CN1042691A - 船舶底舭部牵引涡轮式螺旋桨推进器 - Google Patents

Abstract

本发明属于船舶推进技术。对各类船舶(包括军用舰艇、鱼雷)将其螺旋桨推进器位于船体尾部0站向前

Description

本发明属于船舶推进技术。

“船舶尾推进方式”在各类船舶中得到广泛的应用。

近年来，日本研制了螺旋浆推进器置于船体总长1/2中，浆处于斜流中工作，浆的工作状态突出船底基线下，而西德研制了Z型推进拖轮，螺旋浆的位置在船艏部后并突出船底基线下。上述两种情况均受水域的限制，在浅水中无法航行，螺旋浆易受破坏，所以“尾推进方式”仍占传统的地位。尾推进方式主要缺点在于船舶航行时，尤其是在高速航行时，螺旋浆不可避免地会产生空泡现象，另外，由于水流与船体的分离，一方面降低了螺旋浆的效率，使动力机械不能充分发挥其应有的作用，另一方面对螺旋浆会产生气蚀作用，降低了螺旋浆的使用寿命。航速愈高，这两方面的影响也愈严重，因此，通常认为船舶达到临界速度时，尽管动力无限增加，航速却增加无几，导致一百多年来水面舰船航速受到限制。

专利文件“CN  85 1 08103A”中公开了一种“排水型船舶和鱼雷的推进器的位置”，将排水型船舶和鱼雷的推进器位于总长为10站的船体或鱼雷的尾部0站，向前的2至4站的范围内。对于快速性船舶，例如高速军用舰艇等，当航速提高时，水流加速在上述“2站”处分离，此即为水流与船体的脱体点，这时推进器处于这里的话，螺旋浆就会产生气蚀空泡现象，引起推进力的降低，并出现激烈的震动现象。

另外，在尾推进方式的船舶已有技术中，在螺旋浆外增加园形套环，但增加了船舶的迴转半径，使操纵性能变坏，船舶倒退时螺旋浆的性能变差。同时，当高速航行时，螺旋浆的尾涡流的分离也产生桨叶的空泡现象，因此限制了它的使用。

本发明的目的是在原动力不变情况下，提高船舶的航速及其操纵性。稳定性、降低造价；在增加机械马力的情况下，较大幅度提高船速及其操纵性、稳定性和安全性。

为此，设各类排水型船舶，快速性船舶、舰艇(含潜艇)、鱼雷等的总长度为10站，则螺旋桨推进器位于船体尾部0站向前3～4站的船舭部两侧，螺旋桨的桨叶位于桨毂的前方，桨叶的叶梢不超出船舷边，应在船舷边向内35cm以上(含35cm)为好。螺旋桨推进器可采用一机双桨或多机多桨。

在螺旋桨的桨叶外加一园形导管喷射装置，导管喷射装置可安装在桨轴附件上。通常，导管喷射装置的长度可选择为螺旋桨桨叶直径的2～2.5倍，而导管喷射装置的进水口的口径大于出水口的口径，出水口的口径不大于螺旋桨的桨叶直径，导管喷射装置最好不超出船底基线，应离船底基线15～20(cm)为好，但对高速船舶可超出船底基线。

与已有技术相比，本发明具有如下的优点：为船舶提供较大的迴转力臂，提高了船舶的操纵性能。由于螺旋桨处于敞水中工作，故减少了船舶的剧烈震动。消除了高速船舶航行时船体对水流产生的分离现象，提高了推进效率。另外，高速航行时，螺旋桨的桨叶由于尾推进的关系常发现严重的剥蚀现象，在桨叶叶面导边或叶背随边附近最容易在局部空泡处发生桨叶的剥蚀与锈蚀现象，这是由于叶梢水流排出产生空泡所致，故也称为空泡或汽蚀。另一方面桨叶的叶梢处的梢涡也可能产生类似的现象，形成片状空泡。随着螺旋桨转速的增加，片状空泡逐渐向内扩展，叶梢和导边开始将叶背笼罩于空泡之中，导致螺旋桨的推力和效率的降低，本发明使螺旋桨推进器处于最佳流场中工作，使船体与流体在高速航行时不产生分离的条件下，并且船尾部压强在运动时增高，从而改变船舶在航行时的阻力性能，克服上述的不良现象，以获得最佳螺旋桨推进效率。

在螺旋桨外增加导管喷射装置后，由于螺旋桨在桨叶叶梢部分的自由涡转化为导管喷射装置的附着涡，加大了桨盘处的水流速度，而在桨盘后水流的速度增加很少，因而减少了螺旋桨尾流的收缩，增大尾流的截面积，可以提高螺旋桨推进器的推进效率。导管喷射装置的内壁与螺旋桨桨叶叶梢之间的间距很小，限制了桨叶叶梢部分的横向绕流，减少了叶梢损失。通常存在螺旋桨载荷越大，尾流的收缩及叶梢的损失越严重的问题，因而安装导管喷射装置所得的收效也就越大。除此之处，导管喷射装置本身还起到提高推进效率，保护螺旋桨推进器，提高船舶安全性等作用。

由此可见，本发明可明显地提高船舶的操纵性、稳定性、安全性、提高船舶的航速和运输效率，降低船舶的造价。本发明适用于一般的快速性船舶(包括军用舰艇)以及各类排水型的船舶和鱼雷等。

以下结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

附图为螺旋桨推进器的位置和导管喷射装置示意图。(1)为螺旋桨桨叶，(2)为桨毂，(3)为导管喷射装置，(4)为船舶设计水线，(5)为发动机，(6)为A型传动装置(变速箱)，(7)为桨传动轴，(8)为船底基线。

实施例：

螺旋桨位于船体底舭部舷内两侧，船体尾部0站向前3站处，桨叶位于桨毂的前方，桨叶叶梢在舷边向内40cm处。采用一机双桨，V型轴附体向前伸出桨的传动轴，桨对船是拉力引擎式。采用A型传动方式。

桨叶外加一导管喷射装置，安装在桨轴附体上，导管喷射装置不超出船底基线，离船底基线为15cm。设螺旋桨的桨叶直径为30cm，则导管喷射装置的长度选为70cm，采用园形结构，进水口的口径大于出水口的口径10cm，出水口的口径小于桨叶的直径为2cm，桨叶叶梢离导管喷射装置的内壁为2cm。导管喷射装置可采用合金钢材铸制而成。

Claims (6)

1、船舶底舭部牵引涡轮式螺旋桨推进器，其特征在于螺旋桨推进器位于总长为10站的船体尾部0站向前的3～4站的船舭部两侧，在螺旋桨叶(1)外加一导管喷射装置(3)。

2、根据权利要求1所述的螺旋桨推进器，其特征在于采用一机双桨或多机多桨。

3、根据权利要求1和2所述的螺旋桨推进器，其特征在于桨叶叶梢应在舷边向内40cm以上(含40cm)。

4、根据权利要求1和2所述的螺旋桨推进器，其特征在于桨叶(1)位于桨毂(2)前方。

5、根据权利要求1所述的螺旋桨推进器，其特征在于导管喷射装置(3)为园形，其长度一般为螺旋桨桨叶直径的2～2.5倍。

6、根据权利要求1和5所述的螺旋桨推进器，其特征在于导管喷射装置进水口的直径大于螺旋桨桨叶直径，出水口的直径一般不大于螺旋桨桨叶直径。