一種噴水與螺旋槳混合推進(jìn)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[〇〇〇1] 本實(shí)用新型屬于水下航行器設(shè)計(jì)領(lǐng)域，更具體地，是一種基于利用噴水裝置和螺旋槳混合推進(jìn)器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，通常船舶常使用的推進(jìn)器是螺旋槳，螺旋槳激振的根本原因在于螺旋槳葉負(fù)荷加重，在船后不均勻尾流中工作時(shí)容易產(chǎn)生局部的不穩(wěn)定空泡，從而導(dǎo)致螺旋槳作用于船體的壓力、振幅和相位都不斷變化。螺旋槳激振造成的船尾振動(dòng)、結(jié)構(gòu)損壞、噪聲、剝蝕等問題引起各國的重視。但是螺旋槳推進(jìn)器經(jīng)濟(jì)性能好，結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固耐用，可以提高航速并節(jié)省燃燒，而且即使在風(fēng)浪之中也能繼續(xù)發(fā)揮作用；而對(duì)于噴水推進(jìn)也有許多優(yōu)點(diǎn)，其總推進(jìn)效率高，抗空泡能力強(qiáng)，操縱性能和動(dòng)力定位性能優(yōu)異，噪聲低等，但也存在轉(zhuǎn)彎時(shí)噴水推進(jìn)裝置推力喪失，淺吃水航行吸入砂礫等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和改進(jìn)需求，本實(shí)用新型提供一種推進(jìn)器，該推進(jìn)器將螺旋槳推進(jìn)和噴水推進(jìn)方式結(jié)合起來，取兩種推進(jìn)方式的優(yōu)點(diǎn)，有效解決推進(jìn)器與原動(dòng)機(jī)最高效率不同步的問題。本實(shí)用新型提出一種噴水與螺旋槳混合推進(jìn)裝置，包括水栗、空心軸、螺旋槳、球形噴口、電機(jī)、栗入水管、栗出水管，其特征在于，
[0004] 螺旋槳的旋轉(zhuǎn)軸為空心軸，栗出水管通過軸承穿過所述空心軸與球形噴口相通；
[0005] 從動(dòng)齒輪鍵連接在空心軸上，主動(dòng)齒輪鍵連接在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上，從動(dòng)齒輪、主動(dòng)齒輪嚙合；栗入水管和栗出水管分別位于水栗的進(jìn)水端和出水端，栗出水管與空心軸連接；
[0006]球形噴口一端為空心圓柱，用于和空心軸套接，用于水的栗入；空心圓柱上設(shè)有螺紋口，用于安裝固定；球形噴口另一端，嵌有球體，球體中心軸線上挖有圓柱形通孔，用于水的栗出；球體與空心圓柱之間設(shè)有密封裝置。
[0007]優(yōu)先的，所述的噴水與螺旋槳混合推進(jìn)裝置，其特征在于，所述的球形噴口的球體的噴水方向可以受控改變。
[0008]所述的噴水與螺旋槳混合推進(jìn)裝置工作模式包括：
[0009] 工作模式1 :電機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)齒輪、帶動(dòng)從動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)空心軸及軸上螺旋槳旋轉(zhuǎn)；同時(shí)，水栗從栗入水管吸水，通過與螺旋槳相連的空心軸中之中，從末端的球形噴口排出，產(chǎn)生向前推力。從而可以提供最大的推力，以供快速航行。
[0010] 工作模式2 :僅電機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)齒輪、帶動(dòng)從動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)空心軸及軸上螺旋槳旋轉(zhuǎn)，水栗作為輔助推進(jìn)方式，在改變航向的時(shí)候可以改變末端的球形噴口的噴水方向，產(chǎn)生側(cè)向推力，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。
[0011] 工作模式3 :電機(jī)不工作，水栗間歇式工作，通過間歇式的工作方式，可以較好的控制航行器因?yàn)槠鋺T性因素在位置精度上帶來的不利影響以在局部位置精確定位。
[0012] 工作模式4 :電機(jī)不工作，水栗連續(xù)式工作，由于單一的噴水推進(jìn)噪聲較小，振動(dòng)不嚴(yán)重，從而可以避免在水中被其他探測器監(jiān)視探測。
[0013]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)有末端空心軸，并連接球形噴口，水下航行器需要改變航向時(shí)，通過調(diào)節(jié)球形噴口的出口方向，水流的反作用力會(huì)對(duì)航行器產(chǎn)生轉(zhuǎn)向力矩。航行器需要改變航速時(shí)，通過調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速或關(guān)閉/打開噴水推進(jìn)裝置，實(shí)現(xiàn)航速調(diào)節(jié)。從烏賊的運(yùn)動(dòng)方式上獲得靈感進(jìn)行仿生設(shè)計(jì)，通過栗的連續(xù)式工作與間歇式工作，實(shí)現(xiàn)連續(xù)噴水和間斷噴水，保證航行器的局部精確定位。
[0014]總體而言，通過本實(shí)用新型所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果：由于采用了噴水和螺旋槳雙推進(jìn)系統(tǒng)，克服了傳統(tǒng)推進(jìn)的效率低下問題。采用連續(xù)噴水和間斷噴水機(jī)動(dòng)，可供在不同航行狀態(tài)下靈活調(diào)節(jié)，有效提高推進(jìn)效率，同時(shí)提高了航行器的機(jī)動(dòng)性。噴水推進(jìn)的設(shè)計(jì)也使得有較好的操縱性。在潛入模式下使用噴水推進(jìn)，振動(dòng)噪聲小，隱蔽性好。能在首部形成負(fù)壓，降低航行器的航行阻力。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的立體示意圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型的另一個(gè)角度立體示意圖；
[0017]圖3是球形噴口示意圖；
[0018]圖4是球形噴口剖視圖；
[0019]其中：1-水栗，2-從動(dòng)齒輪，3-空心軸，4-螺旋槳，5-球形噴口，6-主動(dòng)齒輪，7-電機(jī)，8-栗入水管，9-栗出水管，10-基座一，11-基座二，12-軸承，13-螺紋孔，14-球體。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0021]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0022]在圖1、圖2所示實(shí)施例中，電機(jī)與栗分別通過支座二與支座一與所需航行器相連接固定。且入水管以及出水管的長度可根據(jù)實(shí)際所需航行器的大小而相應(yīng)的進(jìn)行調(diào)整。圖
3、圖4示出球形噴口結(jié)構(gòu)，圖中13表示球形噴口上的螺紋孔，可用緊定螺釘將其和空心軸的末端進(jìn)行固定。14為球形噴口的結(jié)構(gòu)之一一一可滾動(dòng)孔。噴口常見于空調(diào)送風(fēng)口、城市噴泉和與人員活動(dòng)范圍有較大距離的環(huán)境里，如公共場所如各種大廳及裝配車間等，本實(shí)用新型的球形噴口可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)變向。
[0023]該實(shí)用新型的推進(jìn)方式主要有噴水推進(jìn)與螺旋槳推進(jìn)兩種，其中噴水推進(jìn)方式為：水栗連接其入水管與出水管，從入水管吸水，通過與螺旋槳相連的空心軸中之中，從末端的球形噴口排出，產(chǎn)生向前推力。螺旋槳推進(jìn)方式為：螺旋槳旋轉(zhuǎn)軸為空心軸，空心軸上安裝齒輪，與電機(jī)軸上齒輪嚙合，由電機(jī)帶動(dòng)螺旋槳旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生推力，該設(shè)計(jì)減小空間占用，防止與出水管產(chǎn)生干涉。此兩種推進(jìn)方式可同時(shí)進(jìn)行，也可單獨(dú)進(jìn)行，從而可以衍生出一系列的工作模式，如下：
[0024]工作模式1 :電機(jī)（7)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)齒輪￠)、帶動(dòng)從動(dòng)齒輪（2)旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)空心軸⑶及軸上螺旋槳⑷旋轉(zhuǎn)；同時(shí)，水栗⑴從栗入水管⑶吸水，通過與螺旋槳（4)相連的空心軸（3)中之中，從末端的球形噴口（5)排出，產(chǎn)生向前推力。
[0025]工作模式2 :僅電機(jī)（7)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)齒輪￠)、帶動(dòng)從動(dòng)齒輪（2)旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)空心軸（3)及軸上螺旋槳（4)旋轉(zhuǎn)，水栗（1)作為輔助推進(jìn)方式，在改變航向的時(shí)候可以改變末端的球形噴口（5)的噴水方向，產(chǎn)生側(cè)向推力，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。
[0026]工作模式3 :電機(jī)（7)不工作，水栗（1)間歇式工作，以在局部位置精確定位。
[0027]工作模式4 :電機(jī)（7)不工作，水栗⑴連續(xù)式工作。
[0028]該實(shí)用新型的球形噴口可以自由調(diào)節(jié)方向，從而可以改變出水方向，如球形噴口朝斜上方，則末端出水向斜上方向噴出，根據(jù)力學(xué)原理，可以帶動(dòng)首部向斜下方運(yùn)動(dòng)。同理球形噴口朝左運(yùn)動(dòng)。
[0029]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種噴水與螺旋槳混合推進(jìn)裝置，包括水栗(1)、空心軸(3)、螺旋槳(4)、球形噴口(5)、電機(jī)(7)、栗入水管(8)、栗出水管(9)，其特征在于， 螺旋槳(4)的旋轉(zhuǎn)軸為空心軸(3)，栗出水管(9)通過軸承(12)穿過所述空心軸(3)與球形噴口(5)相通； 從動(dòng)齒輪(2)鍵連接在空心軸(3)上，主動(dòng)齒輪(6)鍵連接在電機(jī)(7)轉(zhuǎn)軸上，從動(dòng)齒輪(2)、主動(dòng)齒輪(6)嚙合；栗入水管(8)和栗出水管(9)分別位于水栗(1)的進(jìn)水端和出水端，栗出水管(9)與空心軸(3)連接； 球形噴口(5) —端為空心圓柱，用于和空心軸(3)套接，用于水的栗入；空心圓柱上設(shè)有螺紋口(13)，用于安裝固定；球形噴口(5)另一端，嵌有球體(14)，球體(14)中心軸線上挖有圓柱形通孔，用于水的栗出；球體(14)與空心圓柱之間設(shè)有密封裝置。2.權(quán)利要求1所述的噴水與螺旋槳混合推進(jìn)裝置，其特征在于，所述的球形噴口(5)的球體(14)的噴水方向可以受控改變。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種噴水與螺旋槳混合推進(jìn)裝置，該推進(jìn)器將螺旋槳推進(jìn)和噴水推進(jìn)方式結(jié)合起來，取兩種推進(jìn)方式的優(yōu)點(diǎn)，有效解決推進(jìn)器與原動(dòng)機(jī)最高效率不同步的問題。本實(shí)用新型技術(shù)是螺旋槳尾部設(shè)有球形噴口，水下航行器需要改變航向時(shí)，通過調(diào)節(jié)球形噴口的出口方向，水流的反作用力會(huì)對(duì)航行器產(chǎn)生轉(zhuǎn)向力矩。航行器需要改變航速時(shí)，通過調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速或關(guān)閉/打開噴水推進(jìn)裝置，實(shí)現(xiàn)航速調(diào)節(jié)。由于采用了噴水和螺旋槳雙推進(jìn)系統(tǒng)，克服了傳統(tǒng)推進(jìn)的效率低下問題，有利于提高推進(jìn)效率，同時(shí)提高了航行器的機(jī)動(dòng)性。噴水推進(jìn)的設(shè)計(jì)也使得有較好的操縱性。
【IPC分類】B63H11/04, B63H1/14
【公開號(hào)】CN205059973
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520830774
【發(fā)明人】陳慕豪, 公晨, 夏利福, 龍周, 李夢楠, 夏衛(wèi)生
【申請(qǐng)人】華中科技大學(xué)
【公開日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年10月22日