本發(fā)明涉及一種推進裝置的附加裝置，屬于推進技術領域。

背景技術：

導管槳或者帶導管的吊艙推進器因為低速時推力大、加上旋轉機械可以實現(xiàn)推力方向的改變，提高船舶的機動性因此在船舶上得到了廣泛應用。但是現(xiàn)有導管槳仍有一些技術上的不足，一是導管的流道面積固定，影響了非設計工況下導管槳的推進效率；二是導管槳推力方向是軸向的，不能產(chǎn)生其他方向的推力(側向力)，限制了導管槳的機動性。

為了應對導管槳的上述不足，常規(guī)的導管槳推進器，要改變導管槳推進器的推力只能采用電機驅(qū)動或者采用螺旋槳調(diào)距機構。采用電機傳動，受到電機尺寸、重量、功率密度、效率等限制，制約了導管槳推進器的廣泛使用；而通過調(diào)整導管螺旋槳的螺距改變推力，則需要在螺旋槳槳轂里安裝復雜的液壓調(diào)整機構，槳轂的尺寸、重量大幅增加，同時槳葉的盤面比、數(shù)量也受到了限制，影響了導管螺旋槳性能的提高。而要改變導管槳的推力，則需要以來體積、重量龐大且價格昂貴的支撐旋轉機械，增加了導管槳的使用成本，也影響了導管槳的靈活布置與安裝。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術存在的上述問題，本發(fā)明提供一種導管推進器充氣環(huán)裝置，通過在導管內(nèi)流道出口附近安裝充氣環(huán)裝置，可以實現(xiàn)改變導管槳出口的流道面積，賦予導管槳在各種工況下靈活改變推力的能力，提高導管槳在非設計工況下的推進效率；通過充氣環(huán)裝置的分區(qū)調(diào)整，可以改變流體流出導管時的方向，使得導管槳產(chǎn)生非軸向的推力，提高導管槳的機動性。

為了解決上述問題，本發(fā)明采用如下方案：

一種導管推進器充氣環(huán)裝置，包括導管，所述導管的出口端內(nèi)壁沿著導管的軸向安裝有多個相鄰設置的、不同內(nèi)徑的充氣環(huán)，并安裝有貼附于所述充氣環(huán)內(nèi)壁的光順內(nèi)覆層，所述充氣環(huán)通過充氣管道與充氣裝置連接，所述充氣環(huán)充氣或放氣時可調(diào)整導管的出口流道面積大小。

作為上述技術方案的進一步改進：

沿著導管出口方向由內(nèi)向外，相鄰的多個所述充氣環(huán)的膨脹程度依次增大。

所述導管的進口端具有光滑的環(huán)形導入曲面。

所述導管的出口端外壁具有向?qū)Ч苤行膹澢?、光滑的圓弧形導出曲面。

所述導管的出口端內(nèi)壁呈平直的筒狀。

所述充氣環(huán)的外壁間隔設有一圈楔形插槽，導管的出口端內(nèi)壁對應設有一圈楔形插條，借助所述楔形插條與楔形插槽配合將充氣環(huán)固定于導管中。

所述充氣環(huán)設置有沿其周向間隔設置的分區(qū)阻隔層，所述分區(qū)阻隔層將充氣環(huán)分隔成多個獨立的充放氣區(qū)，所述充放氣區(qū)可由獨立的氣閥控制。

所述光順內(nèi)覆層由一層或者多層具有彈性的材料制成。

所述分區(qū)阻隔層具有至少兩層氣密阻隔層。

所述導管進口端的內(nèi)徑至少大于導管槳直徑的5％，導管出口端內(nèi)徑與導管槳直徑相差范圍小于±5％。

本發(fā)明的技術效果在于：

本發(fā)明采用充氣環(huán)結構，利用充放氣改變導管口的流道面積，提升導管槳在各個航速下的推進效率；在不需要借助旋轉機構的條件下，產(chǎn)生側向推力，提高導管槳機動性能；可以在主機轉速不變的情況下，實現(xiàn)導管槳推力的調(diào)節(jié)，簡化傳動機構；布置方便，適用性廣，本發(fā)明不需要復雜的導管轉向機構、螺距調(diào)整機構等傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)導管槳推力的輔助機構，只需在導管內(nèi)壁布置充氣環(huán)，體積小，重量輕，成本低，可以適用于各類型帶導管類的推進器，可以賦予導管類推進器更高的推進效率和更大的機動性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中充氣環(huán)安裝于導管內(nèi)壁的充氣狀態(tài)圖。

圖2為本發(fā)明的導流狀態(tài)圖。

圖3為本發(fā)明的另一導流狀態(tài)圖。

圖4為本發(fā)明中充氣環(huán)與導管的連接結構圖。

圖5為本發(fā)明中充氣環(huán)與導管的連接結構圖。

圖6為本發(fā)明中多級環(huán)狀氣墊分區(qū)調(diào)節(jié)后的外形圖。

圖7為本發(fā)明充氣環(huán)置于導管中的示意圖。

圖中：1、導管；10、環(huán)形導入曲面；11、圓弧形導出曲面；2、充氣環(huán)；20、楔形插槽；21、分區(qū)阻隔層；3、光順內(nèi)覆層。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步說明。

如圖1至圖3及圖7所示，本實施例的導管推進器充氣環(huán)裝置，包括導管1，導管1的出口端內(nèi)壁沿著導管1的軸向安裝有多個相鄰設置的、不同內(nèi)徑的充氣環(huán)2，并安裝有貼附于充氣環(huán)2內(nèi)壁的光順內(nèi)覆層3，光順內(nèi)覆層3的作用是在相鄰充氣環(huán)2之間構建光滑的流道結構，減小因由于充氣環(huán)2之間的接縫起伏引起的流體阻力。充氣環(huán)2通過充氣管道與充氣裝置連接，充氣管道安裝于導管內(nèi)壁，由導管外的充氣泵向充氣環(huán)2充氣；充氣環(huán)2充氣或放氣時可調(diào)整導管1的出口流道面積大小。當充氣時，多級環(huán)狀氣墊膨脹，減小了導管的出流面積，可以使得導管槳在低轉速時產(chǎn)生更大的推力，當放氣時，多級環(huán)狀氣墊收縮，導管出口面積增加，可以在船舶中高速時減小導管的阻力，增加導管槳的整體推力，從而提升導管槳的推進效率。

如圖1至圖3所示，沿著導管1出口方向由內(nèi)向外，相鄰的多個充氣環(huán)2的膨脹程度依次增大，形成階梯狀，使得光順內(nèi)覆層3呈光滑的坡狀，利于導流。

如圖1所示，導管1的進口端具有光滑的環(huán)形導入曲面10。大曲率的環(huán)形導入曲面10的作用是在充氣環(huán)2體積變化時導管槳能夠適應不同的來流角度，可以起到增加導管的推力，避免導管入口空化的目的。

如圖1所示，導管1的出口端外壁具有向?qū)Ч?中心彎曲的、光滑的圓弧形導出曲面11。圓弧形導出曲面11的作用是在導管出口面積大幅改變時可以減小流體分離，增加導管在不同充氣環(huán)充氣狀態(tài)下的導管推力。

導管1的出口端內(nèi)壁呈平直的筒狀。平直型導管出口的作用為，一是為了方便安裝導管出口端的充氣環(huán)2，二是當充氣環(huán)2放氣時能夠使得導管阻力最小化。平直形的導管出口可以在充氣環(huán)2放氣或者少量充氣時仍維持導管推進器具有較大的推力。

如圖4、圖5所示，為便于安裝，充氣環(huán)2的外壁間隔設有一圈楔形插槽20，導管1的出口端內(nèi)壁對應設有一圈楔形插條，借助楔形插條與楔形插槽20配合將充氣環(huán)2固定于導管1中。通過周向均布的插槽安裝于導管內(nèi)壁，然后通過止動螺栓加以固定。

如圖6所示，充氣環(huán)2設置有沿其周向間隔設置的分區(qū)阻隔層21，分區(qū)阻隔層21將充氣環(huán)2分隔成多個獨立的充放氣區(qū)，充放氣區(qū)可由獨立的氣閥控制。采用分區(qū)阻隔層21，實現(xiàn)充氣環(huán)2的壓力的分區(qū)調(diào)節(jié)，從而改變導管出口的形狀，產(chǎn)生需要的側向力。通過對不同分區(qū)的充氣或放氣，實現(xiàn)對出口面積的局部變化調(diào)整，進而影響導管(噴口)出流的方向，使得導管產(chǎn)生側向力，提高導管推進器的機動能力。

本發(fā)明中，光順內(nèi)覆層3由一層或者多層具有彈性的材料制成；分區(qū)阻隔層21具有至少兩層氣密阻隔層。為實現(xiàn)導管的最大導流效率，導管1進口端的內(nèi)徑至少大于導管槳直徑的5％，導管1出口端內(nèi)徑與導管槳直徑相差范圍小于±5％。

以上所舉實施例為本發(fā)明的較佳實施方式，僅用來方便說明本發(fā)明，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，任何所屬技術領域中具有通常知識者，若在不脫離本發(fā)明所提技術特征的范圍內(nèi)，利用本發(fā)明所揭示技術內(nèi)容所作出局部改動或修飾的等效實施例，并且未脫離本發(fā)明的技術特征內(nèi)容，均仍屬于本發(fā)明技術特征的范圍內(nèi)。