Импеллер

Редактирует Prol64!

Импеллер (англ. impeller, от impellere — побуждать, приводить в движение) — лопаточное колесо, заключённое в кольцевой кожух (оболочку), являющееся рабочим органом гидравлических машин, насосов или водомётных движителей.

В военно-морском кораблестроении импеллер выполняет роль специализированного закрытого ротора. За счёт вращения он преобразует энергию приводного вала двигателя в кинетическую энергию перекачиваемой жидкости, формируя направленный высокоскоростной поток. Это отличает его от классического открытого гребного винта, работающего в свободном водном пространстве.

Конструктивные особенности и отличие от пропеллера

Главным конструктивным признаком импеллера является обязательное наличие наружного кольца, сопла или жестко закреплённого в корпусе судна цилиндрического кожуха (направляющей насадки).

Такое конструктивное исполнение даёт импеллеру ряд гидродинамических преимуществ перед открытым пропеллером:

• Минимизация концевых потерь:

На концах лопастей обычного винта из-за разности давлений возникают завихрения воды, снижающие КПД. Кожух импеллера изолирует лопасти от внешнего объёма воды, сводя перетекание потока через кромки к минимуму.

• Направленность потока:

Закрытая геометрия принудительно заставляет воду двигаться вдоль оси вращения вала, исключая её центробежное рассеивание в стороны.

• Повышенное статическое давление:

Внутри кольцевого канала импеллер создаёт избыточное давление, что имеет ключевое значение для борьбы с кавитацией под водой.

Количество лопастей импеллера, их наклон (шаг) и профиль рассчитываются индивидуально под конкретные задачи корабля и тип силовой установки.

Применение в военно-морском деле

Водомётные движители маломерного флота

В устройстве водомётных движителей десантных, штурмовых и патрульных катеров импеллер является главным силовым элементом. Он засасывает воду через днищевый водозаборник и с силой выбрасывает её через сужающееся кормовое сопло. Благодаря защищённости импеллера корпусом и защитной решёткой, катера могут оперировать на экстремальном мелководье, не рискуя сломать лопасти о грунт.

Малошумные движители подводных лодок (Pump-jet)

В эпоху Холодной войны противостояние атомных подводных лодок (АПЛ) и сил противолодочной обороны (ПЛО) переместилось в плоскость акустической скрытности. Классические гребные винты при увеличении скорости хода начинали сильно шуметь из-за кавитации — образования и схлопывания парогазовых пузырей.

Инженеры заменили открытый винт на многолопастной импеллер насосного типа, заключённый в массивную кольцевую насадку (комплекс Pump-jet).

1. Поток воды, попадая внутрь насадки перед импеллером, немного замедляется, а его статическое давление возрастает.
2. Повышенное давление внутри кожуха физически препятствует закипанию воды на кромках лопастей импеллера.
3. Это позволяет АПЛ (например, американским типа Seawolf или российским проекта 955 «Борей») развивать высокую тактическую скорость хода, оставаясь полностью бесшумными для радиогидроакустических буёв и сонаров ПЛО противника.

Корабельные насосные системы и турбины

Помимо движителей, импеллеры различных конфигураций (центробежные, осевые) массово применяются во внутрикорабельных системах:

• В составе мощных турбонасосов, обеспечивающих циркуляцию охлаждающей жидкости в контурах корабельных ядерных реакторов или паротурбинных установок;
• В трюмных помпах систем борьбы за живучесть (БЖ) для экстренной откачки забортной воды при затоплениях;
• В составе систем осушения и продувания цистерн главного балласта воздухом низкого давления.

См. также

• Водомётный движитель
• Гребной винт
• Кавитация
• Подводная лодка