CN102336247B

CN102336247B - 襟翼鱼尾鳍

Info

Publication number: CN102336247B
Application number: CN201010232425.7A
Authority: CN
Inventors: 杨万富; 杨春云; 杨奕; 徐安昌; 牛远振
Original assignee: 704th Research Institute of CSIC
Current assignee: 704th Research Institute of CSIC
Priority date: 2010-07-21
Filing date: 2010-07-21
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2030-07-21
Also published as: CN102336247A

Abstract

一种襟翼鱼尾鳍，主要解决增加翼型的升力系数等技术问题，其采用的技术方案是主翼的尾部铰接的襟翼的尾部为鱼尾型，该襟翼的鱼尾型尾部包括有鱼尾端面、根尾斜线、梢尾斜线和鱼尾角等要素，构成和主翼翼型相关的襟翼尾部，适用船舶减摇鳍或舵。

Description

襟翼鱼尾鳍

技术领域：

本发明涉及一种减少船只横摇运动的设备，特别是一种使用水翼作用在周围水面减少船只运动的设备。

背景技术：

船用减摇鳍是减少船只横摇运动的常用设备，通常减摇鳍采用对称翼型，是利用鳍产生的流体动力的升力进行工作，鳍提供的流体升力越大，越有利于减少船只摇摆，鳍产生的升力可以用下列的公式表示：

L＝1/2ρV²·S·C_L

其中：ρ是流体介质的密度，V是流体速度，S是鳍的参考面积，C_L是鳍的升力系数。上述公式表示，为获得更大的流体升力L，对于在水中航行保持一定航速的船舶，ρ、V是一固定值，只能通过增加面积S值或提高升力系数C_L值才能提高升力L，显然增加鳍的面积是最直接的办法，但无疑会带来设备重量和体积的增加，并导致设备成本的上升，也因此而受到较大的限制；针对上述问题，人们提出一种带有简单襟翼的翼型，如图6所示，该方案的主翼1’梢部铰接一襟翼2’，通过襟翼2’相对主翼1’的摆动，如图示的相对位置变化，改变翼型的拱度可提高升力系数C_L值，但实验表明其具有一定的改善效果；另一技术方案，如图7所示，该方案的主翼1”梢部形成一鱼尾形结构，即鱼尾型翼型(GB2266073)，通过改变主翼1”梢部形状类似鱼尾的楔形，增加鳍的翼型的有效拱度以提高升力系数C_L值，但实验表明同样具有一定的改善效果。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种改进的襟翼鱼尾鳍，它能在不增加设备重量、体积的条件下，增加翼型的升力系数，提高减摇鳍的能力。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：

襟翼鱼尾鳍包括有主翼和襟翼，主翼的尾部铰接有一襟翼，该襟翼可绕固设于主翼的枢轴摆动，主翼翼型自根部至梢部自大到小按设定规律平顺过渡，襟翼翼型和主翼翼型相互对应自根至梢部自大到小按设定规律平顺过渡，在同一截面的翼型，未摆动的襟翼翼型构成为主翼翼型的完整尾部，襟翼的头部为圆弧形和主翼尾部的圆弧对应配合，其特点是襟翼的尾部为鱼尾型。

襟翼的鱼尾型尾部包括有鱼尾端面、根尾斜线、梢尾斜线、根襟翼型线、梢襟翼型线和鱼尾角θ。

本发明襟翼尾部采用鱼尾型结构，其增升原理是在相同的襟翼转角下，能使翼型具有更大的有效拱度，从而能增加翼型的升力系数，在不增加鳍的重量和体积的条件下，以简单的结构大幅提升减摇鳍的能力，具有明显的技术进步和经济效益。

附图说明：

图1是本发明襟翼鱼尾鳍摆动状态示意图。

图2是图1中襟翼鱼尾鳍正视示意图。

图3是图2中主要几何参数示意图。

图4是图1中襟翼鱼尾型尾部局部放大示意图。

图5是本发明和已有翼型升力系数对比图。

图6是现有主翼和襟翼组合示意图。

图7是现有主翼带鱼尾型尾部结构示意图。

具体实施方式：

参照图1，襟翼鱼尾鳍是船舶减摇鳍或舵叶一种新结构，图示鳍的主翼1和襟翼2状态是主翼1绕鳍轴摆动一倾角，襟翼2绕其轴转动一倾角，图中虚线示二者摆动在另一倾角的状态。

参照图2，图示主翼1的根主翼型线11是鳍根部截面的流线型弧线，在该截面上、下对称，其相应几何参数均和现有技术相似；图4是襟翼鱼尾鳍自鳍根部至梢部的纵向(鳍轴向)视图的局部放大图，图示和根主翼型线11对应的是鳍梢主翼型线11’，梢主翼型线11’是鳍梢部截面的流线型弧线，并在该截面上、下对称，其相应几何参数均和现有技术相似；上述根主翼型线11沿鳍轴向均匀过渡到梢主翼型线11’，即主翼翼型自根部至梢部自大到小按设定规律平顺过渡；主翼1尾向设置有圆弧状结构101。

图2、3、4均表示襟翼2从鳍根部到梢部，在同一截面翼型，未摆动的襟翼翼型构成为主翼翼型的完整尾部，即根主翼型线11延伸为根襟翼型线23，梢主翼型线11’延伸为梢襟翼型线23’，其相应几何参数均和现有技术相似；襟翼2的头部呈圆弧状和主翼1尾向的圆弧状结构101对应配合，襟翼2可绕固设在主翼1的枢轴摆动，其相应结构均和现有技术相似。

参照图3、4，本发明的特点是襟翼2的尾部为鱼尾型，该鱼尾型尾部包括有鱼尾端线21、根尾斜线22、梢尾斜线22’、根襟翼型线23、梢襟翼型线23’和鱼尾角θ，其中：

鱼尾端线21，是鳍截面(即垂直于鳍轴的截面)在襟翼2鱼尾型尾部末端的直线，鱼尾端线21位于主翼1翼型宽b的尾端(如图3)，图示鱼尾端线21的高度和主翼1翼型对应呈对称分布，并随主翼翼型自根部到梢部自大到小均匀过渡；鱼尾端线21在根部处高度为根尾高度b_f(如图4)是鱼尾端线21的最大高度，为获得良好水动力特性，通常根尾高度b_f和主翼翼型宽度b(如图3)的比值是：

b_f/b＝3％～9％

鱼尾端线21在梢部处高度为b_f’(如图4)是鱼尾端线21的最小高度，通常梢尾高度b_f’和主翼翼型宽度b(如图3)的比值是

b_f’/b＝3％～7％

鱼尾端线21自鳍根部过渡到梢部形成一平面，该平面为鱼尾端面，鱼尾端面和鳍轴轴线平行；

根尾斜线22，是鳍根部截面在襟翼2鱼尾型尾部整段的直线，其一端连接于鱼尾端线21，另一端连接于根襟翼型线23(如图4)，根尾斜线22和主翼1翼型对应呈对称分布，并和鱼尾端线21共同构成襟翼2尾部的鱼尾型，即上、下根尾斜线22对称分布在主翼1翼型中心线25，并形成有一夹角，该夹角为鱼尾角，通常为保持良好的水动力特性，该鱼尾角θ的取值是

θ＝30°～50°；

梢尾斜线22’，是鳍梢部截面在襟翼2鱼尾型尾部整段的直线，其一端连接于鱼尾端线21，另一端连接于梢襟翼型线23’(如图4)，梢尾斜线22’和主翼1翼型对应呈对称分布，并和鱼尾端线21共同构成襟翼2尾部的鱼尾型，根尾斜线22自襟翼根部至梢部自大到小平顺过渡至梢尾斜线22’，对称的梢尾斜线22’和根尾斜线22平行同样形成有鱼尾角θ；

根襟翼型线23，是鳍根部截面在襟翼2上的流线型弧线，也是根部截面在主翼1的根主翼线型11的流线型弧线的连续流线弧线段；梢襟翼型线23’，是鳍梢部截面在襟翼2上的流线型弧线，也是梢部截面在主翼1的梢主翼型线11’的流线型弧线的连续流线型线段；对称的根襟翼型线23自襟翼根部至梢部自大到小平顺过渡至梢襟翼型线23’，共同形成襟翼2的主体。

参照图5，是本发明和已有翼型的升力系数试验结果的比较曲线，图中A——是本发明襟翼鱼尾鳍的翼型，B——带简单襟翼的翼型，C——主翼是鱼尾型的翼型，图示各翼型在0°至失速角度α范围内，本发明的翼型均能提供更大的升力系数。

Claims

1.一种襟翼鱼尾鳍，包括有可摆动的主翼和襟翼，可摆动的主翼的尾部铰接有一襟翼，该襟翼可绕固设于主翼的枢轴摆动，主翼翼型自根部至梢部自大到小按设定规律平顺过渡，襟翼翼型和主翼翼型相互对应自根部至梢部自大到小按设定规律平顺过渡，在同一截面的翼型，未摆动的襟翼翼型构成为主翼翼型的完整尾部，襟翼的头部为圆弧型和主翼尾部的圆弧对应配合，其特征在于：襟翼(2)的尾部为鱼尾型。

2.根据权利要求1所述的襟翼鱼尾鳍，其特征是襟翼(2)的鱼尾型尾部包括有鱼尾端线(21)、根尾斜线(22)、梢尾斜线(22’)、根襟翼型线(23)、梢襟翼型线(23’)和鱼尾角θ，鱼尾端线(21)位于主翼(1)翼型宽b的尾端，鱼尾端线(21)和襟翼(2)的根襟翼型线(23)连接有根尾斜线(22)，鱼尾端线(21)和襟翼(2)的梢襟翼型线(23’)连接有梢尾斜线(22’)，根尾斜线(22)自襟翼根部至梢部自大到小平顺过渡至梢尾斜线(22’)，对称的二根尾斜线(22)或二梢尾斜线(22’)构成有鱼尾角θ。

3.根据权利要求2所述的襟翼鱼尾鳍，其特征是襟翼(2)鱼尾端线(21)的根尾高度b_f和主翼(1)翼型宽度b的比值是3％至9％。

4.根据权利要求2所述的襟翼鱼尾鳍，其特征是襟翼(2)鱼尾端线(21)的梢尾高度b_f’和主翼(1)翼型宽度b的比值是3％至7％。

5.根据权利要求2所述的襟翼鱼尾鳍，其特征是襟翼(2)的鱼尾角θ为30°至50°。