CN109050849A - 一种集成式水空两用推进器 - Google Patents

Abstract

本发明属于空中或水下运行设备或装置的推进技术领域，具体涉及一种集成式水空两用推进器。本发明采用两个推进模块集成的方式，推进器主要由导流罩、空中推进模块、导管、动力模块、水下推进模块、毂帽、唇口、收缩段构成。在水下使用时，水下推进模块以全功率工作以产生推力，空中推进模块以非功率工作以降低阻力，在空中使用时，改由空中推进模块全功率输出，而水下推进模块以非全功率输出，通过将两个推进模块的配合，从而降低在空中和水下两种工作状态下的阻力，提高推进效率，搭配防水设计可以实现空中和水下两种工作环境的高效率工作，为水空两栖航行装置提供机构简单、低成本的高效率推进装置。

Description

一种集成式水空两用推进器

技术领域

本发明属于空中或水下运行设备或装置的推进技术领域，具体涉及一种集成式水空两用推进器。

背景技术

推进器的作用是用来产生推力，但是由于水、空气等不同介质的密度、可压缩性均存在较大的差异，故现有的推进装置主要针对的是水、或者空气单一介质，现有的跨介质水空两用螺旋桨推进装置通常采用两个独立运行的方式来实现在两种介质中均可产生推力，但是这种方式会产生额外的阻力或带来复杂的动作机构，维护不变，效率较低。而随着海洋开发的进一步深入和海上权益维护的需求增多，水空两用航行器正成为海洋装备研究的一个热点，故开发一种能够同时满足空气和水两种介质的推进装置是有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集成式水空两用推进器。

本发明的目的是这样实现的：

该推进器由导流罩1、空中推进模块2、导管3、动力模块、水下推进模块6、毂帽7、唇口8、以及收缩段9构成，动力模块由水下动力模块5和空中动力模块4构成，导管3为类柱状圆管，整个推进器安装在导管3内部，导管3一个管口处安装有空中推进模块2，空中推进模块2直径略小于导管3的横截面直径，导管3在这一端的前部设置唇口8，唇口8为相较导管3很短的外翻圆管，唇口8最小直径径与导管3直径相同，唇口8与导管3无缝隙连接，空中推进模块2在导管3内部，空中推进模块2前部设置导流罩1，导流罩1呈子弹头状，导流罩1超出导管3的管口，导流罩1安装在空中推进模块2的轴线前方，与空中推进模块2一起旋转，空中推进模块2为一单级轴流式空气压缩机，空中推进模块2后部与空中动力模块4相连，空中动力模块4为圆柱状，空中动力模块4的横截面直径小于导管3横截面直径，依靠空中动力模块4输出的功率旋转，空中动力模块4后方固定连接水下动力模块5，水下动力模块5与空中动力模块4尺寸完全相同，水下动力模块5后部与水下推进模块6相连，水下动力模块5输出功率驱动水下推进模块6，水下推进模块6后方安装毂帽7，毂帽7为子弹头形状，且毂帽7位于导管3的收缩段9，收缩段9为内扣圆管，收缩段9横截面直径最大的部位与导管3的直接完全相同并在此处与导管3无缝隙紧密连接。

空中推进模块2在空中工作状态下全功率旋转，此时水下推进模块6以非全功率旋转以降低阻力，在水下工作状态时，水下推进模块6全功率旋转，空中推进模块2以非全功率旋转，通过空中推进模块2与水下推进模块6的相互配合来提高推进器整体推进效率。空中推进模块2和水下推进模块6在任意工作状态下均旋转。空中推进模块2和水下推进模块6位于同一轴线。

附图说明

图1为集成式水空两用推进器剖面布局示意图。

图2为集成式水空两用推进器的前视图。

图3为集成式水空两用推进器的侧视图。

图4为集成式水空两用推进器的后视图。

图5为集成式水空两用推进器的正等测视图。

图6为集成式水空两用推进器的内部结构正等测视图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

一种集成式水空两用推进装置，是一种不同于现有的空中推进装置或者水下推进装置的推进装置，采用两个推进模块集成的方式，主要由水下推进模块6、空中推进模块2、动力模块、导管3等四部分组成。在水下使用时，水下推进模块6以全功率工作以产生推力，空中推进模块2以非功率工作以降低阻力，在空中使用时，改由空中推进模块2全功率输出，而水下推进模块6以非全功率输出，通过将两个推进模块的配合来实现水下和空中均可高效率的产生推力。在保证能够在空中和水下两种环境产生推力的前提下，通过将空中推进模块2和水下推进模块6的旋转相结合的方式来提高推进效率。

本发明的集成式水空两用推进器由空中推进模块2、水下推进模块6和动力模块和导管3组成。空中推进模块2、动力模块、水下推进模块6沿中轴线依次布置，推进器外部包裹导管3。

1)空中推进模块2为一单级轴流式空气压缩机，其前部设置导流罩1，后部与空中动力模块4相连，导流罩1安装在空中推进模块2的轴线前方，与空中推进模块2一起旋转，空中推进模块2的后方与空中动力模块4相连，依靠空中动力模块4输出的功率旋转，空中动力模块4后方固定连接水下动力模块5，水下动力模块5输出功率驱动水下推进模块6，水下推进模块6后方安装毂帽7。

2)导管3前部设置收缩唇口8，艉部在在水下推进模块6之后设置收缩段9。

一种集成式水空两用推进装置，由空中推进模块2、水下推进模块6、动力模块等组成，其特征在于：由空中推进模块2和水下模块共同组成，空中推进模块2在空中工作状态下全功率旋转，此时水下推进模块6以非全功率旋转以降低阻力，在水下工作状态时，水下推进模块6全功率旋转，空中推进模块2以非全功率旋转，通过两个推进模块的相互配合来提高推进器整体推进效率。空中推进模块2和水下推进模块6位于同一轴线。空中推进模块2或者水下推进模块6以非全功率工作时的目的不是产生推力而是为了通过旋转来使来流从桨叶间隙穿过，降低阻力，空中推进模块2和水下推进模块6在任意工作状态下均旋转。

结合图1和图6，阻力可控型船用舵的控制原理为：

(1)在空中工作模式下，来流到达推进装置前方，来流在唇口8的收缩作用下加速，进入到空中推进模块2，在空中推进模块2的作用下获得向后的诱导速度和沿旋转方向的诱导速度，经过空中推进模块2的流体以旋转前进的方式向后运动；

(2)流体以旋转前进的运动方式到达水下推进模块6前方，水下推进模块6在水下动力模块5的驱动下旋转，水下推进模块6的旋转使其桨叶所经过的轨迹与空中推进模块2的尾流的流动轨迹相重合，故减少空中工作状态下水下推进模块6的阻力；

(3)在水下工作模式下，空中推进模块2以非全功率旋转，但其旋转不产生额外作用，其旋转使其后方的流体的前进速度与外界流场的流体速度一致而不发生降低，从而将空中推进模块2对水下推进模块6桨前流场的影响降至最低，使水下推进模块6的工作环境与开放环境类似，从而提高其推进效率。

通过将两个推进模块的转动配合，从而降低在空中和水下两种工作状态下的阻力，提高推进效率，搭配防水设计可以实现空中和水下两种工作环境的高效率工作，为水空两栖航行装置提供机构简单、低成本的高效率推进装置。

Claims (4)

1.一种集成式水空两用推进器，其特征在于：该推进器由导流罩(1)、空中推进模块(2)、导管(3)、水下推进模块(6)、动力模块、毂帽(7)、唇口(8)、以及收缩段(9)构成，动力模块由水下动力模块(5)和空中动力模块(4)构成，导管(3)为类柱状圆管，整个推进器安装在导管(3)内部，导管(3)一个管口处安装有空中推进模块(2)，空中推进模块(2)直径略小于导管(3)的横截面直径，导管(3)在这一端的前部设置唇口(8)，唇口(8)为相较导管(3)很短的外翻圆管，唇口(8)最小直径与导管(3)直径相同，唇口(8)与导管(3)无缝隙连接，空中推进模块(2)在导管(3)内部，空中推进模块(2)前部设置导流罩(1)，导流罩(1)呈子弹头状，导流罩(1)超出导管(3)的管口，导流罩(1)安装在空中推进模块(2)的轴线前方，与空中推进模块(2)一起旋转，空中推进模块(2)为一单级轴流式空气压缩机，空中推进模块(2)后部与空中动力模块(4)相连，空中动力模块(4)为圆柱状，空中动力模块(4)的横截面直径小于导管(3)横截面直径，依靠空中动力模块(4)输出的功率旋转，空中动力模块(4)后方固定连接水下动力模块(5)，水下动力模块(5)与空中动力模块(4)尺寸完全相同，水下动力模块(5)后部与水下推进模块(6)相连，水下动力模块(5)输出功率驱动水下推进模块(6)，水下推进模块(6)后方安装毂帽(7)，毂帽(7)为子弹头形状，且毂帽(7)位于导管(3)的收缩段(9)，收缩段(9)为内扣圆管，收缩段(9)横截面直径最大的部位与导管(3)的直接完全相同并在此处与导管(3)无缝隙紧密连接。

2.根据权利要求1所述的一种集成式水空两用推进器，其特征在于：空中推进模块(2)在空中工作状态下全功率旋转，此时水下推进模块(6)以非全功率旋转以降低阻力，在水下工作状态时，水下推进模块(6)全功率旋转，空中推进模块(2)以非全功率旋转，通过空中推进模块(2)与水下推进模块(6)的相互配合来提高推进器整体推进效率。

3.根据权利要求1所述的一种集成式水空两用推进器，其特征在于：空中推进模块(2)和水下推进模块(6)在任意工作状态下均旋转。

4.根据权利要求1所述的一种集成式水空两用推进器，其特征在于：空中推进模块(2)和水下推进模块(6)位于同一轴线。