로펠러는 또한 방향타를 대체하기 위해 사용됩니다.

역사

1931년 Luigi[1] Stipa와 이후 Ludwig Kort(1934)[2]는 고부하 프로펠러의 경우 프로펠러를 포일 모양의 쉬라우드로 둘러싸면 추진 효율이 향상될 수 있음을 입증했다."코트 노즐"은 가속 노즐이라고 하며 일반적으로 MARIN 19A 프로파일[3][4] 또는 MARIN 37 [3][5]프로파일입니다.

장점과 단점

코트 노즐 또는 덕트 프로펠러는 저속 주행 시 전도되지 않은 프로펠러보다 훨씬 효율적이며, 작은 패키지로 더 큰 추력을 발생시킬 수 있습니다.예인선과 어선 저인망 어선은 느리게 움직이는 선박에 탑재된 고부하 프로펠러가 가장 큰 혜택을 주기 때문에 코트 노즐에 가장 많이 적용된다.노즐은 패들 휠 효과(예: 우측 휠이 왼쪽으로 돌아가는 경향)를 줄이고 얕은 물에서 작동하는 동안 하단 흡착을 감소시키는 추가적인 이점이 있습니다.

하지만 장막은 항력을 더하고, 코트 노즐은 약 10노트(18.5km/h)의 속도에서 프로펠러에 비해 우위를 잃는다.

코트 노즐은 물 흐름에 설정된 방향 제어 또는 선회 방향 제어로 고정될 수 있으며, 이 방향 제어는 물 흐름이 선박의 조향을 제어합니다.

이러한 유형의 쉬라우딩은 프로펠러 팁을 어느 정도 보호하므로 얼음장 항법에도 유용합니다.그러나 얼음이나 다른 부유물이 휠과 노즐 사이에 끼여 휠이 잠길 수 있습니다.코트 노즐의 바퀴가 더러워진 것은 열린 바퀴보다 훨씬 더 치우기 어렵다.

벡스턴 외 연구진(2012)[6]의 연구 논문은 북동부 대서양에서 도관 프로펠러가 바다표범의 치명적 부상의 원인일 가능성이 높다고 결론지었다.저자들은 씰이 노즐을 통해 그려지고 회전하는 프로펠러 블레이드를 지나 피부와 근육 조직에 곡선 열상이 발생한다는 가설을 세웠다.이러한 유형의 부상은 "코르크 나사" 부상으로 알려져 있습니다.저자들은 또한 항구 돌고래를 포함한 다른 동물들도 비슷한 부상을 입은 것으로 보인다고 언급하고 있다.

종류들

덕트에는 가속과 감속이라는 두 가지 유형이 있습니다.가속 덕트의 경우 덕트 프로파일은 안쪽을 향해 날개 모양으로 구부러져 있어 프로펠러의 유입 속도와 효율성을 높입니다.이 효과는 저속에서는 작동하며 고속에서는 덕트의 추가 항력에 의해 점점 더 보상되며, 이는 추진의 효율성을 감소시키는 경향이 있습니다.가속 유형은 고부하 프로펠러 또는 제한된 직경의 프로펠러에 사용됩니다.루드비히 코트는 이에 대해 광범위한 연구를 수행했기 때문에, 이 유형은 "코트 노즐"[7]이라고도 불립니다.

두 번째 유형인 덕트 프로파일의 내측 직선면과 외측 굴곡면에서는 유입속도가 낮아져 압력이 높아져 캐비테이션이 저감된다.이를 펌프제트라고 하며, 특히 고정 블레이드 또는 가변 스태터와 조합하여 사용합니다.

NACA 4415

MARIN은 덕트 프로펠러에 대한 광범위한 연구를 수행해 왔습니다.사용되는 프로파일의 대부분은 NACA 4415의 특성이 매우 양호한NACA 에어포일을 기반으로 하고 있습니다.가장 일반적으로 사용되는 것은 MARIN [3]시리즈의 노즐 19A 및 37입니다.후미가 둥글게 되어 있어 제작이 용이하고 후방 항행 효율이 향상됩니다.처음에는 바게닝겐 B 시리즈의 프로펠러가 사용되었고, 나중에는 더 넓은 칼끝을 가진 카플란 타입이 사용되었습니다.

물리

가속(왼쪽) 및 감속(오른쪽) 노즐 주변 순환 - 오른쪽에서 왼쪽으로 흐름
Circulation around nozzles.svg

dT = 추력
dL = 들어 올리기

pu: 부압
po: 양압

코트 노즐에서는 유입속도가 증가하여 압력이 감소한다.이는 프로펠러의 추력과 토크를 낮춥니다.동시에 순환이 일어나면서 전방 구성요소를 갖는 내향 지향력이 발생한다.따라서 덕트는 양의 추력을 가집니다.이것은 보통 프로펠러의 추력 감소보다 크다.프로펠러와 덕트 사이의 간극이 작기 때문에 팁 소용돌이가 줄어들어 효율이 향상됩니다.

속도가 빨라짐에 따라 항력이 증가하므로, 결국 추가된 추력보다 더 커집니다.따라서 일반적으로 이 속도 이상으로 작동하는 선박에는 일반적으로 덕트가 장착되어 있지 않습니다.견인할 때 예인선은 저속 고부하 프로펠러를 달고 항해하며 종종 덕트가 장착되어 있다.볼라드 당김은 덕트와 함께 최대 30%까지 증가할 수 있습니다.

감속 덕트의 경우 코트 노즐의 반대쪽 순환으로 덕트의 마이너스 추력이 발생합니다.이 유형은 공동 노출이 증가한 고속 선박과 군함과 같이 소음 수준을 줄이려는 선박에 사용된다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ "Archived copy". Archived from the original on 2016-03-25. Retrieved 2017-07-07.{{cite web}}: CS1 maint: 제목으로 아카이브된 복사(링크)
  2. ^ 1937년 9월, "보트 프로펠러가 힘을 더하는 노즐" 인기 기계 장치
  3. ^ a b c 코르트 노즐레스
  4. ^ 마린 노즐 No.19A
  5. ^ 마린 노즐 37호
  6. ^ 인공발생의 헬리컬(코크스크류) 손상에 따른 영국의 피니피드의 비정상적인 사망률
  7. ^ "Ducted Propeller - an overview ScienceDirect Topics". Sciencedirect.com. 2016-01-01. Retrieved 2022-04-06.

참고 문헌

외부 링크