Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 34. 18 september 1956 - Propellerkavitation, av Curt Borgenstam
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
18 september 1956
769.
ansats till beräkningsmetod för
propellerkonstruktörens behov. I verkligheten blev dock
resultatet knappast mer än tämligen grova
"kavi-tationskriterier", vilka kunde ånge vid vilka
farter och belastningar risk för olika former av
kavitation kunde befaras.
Under de senaste efterkrigsåren har emellertid
åter flygtekniken givit ett bidrag. I början av
1920-talet framlades cirkulationsteorin för
beräkning av vingprofiler. Beräkningsmetoder
baserade på denna teori utarbetades av Ludwig och
Ginsel. Efter det senaste kriget har Lerbs varit
verksam i USA och har där presenterat och
till-lämpat Ludwig—Ginsels metoder även när det
gäller marina propellrar.
Dessa moderna metoder gör det möjligt att
beräkna profilformerna så att man får en jämn
tryckfördelning. Genom att undvika
undertrycksspetsar kan man sålunda fördröja
kavitationens inträdande. Målsättningen är för övrigt
mycket lik den som gäller vid konstruktion av
vingprofiler inom det transsoniska och
super-soniska hastighetsområdet, och den rimmar
också väl med önskemålet att bibehålla ett laminärt
gränsskikt utmed en stor del av vingprofilen.
Tillämpningen av dessa metoder leder till att
man måste överge de tidigare enkla
profilformerna med plan trycksida. I stället kan trycksidan
bli mycket oregelbunden med omväxlande
konkava och konvexa former, vilket ur
tillverkningssynpunkt inte är särskilt välkommet.
Propellerkavitationen i dagens situation
Tack vare de moderna beräkningsmetoderna,
kompletterade med goda provningsmöjligheter i
kavitationstank, kan man numera tämligen väl
behärska den kaviterande propellern i fråga om
dess verkningsgrad. Förluster i verkningsgrad,
jämfört med en icke kaviterande propeller,
börjar visserligen bli oundvikliga vid omkring 30
knop och däröver, men förlusterna kan hållas
inom relativt måttliga gränser upp till farter
omkring 45 knop.
I fråga om kavitationens frätande inverkan har
vi dock ännu en lång väg kvar till målet.
Kraftiga lokala frätor förekommer ofta på
snabbgående örlogsmarina propellrar, vilket
nödvändiggör täta inspektioner, reparationer och
utbyten av propellrarna. Frätorna kan
uppmejs-las och svetsrepareras om vissa försiktighetsmått
vidtas. I allmänhet rekommenderas värmning till
ca 400°C före svetsningen. Genom denna
värmning uppstår dock en viss risk för att propellern
slår sig och deformeras och därigenom förlorar
sina hydrodynamiska egenskaper, blir för
lätt-eller tunggående genom att stigningen ändras.
Svetsreparationen blir också sällan alldeles
fullgod. Man måste räkna med en kvarstående
försvagning genom otillräcklig genombränning.
Den svetsade ytan blir i allmänhet något porig
och tämligen ojämnt efterarbetad, vilket medför
att den kavitationsfräta som därpå utvecklas
förlöper snabbare än förut.
Även för snabbgående handelsfartyg är
problemet aktuellt, speciellt för moderna
"supertankers" som har stor propellerdiameter och
därmed hög spetshastighet och hög ytbelastning
samt (vid enpropellerfartyg) tämligen ojämn
medströmsfördelning.
Utvecklingen har visat, hurusom farterna för
snabbgående örlogsfartyg tenderat att stagnera i
området 30—40 knop, medan man för
handelsfartyg i stort sett finner ungefär hälften av detta
fartområde, alltså ca 15—20 knop.
Anledningarna härtill är främst att det hastigt ökande
skrovmotståndet vid ökad fart gör ett vidare steg mot
högre farter föga lönande. Vid örlogsfartyg skulle
man därvid få offra alltför mycket av övriga
militära egenskaper, vid handelsfartyg skulle
driftkostnaderna bli för höga. Dessa fartområden
ligger emellertid på gränsen till det tillrådliga i
fråga om kavitation. I den mån en framtida
utveckling av lätta gasturbinmaskinerier och
tillgång till atomkraft är att vänta, kommer ökade
farter att bli mer attraktiva, och
kavitationspro-blemet blir därmed än mer brännande.
Beräkningsmetodernas
och tankförsökens begränsning
Det finns flera anledningar till att beräkningar
och tankförsök inte visar sig ge tillräckligt säkra
resultat för att en fullgod lösning av problemet
skall kunna påräknas med de utgångspunkter vi
för närvarande har att räkna med.
I kavitationstanken strömmar vattnet parallellt
med propelleraxeln, och man har avsiktligt
eftersträvat en så jämn hastighetsfördelning som
möjligt, främst för att få klart definierade
förhållanden och därigenom få möjlighet att
jämföra de olika provningsresultaten med varandra.
Den verkliga fartygspropellern arbetar däremot
nästan alltid med en sned vattentillströmning
och med en medströmsfördelning som kan vara
synnerligen oregelbunden på grund av inverkan
av akterskeppets form, axelbärarnas utformning
och placering etc. Därför kommer
vattenströmmen att möta propellerprofilerna under
anfallsvinklar, som väsentligt skiljer sig från de
vinklar vilka förekommer vid modellförsöken och
som antagits vid beräkningen. Dessutom
kommer anfallsvinklarna att variera runt varvet i
takt med propellerns rotation.
Hur kraftigt detta inverkar bevisas bl.a. genom
de försök som man nyligen gjort i England, där
man lyckats observera kavitationsförloppet på
fartygspropellrar i full skala. Man har därvid
anbringat fönster i fartygsbottnen ovanför
propellern och kunde då observera den i stroboskopisk
belysning samt fotografera den med
blixtbelysning. Proven gjordes i Medelhavet, där vattnet
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
