專利名稱：高速排水型船舶敞水推進(jìn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于船舶推進(jìn)技術(shù)，尤其是一種用于高速排水型船舶的敞水推進(jìn)器裝置。
船舶的推進(jìn)裝置，由明輪的位于船舶干舷兩側(cè)發(fā)展到尾部螺旋槳推進(jìn)方式以來，已有百年以上歷史，許多國家船舶科技工作者為能提高船舶航速進(jìn)行了大量的研究。根據(jù)現(xiàn)代運輸?shù)男枨?，提高船舶航速勢在必行。隨著各國武器兵種發(fā)展的趨勢，海軍為完成現(xiàn)代化的作戰(zhàn)任務(wù)，提出艦艇的航速要提高到80-100節(jié)的要求，這對現(xiàn)有靠常規(guī)尾推進(jìn)裝置的船舶來說確實是望塵莫及的。
要想使船舶的航速有新的突破，必須研究能克服船舶排水航行阻力的規(guī)律，并且尋求新的推進(jìn)原理及其推進(jìn)裝置，使推進(jìn)力和推進(jìn)效率成倍成倍地提高。才能實現(xiàn)排水型船舶的高速化。但是常規(guī)尾推進(jìn)方式的船舶，最大缺點是船體與推進(jìn)器之間相互影響，對提高航速起到制約作用。首先是船體設(shè)計是按一定排水量而設(shè)計，在運動中船體與水流(體)產(chǎn)生相互作用時，船體必須在單位時間內(nèi)將水向兩側(cè)排開，而船體運動時隨著速度增大所排開水的量積也同時增大，隨著船速的提高，導(dǎo)致在船體尾部形成低壓區(qū)，嚴(yán)重時會產(chǎn)生渦流分離區(qū)，從理論上分析，船舶推進(jìn)器處于這樣的伴流場中工作是極為不利的。又因為螺旋槳的推進(jìn)力能產(chǎn)生誘導(dǎo)流體量積，并且隨著推進(jìn)器轉(zhuǎn)速提高，排出誘導(dǎo)流體量積也越大，水流來不及對伴流場及時補充，導(dǎo)致在船體尾部形成低壓區(qū)或渦流分離區(qū)，這猶如在推進(jìn)器前面進(jìn)行堵塞水流，不管推進(jìn)器怎么提高轉(zhuǎn)速，也無法排出更多水量，根據(jù)牛頓第三運動定律作用力與反作用力相等，因而也無法產(chǎn)生更大推力。所以說推進(jìn)器布置在船尾，對發(fā)展高速船舶是困難的。
另外，船體運動也影響推進(jìn)器本身效率。推進(jìn)器工作時有一種對槳前方進(jìn)行的吸水作用，增加了槳前方的水流速度，因而增加了船體的水流摩擦阻力。同時，推進(jìn)器工作在這種流場中所產(chǎn)生的推進(jìn)力比敞水均勻來流場中低。隨著航速提高船尾渦流區(qū)的出現(xiàn)，不均勻來流場對推進(jìn)器影響會造成船體尾部軸系振動等一系列問題。
為了大幅度提高排水型船舶的航速，中國專利CN86106368(名稱為船舶底舭部牽引渦輪式螺旋槳推進(jìn)器)公開了將各類船舶的螺旋槳推進(jìn)器設(shè)置于船體尾部O站向前3-4，5站的船舭部兩側(cè)，又在螺旋槳葉外加設(shè)一導(dǎo)管噴射裝置，特別是CN87103726A(名稱為排水型船舶流線型敞水船體)公開了將船舶的舷舭部線型設(shè)計成向內(nèi)凹呈W型線型船體(W型的船體在2-6站范圍內(nèi))，推進(jìn)器位于船體尾部O站向前3.5-4.5站的W型船體線型內(nèi)。上述專利有利于提高船舶推進(jìn)效率，提高了船速，也提高了船舶的操縱性、穩(wěn)定性。
本發(fā)明的目的是克服傳統(tǒng)尾推進(jìn)船舶的技術(shù)難題，從而在上述專利的技術(shù)基礎(chǔ)上，即在上述專利的排水型船舶W型線型內(nèi)設(shè)計安裝一種效果更佳的高速敞水推進(jìn)器裝置，使船舶航速的更進(jìn)一步提高出現(xiàn)重大突破。
本發(fā)明的推進(jìn)器仍位于船體總長設(shè)為10站的從尾部O站向前3-4.5站的范圍內(nèi)，特別是將推進(jìn)器設(shè)計成至少具有兩個以上螺旋槳前后串列安裝的槳串結(jié)構(gòu)(可呈對稱或非對稱安裝)，在推進(jìn)器的槳串外還設(shè)有固定安裝的筒形敞水整流增壓裝置。該裝置的進(jìn)水口直徑可大于其出水口直徑。
本發(fā)明的特點還在于推進(jìn)器裝置位于敞水船體的船舭部兩側(cè)船舷邊與船底基線相連接的內(nèi)凹線型內(nèi)，其具體線型的內(nèi)凹深度可根據(jù)船舶的航速和主機(jī)功率確定。
本發(fā)明還設(shè)計成將推進(jìn)器槳葉葉梢位于船體空載時的設(shè)計水線以下。(在具體設(shè)計制造時，離該設(shè)計水線的距離應(yīng)≥5cm為宜)。
本發(fā)明所設(shè)計的推進(jìn)器裝置具有螺距小，盤面比大，在高速轉(zhuǎn)動時能產(chǎn)生整流作用，能將水流場誘導(dǎo)并提高為一個均勻敞水流場，使推進(jìn)器所產(chǎn)生推進(jìn)力滿足誘導(dǎo)流體量需要，由于推進(jìn)器工作的水流場環(huán)境得到改善，使推進(jìn)器在主機(jī)功率選擇增大的情況下可成倍提高推進(jìn)力，使排水型船舶在同等噸位，同樣主尺度，方形系數(shù)，設(shè)計吃水指標(biāo)相同的條件下，航速可提高到40節(jié)以上，與常規(guī)船舶對比，可節(jié)省20-30%左右動力。由此可知，本發(fā)明將克服常規(guī)船舶尾推進(jìn)器的推力減額，使船舶縱向運動推進(jìn)器不易露出水面產(chǎn)生空泡現(xiàn)象(注有較大波浪進(jìn)，常規(guī)尾推進(jìn)的船舶，推進(jìn)器容易露出水面)，提高船舶在惡劣條件下的適航性，對于具有高速要求的艦船和民用客貨輪的設(shè)計將產(chǎn)生重大突破。
以下結(jié)合實施例對本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說明。


圖1是本發(fā)明船舶的側(cè)面示意圖;
圖2是本發(fā)明的螺旋槳位于3.5站的橫剖面示意圖(為一種雙槳串式安裝結(jié)構(gòu));
圖3是槳串上前后共設(shè)有4個槳的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4是槳串上前后共設(shè)有10槳的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1船體，2空載時的設(shè)計水線，3舵，4船底基線，5呈槳串結(jié)構(gòu)的推進(jìn)器，6槳軸，7螺旋槳(葉)，8筒形敞水整流增壓裝置，9進(jìn)水口，10出水口，11主機(jī)。ⅠⅡⅢ……Ⅹ為船舶各站位。
參照附圖可知，在具體設(shè)計安裝時，推進(jìn)器5的槳葉葉梢應(yīng)不超過船舷邊，以離船舷邊的距離≥10cm為好，推進(jìn)器5槳葉葉梢不超過船底基線4，以離船底基線5cm以上為好。
在具體設(shè)計制造時，推進(jìn)器槳軸6的傳動方式可為T型傳動，或者也可為液壓傳動。
本發(fā)明的筒形敞水整流增壓裝置8在具體設(shè)計制造時，其進(jìn)水口(9)直徑比出水口(10)直徑可大于10%以上。
權(quán)利要求
1.一種高速排水型船舶敞水推進(jìn)裝置，推進(jìn)器位于船體總長設(shè)為10站的從尾部O站向前3-4.5站的范圍內(nèi)，其特征是該推進(jìn)器呈至少具有兩個以上螺旋槳前后串列安裝的槳串列安裝的槳串結(jié)構(gòu)，在推進(jìn)器(5)的槳串外還設(shè)有固定安裝的筒形敞水整流增壓裝置(8)，該筒形敞水整流增壓裝置(8)的進(jìn)水口(9)直徑大于出水口(10)直徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的推進(jìn)器裝置，其特征是推進(jìn)器(5)位于敞水船體的船舭部兩側(cè)船舷邊與船底基線(4)相連接的內(nèi)凹線型內(nèi)，其具體線型的內(nèi)凹深度可根據(jù)船舶的航速和主機(jī)功率確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的推進(jìn)裝置，其特征是推進(jìn)器槳葉葉梢位于船體(1)空載時的設(shè)計水線(2)以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的推進(jìn)裝置，其特征是推進(jìn)器(5)的槳葉葉梢不超過船舷邊，以離船舷邊的距離≥10cm為好，推進(jìn)器(5)槳葉葉梢不超過船底基線(4)，以離船底基線5cm以上為好。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的推進(jìn)裝置，其特征是推進(jìn)器(5)的槳葉葉梢以離空載時設(shè)計水線(2)的距離≥5cm為宜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的推進(jìn)裝置，其特征是推進(jìn)器槳軸(6)的傳動方式可為T型轉(zhuǎn)動，也可為液壓傳動。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的推進(jìn)裝置，其特征是筒形敞水整流增壓裝置(8)的進(jìn)水口(9)直徑比出水口(10)直徑可大于10%以上。
全文摘要
高速排水型船舶敞水推進(jìn)裝置，推進(jìn)器位于船體3—4，5站的范圍內(nèi)，特點是推進(jìn)器設(shè)計呈具有兩個以上螺旋槳前后串列安裝的槳串結(jié)構(gòu)，在推進(jìn)器的槳串外還設(shè)有固定安裝的筒形敞水整流增壓裝置，該裝置的進(jìn)水口大于出水口直徑。本發(fā)明推進(jìn)器螺距小，盤面比大、在高速轉(zhuǎn)動時能產(chǎn)生整流作用，因工作時水流場環(huán)境得到改善，使推進(jìn)力成倍提高，使排水型船舶在同等噸位尺度等條件下，航速可提高到40節(jié)以上，節(jié)省動力20—30％左右，對高速艦船和民用船舶的設(shè)計將產(chǎn)生重大突破。
文檔編號B63H5/00GK1093665SQ9411206
公開日1994年10月19日 申請日期1994年2月25日 優(yōu)先權(quán)日1994年2月25日
發(fā)明者周錦宇 申請人:周錦宇