專利名稱:船舶底舭部牽引渦輪式螺旋槳推進(jìn)器的制作方法
本發(fā)明屬于船舶推進(jìn)技術(shù)。
“船舶尾推進(jìn)方式”在各類船舶中得到廣泛的應(yīng)用。
近年來(lái)，日本研制了螺旋槳推進(jìn)器置于船體總長(zhǎng)1/2中，槳處于斜流中工作，槳的工作狀態(tài)突出船底基線下。而西德研制了Z型推進(jìn)拖輪，螺施槳的位置在船艏部后并突出船底基線下。上述兩種情況均受水域的限制，在淺水中無(wú)法航行，螺旋槳易受破壞，所以“尾推進(jìn)方式”仍占傳統(tǒng)的地位。尾推進(jìn)方式主要缺點(diǎn)在于船舶航行時(shí)，尤其是在高速航行時(shí)，螺旋槳不可避免地會(huì)產(chǎn)生空泡現(xiàn)象，另外，由于水流與船體的分離，一方面降低了螺旋槳的效率，使動(dòng)力機(jī)械不能充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用，另一方面對(duì)螺旋槳會(huì)產(chǎn)生氣蝕作用，降低了螺旋槳的使用壽命。航速愈高，這兩方面的影響也愈嚴(yán)重，因此，通常認(rèn)為船舶達(dá)到臨界速度時(shí)，盡管動(dòng)力無(wú)限增加，航速卻增加無(wú)幾，導(dǎo)致一百多年來(lái)水面艦船航速受到限制。
專利文件“CN85108l03A”中公開(kāi)了一種“排水型船舶和魚雷的推進(jìn)器的位置”，將排水型船舶和魚雷的推進(jìn)器位于總長(zhǎng)為10站的船體或魚雷的尾部0站向前的2至4
站的范圍內(nèi)。對(duì)于快速性船舶，例如高速軍用艦艇等，當(dāng)航速提高時(shí)，水流加速在上述“2站”處分離，此即為水流與船體的脫體點(diǎn)，這時(shí)推進(jìn)器處于這里的話，螺旋槳就會(huì)產(chǎn)生氣蝕空泡現(xiàn)象，引起推進(jìn)力的降低，并出現(xiàn)激烈的震動(dòng)現(xiàn)象。
另外，在尾推進(jìn)方式的船舶已有技術(shù)中，在螺旋槳外增加園形套環(huán)，但增加了船舶的迴轉(zhuǎn)半徑，使操縱性能變壞，船舶倒退時(shí)螺旋槳的性能變差。同時(shí)，當(dāng)高速航行時(shí)，螺旋槳的尾渦流的分離也產(chǎn)生槳葉的空泡現(xiàn)象。因此限制了它的使用。
本發(fā)明的目的是在原動(dòng)力不變情況下，提高船舶的航速及其操縱性。穩(wěn)定性、降低造價(jià)；在增加機(jī)械馬力的情況下，較大幅度提高船速及其操縱性、穩(wěn)定性和安全性。
為此，設(shè)各類排水型船舶，快速性船舶、艦艇(含潛艇)。魚雷等的總長(zhǎng)度為10站，則螺旋槳推進(jìn)器位于船體尾部0站向前3～ 站的船批部?jī)蓚?cè)，螺旋槳的槳葉位于槳轂的前方，槳葉的葉梢不超出船舷邊，應(yīng)在船舷邊向內(nèi)35cm以上(含35cm)為好。蝶旋槳推進(jìn)器可采用一機(jī)雙槳或多機(jī)多槳。
在螺旋槳的槳葉外加一園形導(dǎo)管噴射裝置，導(dǎo)管噴射裝置可安裝在槳軸附件上。通常，導(dǎo)管噴射裝置的長(zhǎng)度，可選擇為螺旋槳槳葉直徑的2～2.5倍，而導(dǎo)管噴射裝置的進(jìn)水口的口徑大于出水口的口徑，出水口的口徑不大于螺旋槳的槳葉直徑。導(dǎo)管噴射裝置最好不超出船底基線，應(yīng)離船底基線15～20(cm)為好，但對(duì)高速船舶可超出船底基線。
與已有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)為船舶提供較大的廻轉(zhuǎn)力臂，提高了船舶的操縱性能。由于螺旋槳處于敞水中工作，故減少了船舶的劇烈震動(dòng)。消除了高速船舶航行時(shí)船體對(duì)水流產(chǎn)生的分離現(xiàn)象，提高了推進(jìn)效率。另外，高速航行時(shí)，螺旋槳的槳葉由于尾推進(jìn)的關(guān)系常發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的剝蝕現(xiàn)象，在槳葉葉面導(dǎo)邊或葉背隨邊附近最容易在局部空泡處發(fā)生槳葉的剝蝕與銹蝕現(xiàn)象，這是由于葉梢水流排出產(chǎn)生空泡所致，故也稱為空泡或汽蝕。另一方面槳葉的葉梢處的梢渦也可能產(chǎn)生類似的現(xiàn)象，形成片狀空泡。隨著螺旋槳轉(zhuǎn)速的增加，片狀空泡逐漸向內(nèi)擴(kuò)展，葉梢和導(dǎo)邊開(kāi)始將葉背籠罩于空泡之中，導(dǎo)致螺旋槳的推力和效率的降低。本發(fā)明使螺旋槳推進(jìn)器處于最佳流場(chǎng)中工作，使船體與流體在高速航行時(shí)不產(chǎn)生分離的條件下，并且船尾部壓強(qiáng)在運(yùn)動(dòng)時(shí)增高，從而改變船舶在航行時(shí)的阻力性能，克服上述的不良現(xiàn)象，以獲得最佳螺旋槳推進(jìn)效率。
在螺旋槳外增加導(dǎo)管噴射裝置后，由于螺旋槳在槳葉葉梢部分的自由渦轉(zhuǎn)化為導(dǎo)管噴射裝置的附著渦，加大了槳盤處的水流速度，而在漿盤后水流的速度增加很少，因而減少了螺旋槳尾流的收縮，增大尾流的截面積，可以提高螺旋槳推進(jìn)器的推進(jìn)效率。導(dǎo)管噴射裝置的內(nèi)壁與螺旋槳槳葉葉梢之間的間距很小，限制了槳葉葉梢部分的橫向繞流，減少了葉梢損失。通常存在螺旋槳載荷越大，尾流的收縮及葉梢的損失越嚴(yán)重的問(wèn)題，因而安裝導(dǎo)管噴射裝置所得的收效也就越大。除此之處，導(dǎo)管噴射裝置本身還起到提高推進(jìn)效率，保護(hù)螺旋槳推進(jìn)器，提高船舶安全性等作用。
由此可見(jiàn)，本發(fā)明可明顯地提高船舶的操縱性、穩(wěn)定性、安全性、提高船舶的航速和運(yùn)輸效率，降低船舶的造價(jià)。本發(fā)明適用于一般的快速性船舶(包括軍用艦艇)以及各類排水型的船舶和魚雷等。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。
附圖為螺旋槳推進(jìn)器的位置和導(dǎo)管噴射裝置示意圖。(1)為螺旋槳槳葉，(2)為槳轂，(3)為導(dǎo)管噴射裝置，(4)為船舶設(shè)計(jì)水線，(5)為發(fā)動(dòng)機(jī)，(6)為A型傳動(dòng)裝置(變速箱)，(7)為槳傳動(dòng)軸，(8)為船底基線。
實(shí)施例螺旋槳位于船體底舭部舷內(nèi)兩側(cè)，船體尾部0站向前
站處，槳葉位于槳轂的前方，槳葉葉梢在舷邊向內(nèi)40cm處。采用一機(jī)雙槳，V型軸附體向前伸出槳的傳動(dòng)軸，槳對(duì)船是拉力引擎式。采用A型傳動(dòng)方式。
槳葉外加一導(dǎo)管噴射裝置，安裝在槳軸附體上，導(dǎo)管噴射裝置不超出船底基線，離船底基線為15cm。設(shè)螺旋槳的槳葉直徑為30cm，則導(dǎo)管噴射裝置的長(zhǎng)度選為70cm，采用園形結(jié)構(gòu)，進(jìn)水口的口徑大于出水口的口徑10cm，出水口的口徑小于槳葉的直徑為2cm，槳葉葉梢離導(dǎo)管噴射裝置的內(nèi)壁為2cm。導(dǎo)管噴射裝置可采用合金鋼材鑄制而成。
權(quán)利要求
1.船舶底舭部牽引渦輪式螺旋槳推進(jìn)器，其特征在于螺旋槳推進(jìn)器位于總長(zhǎng)為10站的船體尾部0站向前的3～4
站的船舭部?jī)蓚?cè)，在螺旋槳槳葉(1)外加一導(dǎo)管噴射裝置(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的螺旋槳推進(jìn)器，其特征在于采用一機(jī)雙槳或多機(jī)多槳。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1和2所述的螺旋槳推進(jìn)器，其特征在于槳葉葉梢應(yīng)在舷邊向內(nèi)40cm以上(含40cm)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1和2所述的螺旋槳推進(jìn)器，其特征在于槳葉(1)位于槳轂(2)前方。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的螺旋槳推進(jìn)器，其特征在于導(dǎo)管噴射裝置(3)為園形，其長(zhǎng)度一般為螺旋槳槳葉直徑的2～2.5倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1和5所述的螺旋槳推進(jìn)器，其特征在于導(dǎo)管噴射裝置進(jìn)水口的直徑大于螺旋槳槳葉直徑，出水口的直徑一般不大于螺旋槳槳葉直徑。
專利摘要
本發(fā)明屬于船舶推進(jìn)技術(shù)。對(duì)各類船舶(包括軍用艦艇、魚雷)將其螺旋槳推進(jìn)器位于船體尾部0站向前
文檔編號(hào)B63H5/00GK86106368SQ86106368
公開(kāi)日1987年3月25日 申請(qǐng)日期1986年9月22日
發(fā)明者周錦宇 申請(qǐng)人:廈門大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan