CN105752262A - 减阻增效船舶 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种减阻增效船舶，它包括船体（1）和螺旋桨（2），船体（1）的底部设有导流槽（11），螺旋桨（2）位于导流槽（11）内安装在船体（1）上，船体（1）后部设有消涡流器（12），船体（1）尾部位于水下的左侧壁上设有左斜顺水槽（13），船体（1）尾部位于水下的右侧壁上设有右斜顺水槽（14）。这种船舶向前航行时尾部形成的涡流更小，对船体向后的拖拉力更小，可以提高向前航行的速度和动力效率，船舶倒航时速度更快，效率更高，转向更加灵活方便。与同等级别的船舶军舰相比，在输出功率一致的情况下，这种船舶要比现有的普通船舶和军舰在启航提速、航速、转弯速度、倒航速度上都要有进一步的提升，优势更明显，效果更加突出。

Description

减阻增效船舶

技术领域

本发明涉及船舶，具体涉及一种既可以减小行进阻力又可以增加效率的船舶。

背景技术

现有船舶和军舰等水上交通工具的尾部位于水下的部位基本上都是直立面结构，主机螺旋旋桨都是凸显在船体尾部后侧的后方，这种结构会造成船舶在向前航行时尾部会产生源源不断的涡流，由于这种涡流源源不断的涌现，就会对船舶有一个源源不断的向后拖拉力，而且主机螺旋桨旋转越快所形成的涡流速度也越快，向后的拖拉力也就越大。正因有向后的拖拉力的存在，就必然在一定的程度上限制了船舶的航行速度，影响船舶的动力效率。现有船舶和军舰尾部的常规结构也会在船舶倒航时形成一个相当大的船尾阻力立面，在船舶倒航时所受水流阻力面积较大，会影响船舶的倒航速度。另外，主机螺旋桨在船舶倒航反转时大部分射水流会作用在船体尾部的船体立面上，抵消了大部分射水流力，只有部分射水流会涌向船体尾部的四周起到让船舶倒航的作用，因此导致船舶倒航时速度缓慢，远远达不到主机螺旋桨反向旋转输出功率的效果。现有普通船舶和军舰都是单船舵结构，单船舵本身由于受力面积有限，会导致船舶在航行转弯时转弯的半径较大，有碍于船舶效率的发挥，以上这些都是现有船舶技术的不足之处。

发明内容

本发明的目的是提供一种船舶向前航行时尾部形成的涡流小，对船体向后的拖拉力小，船舶倒航时速度快，效率高，转向灵活方便的减阻增效船舶。

本发明的技术解决方案是：它包括船体和螺旋桨，船体的底部从船体后部向前设有向上凹入船体内向船体下方和后方开口的导流槽，导流槽从船体的后部一直沿伸到船体的前部并向船体前方开口或只沿伸到船体后部的前方一段距离，螺旋桨位于导流槽内安装在船体上，船体后部设有消涡流器，消涡流器的前侧连接在船体上、下侧位于导流槽底部上方并没入水位线以下，船体尾部位于水下的左侧壁上设有从前向后深度逐渐加深的朝向船体左侧和后侧开口的左斜顺水槽，船体尾部位于水下的右侧壁上设有从前向后深度逐渐加深的朝向船体右侧和后侧开口的右斜顺水槽。

本发明的技术效果是：这种船舶向前航行时尾部形成的涡流更小，对船体向后的拖拉力更小，可以提高向前航行的速度和动力效率，船舶倒航时速度更快，效率更高，转向更加灵活方便。其船体底部的导流槽使船体倒航时主机螺旋桨所产生的射水流直接向前与船底下方的水流相互作用，不会作用在船体上起到反作用，可以大大提高倒航的速度和效率，更有利于应对突发状况。采用双船舵结构也可以提高船舵的受力面积，有利于提高转向速度和效率。与同等级别的船舶军舰相比，在输出功率一致的情况下，这种船舶要比现有的普通船舶和军舰在启航提速、航速、转弯速度、倒航速度上都要有进一步的提升，优势更明显，效果更加突出。

附图说明

图1为本发明实施例一立体结构局剖图一；

图2为本发明实施例一立体结构局剖图二；

图3为本发明实施例二立体结构局剖图一；

图4为本发明实施例二立体结构局剖图二。

具体实施方式

实施例一，如图1、图2所示，它包括船体1和螺旋桨2，船体1的底部从船体1后部向前设有向上凹入船体1内向船体1下方和后方开口的导流槽11，导流槽11从船体1的后部一直沿伸到船体1的前部并向船体1前方开口或只沿伸到船体1后部的前方一段距离，螺旋桨2位于导流槽11内安装在船体1上，船体1后部设有消涡流器12，消涡流器12的前侧连接在船体1上、下侧位于导流槽11底部上方并没入水位线以下，船体1尾部位于水下的左侧壁上设有从前向后深度逐渐加深的朝向船体1左侧和后侧开口的左斜顺水槽13，船体1尾部位于水下的右侧壁上设有从前向后深度逐渐加深的朝向船体1右侧和后侧开口的右斜顺水槽14。

消涡流器12为前边连接在船体1尾部并与船体1尾部宽度相同或相接近、后部尖状的三角形空心体。消涡流器12的上方与船体12之间斜向设有上端斜向前方连接在船体1上、下端斜向后方连接在消涡流器12上的斜连接梁15。

船体1后部位于水下的左后角和右后角位置分别设有通过舵轴16铰接在船体1上的左船舵17和右船舵18，左船舵17的舵轴16上端通过轴承转动安装在船体1上并向上沿伸入船体1内部、下端通过轴承转动安装在船体1的左后下角位置，右船舵18的舵轴16上端通过轴承转动安装在船体1上并向上沿伸入船体1内部、下端通过轴承转动安装在船体1的右后下角位置，左船舵17舵轴16的上端和右船舵18舵轴16的上端在船体1内分别设有一个蜗轮，两蜗轮分别与一根转动安装在船体1内的蜗杆轴两端的蜗杆相啮合，蜗杆轴与船体1内的转向动力机构相连带动左船舵17和右船舵18同步变换舵角实现转向，或左船舵17舵轴16上的蜗轮分别与一根转动安装在船体1内的蜗杆相啮合，两蜗杆分别与船体1内的两个转向动力机构相连带动左船舵17和右船舵18实现转向，两个转向动力机构通过同步控制机构实现同步动作或分别控制不同步动作。

螺旋桨2安装在导流槽11内靠近导流槽11向船体1后方开口的位置，导流槽11安装螺旋桨2的位置的下方设有安装在船体1底部罩在螺旋桨2下方的轴瓦形下护罩19，或螺旋桨2安装在圆筒形螺旋桨罩20内，螺旋桨罩20安装在导流槽11内，螺旋桨罩20的下侧凸出到船体1底部下方。下护罩19或螺旋桨罩20沿螺旋桨2的轴向的长度大于螺旋桨2的轴向总长度。

螺旋桨2上设有一个朝向船体1前方的前螺旋桨21和一个朝向船体后方的后螺旋桨22。

螺旋桨2通过皮带或齿轮传动机构与船体1内的动力机构相连，或螺旋桨2上设有与螺旋桨桨叶同轴相连的电动机或液压马达，电动机通过导线与船体内的电源和控制装置相连，液压马达通过高压油管与船体内的液压系统相连。

实施例二，如图3、图4所示，与实施例一的不同点是螺旋桨2上只设有一个朝向船体1后方的后螺旋桨22。

本发明的技术效果：

1、该船舶由于设置了前宽后尖的消涡流器12，船舶向前航行时水流可顺势而下，在船体尾部形不成涡流现象，这就意味着该船舶削掉了现有船舶尾部的部分涡流，也就相当于削掉了向前航行时的部分涡流阻力，进而也就提高了该船舶向前航行时的效率。

2、该船舶在向前航行时，由于船体的尾部两侧分别开设了左斜顺水槽13和右斜顺水槽14，两顺水槽可减少船体尾部的截面积，相当于在减少了船体尾部的涡流面积和船舶向前航行和转向时的部分阻力，提升了该船舶的驱动效率。

3、现有普通船舶和军舰的主机螺旋桨都突显在船尾后部的外侧，这种船舶在向前航行时螺旋桨会从船尾的后壁侧部周围吸取大量的水来发射射水流，所吸取的大部分水流的角度大约在船尾后壁周围的30－60度之间，用这样的角度来吸取大量的水流势必更加吃力，而且又过多地消耗了主机螺旋桨的动力。而且又会在船的尾部产生大量的涡流，螺旋桨吸取的水流量越大越急，所形成的涡流也就越急，对船向前航行的阻力也就越大，在一定程度上会降低船舶向前航行的速度。而本发明涉及的船舶螺旋桨所吸取的水流只有一小部分是从船底部吸取而来，在部分水流都是从导流槽顺流顺势吸取的，这样就大大消除了吸取水流所产生的阻力。本发明所涉及的船舶的螺旋桨是罩在下护罩和导流槽之间或螺旋桨罩内的，船舶在向前航行时，主机螺旋桨可以从前向后和从后向前顺势吸取大量的水流来发射射水流，吸取水流的角度方向是与射水流方向是一致的，顺势而省力，有利于提高螺旋桨的效率，这样要比螺旋桨凸显在外在吸取水流的角度上和发射射水流的力度上有更大的提高，也更加直接顺畅有力度。同时又消除了现有船舶军舰在向前航行时船尾部产生的大部分涡流的阻力，还可以让螺旋桨在向外发射射水流时，更加集中一致地朝向一个方向。如果现在船舶具有以上几种优点，势必要比螺旋桨凸显在外侧的船舶所发出的射水流力更足、劲更猛，向前推进的船速也更快。

4、这种船舶的双船舵可控制船舵同步摆动角度，在特殊的情况下也可分别单侧控制船舵摆动角度，其摆动角度范围可以在0－180度内任意变换角度，双船舵还因为比单船舵受力面积大，其反作用力也就更大，驱动船舶转向的能力也就更强，双船舵也不需要象单船舵那样强度要求那么高。再加上船尾两侧各设有一道斜顺水槽，两道斜顺水槽也能在船舶转弯时起到减小阻力的作用，船舶有了这两大优势，在转向时要比现有同等级别单船舵船舶转弯的半径更小，转弯速度更快。

5、这种船舶在倒航时由于船体尾部设置了前宽后尖的消涡流器12，可以削弱水流对船尾的正面迎击力，船尾两侧开设的斜顺水槽也可以减少船尾正面迎击水流的截面积，这些都可以说明这种船舶在倒航时是具有减弱涡流阻力的功能。

6、这种船舶在倒航时，由于船体底部开设了导流槽11，螺旋桨在向船首方向发射射水流时，绝大部分射水流可以直接顺畅地通过导流槽和船底部，也就是说这项技术是可以让螺旋桨在倒航时充分发挥出它绝大部分的动力来达到快速倒航这一效果的。也可以消除现有船舶军舰在倒航时，因主机螺旋桨不能充分的发挥出射水流能动力应有的作用，而导致船舶不能快速倒航的缺陷。

7、在上述技术效果的基础上，把主机动力更替为双向螺旋桨的电动机或液压马达为动力机，由于液压马达功率大体积小，对水流产生的阻力也更小，同时也加大了导流槽与下护罩内和螺旋桨罩内的通透空间，通过这样改进的双向螺旋桨动力机在向前和向后发射射水流都能更通畅的发挥它一吸一排的合力作用，这样又增大了排水量和射水流的力度，使船舶无论在向前向后航行速度以及制动速度都进一步得到提升。

本发明所涉及到的船舶削弱了船尾部诸多因素的阻力，提升了主机螺旋桨向前向后两方向发射射水流的能力，促进了该船舶在启航提升航速以及转弯倒航速度上，都要比现有的大中型以上同等级别的船舶要快，技术效果要好。

本发明的技术特点：

1、本发明所涉及到船舶的主机螺旋桨设置在导流槽和下护罩之间或螺旋桨罩内与船底部相贯通，可消除现有船舶向前航行时因主机螺旋桨吸取大量水源向外发射射水流时，船尾部所形成的涡流阻力。

2、本发明所涉及到船舶的主机螺旋桨设置在导流槽和下护罩之间或螺旋桨罩内与船底部相贯通，可消除现有船舶在倒航时因主机螺旋桨的射水流能不能完全用于倒航做功，倒航效率低而导致倒航缓慢。

3、把主机螺旋桨设置在导流槽和下护罩之间或螺旋桨罩里有利于主机螺旋桨在向外发射射水流力时把向周围四射的射水流力都集中一致的朝着一个主方向发射射水流。

4、船底的导流槽设计可削弱船体在向前后航行时两方向的阻力。

5、船体尾部两侧的斜顺水槽不但可以削弱船体在向前后航行两方向的阻力，而且还可以削弱转向时的阻力。

6、双船舵摆动角度更大，驱动船舶转向能力更强。

7、螺旋桨采用电动机或液压马达驱动体积更小，加大了导流槽和下护罩之间或螺旋桨罩内的通透空间，双向螺旋桨更能充分发挥向前后两方向推进船舶航速的作用。

8、双向螺旋桨一吸一排二力合一动力更足。

9、船尾与船底部的整体结构设置，还有利于船舶刹车制动。

该船水位线以下的船尾结构设计能够起到流线型减小行进阻力的功能，但并不减小船舶的承载面积。

Claims (9)

1.减阻增效船舶，它包括船体（1）和螺旋桨（2），其特征在于：船体（1）的底部从船体（1）后部向前设有向上凹入船体（1）内向船体（1）下方和后方开口的导流槽（11），导流槽（11）从船体（1）的后部一直沿伸到船体（1）的前部并向船体（1）前方开口或只沿伸到船体（1）后部的前方一段距离，螺旋桨（2）位于导流槽（11）内安装在船体（1）上，船体（1）后部设有消涡流器（12），消涡流器（12）的前侧连接在船体（1）上、下侧位于导流槽（11）底部上方并没入水位线以下，船体（1）尾部位于水下的左侧壁上设有从前向后深度逐渐加深的朝向船体（1）左侧和后侧开口的左斜顺水槽（13），船体（1）尾部位于水下的右侧壁上设有从前向后深度逐渐加深的朝向船体（1）右侧和后侧开口的右斜顺水槽（14）。

2.如权利要求1所述的减阻增效船舶，其特征在于所述消涡流器（12）为前边连接在船体（1）尾部并与船体（1）尾部宽度相同或相接近、后部尖状的三角形空心体。

3.如权利要求2所述的减阻增效船舶，其特征在于所述消涡流器（12）的上方与船体（12）之间斜向设有上端斜向前方连接在船体（1）上、下端斜向后方连接在消涡流器（12）上的斜连接梁（15）。

4.如权利要求1所述的减阻增效船舶，其特征在于所述船体（1）后部位于水下的左后角和右后角位置分别设有通过舵轴（16）铰接在船体（1）上的左船舵（17）和右船舵（18），左船舵（17）的舵轴（16）上端通过轴承转动安装在船体（1）上并向上沿伸入船体（1）内部、下端通过轴承转动安装在船体（1）的左后下角位置，右船舵（18）的舵轴（16）上端通过轴承转动安装在船体（1）上并向上沿伸入船体（1）内部、下端通过轴承转动安装在船体（1）的右后下角位置，左船舵（17）舵轴（16）的上端和右船舵（18）舵轴（16）的上端在船体（1）内分别设有一个蜗轮，两蜗轮分别与一根转动安装在船体（1）内的蜗杆轴两端的蜗杆相啮合，蜗杆轴与船体（1）内的转向动力机构相连带动左船舵（17）和右船舵（18）同步变换舵角实现转向，或左船舵（17）舵轴（16）上的蜗轮分别与一根转动安装在船体（1）内的蜗杆相啮合，两蜗杆分别与船体（1）内的两个转向动力机构相连带动左船舵（17）和右船舵（18）实现转向，两个转向动力机构通过同步控制机构实现同步动作或分别控制不同步动作。

5.如权利要求1所述的减阻增效船舶，其特征在于所述螺旋桨（2）安装在导流槽（11）内靠近导流槽（11）向船体（1）后方开口的位置，导流槽（11）安装螺旋桨（2）的位置的下方设有安装在船体（1）底部罩在螺旋桨（2）下方的轴瓦形下护罩（19），或螺旋桨（2）安装在圆筒形螺旋桨罩（20）内，螺旋桨罩（20）安装在导流槽（11）内，螺旋桨罩（20）的下侧凸出到船体（1）底部下方。

6.如权利要求5所述的减阻增效船舶，其特征在于所述下护罩（19）或螺旋桨罩（20）沿螺旋桨（2）的轴向的长度大于螺旋桨（2）的轴向总长度。

7.如权利要求1所述的减阻增效船舶，其特征在于所述螺旋桨（2）上设有一个朝向船体（1）前方的前螺旋桨（21）和一个朝向船体后方的后螺旋桨（22）。

8.如权利要求1所述的减阻增效船舶，其特征在于所述螺旋桨（2）通过皮带或齿轮传动机构与船体（1）内的动力机构相连，或螺旋桨（2）上设有与螺旋桨桨叶同轴相连的电动机或液压马达，电动机通过导线与船体内的电源和控制装置相连，液压马达通过高压油管与船体内的液压系统相连。

9.如权利要求1所述的减阻增效船舶，其特征在于所述螺旋桨（2）上只设有一个朝向船体（1）后方的后螺旋桨（22）。