專利名稱：槳前反應(yīng)鰭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種槳前反應(yīng)鰭，尤其是指，安裝于常規(guī)右旋單槳船的槳前反應(yīng)鰭，屬于船體節(jié)能設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
反應(yīng)鰭(簡稱R. F.)是一種裝在肥大型單槳船舶推進器前方的導(dǎo)流裝置，如同具有較多葉片的靜止螺旋槳，它能減少推進器尾流的旋轉(zhuǎn)運動，因而能節(jié)省船舶主機的功率。 反應(yīng)鰭由若干片與水流成一定攻角的鰭葉組成，水流流過鰭葉后被改變原來的流向，形成了一股和螺旋槳尾流方向相反的預(yù)旋水流，起到了減少螺旋槳尾流旋轉(zhuǎn)能量損失的作用， 從而達到節(jié)能的目的。國內(nèi)外的研究已經(jīng)意識到通過改變螺旋槳進流的方向可以提高推進效率，對6個鰭均勻?qū)ΨQ布置的槳前反應(yīng)鰭進行了相關(guān)研究，比如鰭的翼型選擇和鰭的相關(guān)參數(shù)的改進；并且在此基礎(chǔ)上，相關(guān)研究人員去掉6個鰭中的1至2個，演化出非對稱布置的槳前反應(yīng)鰭。這兩種反應(yīng)鰭均具有水平方向設(shè)置的兩個鰭，但是由于船后有轉(zhuǎn)動的螺旋槳存在的流場整個是完全非對稱的，因此前述兩種反應(yīng)鰭雖然能達到一定的節(jié)能效果，節(jié)省功率 2% 4%，但伴流的均勻性和回收螺旋槳尾流中旋轉(zhuǎn)能量的散失方面仍有缺陷，而且隨著常規(guī)船體下部趨于肥大化的發(fā)展趨勢，船尾上下部分的伴流場嚴重不均勻，螺旋槳尾流中旋轉(zhuǎn)能量的散失嚴重，因此，現(xiàn)有的槳前反應(yīng)鰭已不能解決上述問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種槳前反應(yīng)鰭，通過改變流場方向來產(chǎn)生槳前的預(yù)旋轉(zhuǎn)流場，從而達到減少能量損失，提高螺旋槳推進效率的目的。為此，本實用新型提供的技術(shù)方案是，一種槳前反應(yīng)鰭，其特征在于從螺旋槳后側(cè)看，螺旋槳槳轂縱向中心線左側(cè)的船尾從上到下設(shè)置有第一片鰭、第二片鰭和第三片鰭， 右側(cè)設(shè)置有第四片鰭，其中，第一片鰭與縱向中心線的夾角α的范圍是46° < α <53°， 第二片鰭與水平方向的夾角β的范圍是1° ^ β ^8°，第三片鰭與縱向中心線的夾角χ 的范圍是37° ( χ彡44°，第四片鰭與水平線之間的夾角δ的范圍是82° ( δ彡89°。采用上述結(jié)構(gòu)，四片鰭中的三片分布在伴流場的低值即高速區(qū)域，減少了鰭的阻力對低速區(qū)域流動造成的不利影響，而且布置在高速區(qū)的鰭在使槳前流場預(yù)先旋轉(zhuǎn)的同時，也有利于伴流的均勻化。該設(shè)計也突破了傳統(tǒng)設(shè)計理念對本領(lǐng)域技術(shù)人員的束縛。根據(jù)船的豐滿程度、航速的不同，所述鰭的形狀為機翼型剖面，鰭的形狀可以為 NACA翼型中阻升比比較小的翼型，但要注意結(jié)合強度的要求統(tǒng)籌考慮。進一步的改進是，左側(cè)的三片鰭的鰭根與螺旋槳軸線的夾角ε從上到下逐步增大，其范圍是12° < ε <21°，第四片鰭鰭根與螺旋槳軸線的夾角大于第二片鰭鰭根與螺旋槳軸線的夾角而小于第三片鰭鰭根與螺旋槳軸線的夾角。這樣可以更好地提高螺旋槳的推進效率。[0009]再進一步的改進是，所述四片鰭的長度為螺旋槳半徑的90% 105%。這樣可保證良好的節(jié)能效果。綜上，本實用新型的有益效果是通過產(chǎn)生一個與螺旋槳旋轉(zhuǎn)方向相反的周向誘導(dǎo)速度場，從而減少螺旋槳尾流場中因旋轉(zhuǎn)損失的能量，提高螺旋槳推進效率；使伴流更趨于均勻，使螺旋槳工作更加平穩(wěn)，降低螺旋槳激振力引起的船體振動風(fēng)險；改善了螺旋槳空泡性能。船模實驗證明，在鰭的布置角度、翼型和安裝角度實現(xiàn)優(yōu)化配置的情況下，本實用新型的節(jié)能效果達4% 7%。在6萬噸級散貨船上進行的對比試驗試驗證明本實用新型技術(shù)方案提高推進效率達到5. 3%?，F(xiàn)有的6萬噸級散貨船每天消耗30噸柴油，采用本實用新型技術(shù)方案，每天可節(jié)省柴油0. 6噸，大大降低了能耗。
以下結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細說明


圖1為本實用新型中鰭的安裝位置示意圖。圖2為本實用新型中鰭與螺旋槳軸線方向的夾角示意圖。圖3為本實用新型中鰭的形狀示意圖。圖4為安裝有本實用新型的船體船尾部分的示意圖。
具體實施方式
如
圖1和圖2所示，一種槳前反應(yīng)鰭，從螺旋槳后側(cè)看，螺旋槳槳轂6縱向中心線左側(cè)的船尾上設(shè)置有三片鰭，從上到下為第一片鰭1、第二片鰭2和第三片鰭3，右側(cè)設(shè)置有第四片鰭4，其中，第一片鰭1與縱向中心線的夾角α的范圍是46° < α <53°，第二片鰭 2與水平方向的夾角β的范圍是1°彡β彡8°，第三片鰭3與縱向中心線的夾角χ的范圍是37° < χ <44°，第四片鰭4與水平線之間的夾角δ的范圍是82° < δ < 89°。鰭的形狀選取NACA翼型中阻升比比較小的翼型，但要注意結(jié)合強度的要求統(tǒng)籌考慮。其強度需要根據(jù)鰭所受動載荷進行核算。圖3為鰭的形狀的示例，所述鰭的形狀為機翼型剖面。結(jié)合圖2，船體左側(cè)的三片鰭的鰭根與螺旋槳軸線的夾角ε從上到下逐步增大， 其范圍是12° < ε <21°，第四片鰭4鰭根與螺旋槳軸線的夾角大于第二片鰭2鰭根與螺旋槳軸線的夾角而小于第三片鰭3鰭根與螺旋槳軸線的夾角。鰭的長度也要在一定的范圍內(nèi)才能保證良好的節(jié)能效果，鰭的外端要在90% R-105% R的范圍內(nèi)，其中R為螺旋槳半徑。本實用新型中結(jié)合流場特點的有針對性的完全非對稱布置方案能夠更好地達到提高螺旋槳推進效率，均勻伴流和改善螺旋槳空泡的目的，是一種可行的工程應(yīng)用方案。
權(quán)利要求1.一種槳前反應(yīng)鰭，其特征在于從螺旋槳后側(cè)看，螺旋槳槳轂(6)縱向中心線左側(cè)的船尾從上到下設(shè)置有第一片鰭(1)、第二片鰭( 和第三片鰭(3)，右側(cè)設(shè)置有第四片鰭 G)，其中，第一片鰭(1)與縱向中心線的夾角α的范圍是46° < α <53°，第二片鰭(2) 與水平方向的夾角β的范圍是1° ^ β ^8°，第三片鰭(3)與縱向中心線的夾角χ的范圍是37° ( χ彡44°，第四片鰭與水平線之間的夾角δ的范圍是82° ( δ彡89°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槳前反應(yīng)鰭，其特征在于所述鰭的形狀為機翼型剖面，剖面形式采用NACA系列中的非對稱翼型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槳前反應(yīng)鰭，其特征在于左側(cè)的三片鰭的鰭根與螺旋槳軸線的夾角ε從上到下逐步增大，其范圍是12° < ε <21°，第四片鰭(4)鰭根與螺旋槳軸線的夾角大于第二片鰭(2)鰭根與螺旋槳軸線的夾角而小于第三片鰭(3)鰭根與螺旋槳軸線的夾角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槳前反應(yīng)鰭，其特征在于所述四片鰭的長度為螺旋槳半徑的 90% 105%。
專利摘要本實用新型涉及一種安裝于常規(guī)右旋單槳船的槳前反應(yīng)鰭，屬于船體節(jié)能設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。一種槳前反應(yīng)鰭，從螺旋槳后側(cè)看，螺旋槳槳轂(6)縱向中心線左側(cè)的船尾從上到下設(shè)置有第一片鰭(1)、第二片鰭(2)和第三片鰭(3)，右側(cè)設(shè)置有第四片鰭(4)，其中，第一片鰭(1)與縱向中心線的夾角α的范圍是46°≤α≤53°，第二片鰭(2)與水平方向的夾角β的范圍是1°≤β≤8°，第三片鰭(3)與縱向中心線的夾角χ的范圍是37°≤χ≤44°，第四片鰭(4)與水平線之間的夾角δ的范圍是82°≤δ≤89°。采用上述結(jié)構(gòu)，四片鰭中的三片分布在伴流場的低值即高速區(qū)域，減少了鰭的阻力對低速區(qū)域流動造成的不利影響，而且布置在高速區(qū)的鰭在使槳前流場預(yù)先旋轉(zhuǎn)的同時，也有利于伴流的均勻化。
文檔編號B63H1/28GK202244050SQ20112029991
公開日2012年5月30日 申請日期2011年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月17日
發(fā)明者周志勇, 林潔, 陳康, 魏菲菲 申請人:上海船舶研究設(shè)計院