CN110758665A - 一种加装翼稍小翼的船舶减摇鳍及其减摇方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种加装翼稍小翼的船舶减摇鳍，包含：减摇鳍本体，不可回收至船舱内，其为由外侧面、内侧面、上侧面、下侧面包围形成的封闭中空翼型结构，外侧面与内侧面互相平行，且内侧面设置在外侧面与船舶之间，上侧面、下侧面均设置在外侧面、内侧面之间；鳍轴，连接设置在所述内侧面与船舶之间，鳍轴输入端连接船舶内部液压系统的输出轴，鳍轴输出端连接所述内侧面；小翼，设置在减摇鳍本体翼稍的带状结构。通过所述小翼抑制减摇鳍上方/下方的水流通过减摇鳍的翼稍迁移到减摇鳍下方/上方产生混流，从而减小流阻，降低减摇力矩损失，提升减摇鳍的减摇性能。本发明还提供了一种船舶减摇鳍的减摇方法。

Description

一种加装翼稍小翼的船舶减摇鳍及其减摇方法

技术领域

本发明涉及船舶设备技术领域，具体涉及一种加装翼稍小翼的船舶减摇鳍。

背景技术

船舶在海上航行时，由于受到海浪、海风及海流等的影响，会产生横向摇摆运动，剧烈的横向摇摆会降低船舶的适航性和安全性，影响船载设备及仪器仪表的正常工作，甚至导致货物撞击损坏，同时会恶化乘务人员的工作和生活环境。对于军船而言，剧烈的横向摇摆会影响舰载飞机的正常起降，延误战机，也会降低火炮的命中率，致使在战争中处于被动地位。基于此，为了减小船舶横向摇摆，国内外专家学者开展了系统而全面的研究，并提出许多有效减摇措施。目前广泛用于减小船舶横摇的措施和方法包括舭龙骨、减摇鳍、减摇水舱和舵鳍联合减摇，其中，减摇鳍被认为是减摇效果最好的减摇装置。加装了减摇鳍101的船舶结构如图1所示。

按照是否可将减摇鳍收回到减摇鳍舱内，减摇鳍可分为可收放式和不可收放式，不可收放式减摇鳍具有结构简单、体积小、重量轻、可靠性高及成本低等优点，被广泛应用于各类船舶，特别是军用船舶。但不可收放式减摇鳍的升力系数小，扶正力矩也相应较小。此外，其外伸尺寸被限制在船宽和船底基线范围内，故鳍的展向尺寸受到限制。因此，通过增大鳍面积来提高减摇鳍的减摇性能受到很大的限制。

为了进一步增强减摇鳍的减摇效果，提高船舶运行的稳定性和安全性，有必要研制新的减摇鳍结构或探索新的能够提高减摇鳍性能的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种加装翼稍小翼的船舶减摇鳍，抑制减摇鳍上方/下方的水流通过减摇鳍的翼稍迁移到减摇鳍下方/上方产生混流，在不增设任何传动机构和控制机构的前提下，提升减摇鳍的减摇性能。

为了达到上述目的，本发明提供一种加装翼稍小翼的船舶减摇鳍，包含：

减摇鳍本体，不可回收至船舱内，其为由外侧面、内侧面、上侧面、下侧面包围形成的封闭中空翼型结构；所述外侧面与所述内侧面互相平行，且内侧面设置在外侧面与船舶之间；所述上侧面、下侧面设置在所述外侧面、内侧面之间；

鳍轴，连接设置在所述内侧面与船舶之间；所述鳍轴平行于所述上侧面、下侧面；鳍轴输入端连接船舶内部液压系统的输出轴，鳍轴输出端连接所述内侧面；通过所述液压系统驱动鳍轴带动减摇鳍本体一体化的绕鳍轴中心轴翻转；

小翼，由所述上侧面与所述外侧面的交汇处向上延伸形成的带状结构。

所述小翼垂直于所述上侧面，与上侧面一体化固定连接。

所述小翼从所述减摇鳍本体的前缘分布至后缘。

本发明还揭示了一种加装翼稍小翼的船舶减摇鳍，包含：

减摇鳍本体，不可回收至船舱内，其为由外侧面、内侧面、上侧面、下侧面包围形成的封闭中空翼型结构；所述外侧面与所述内侧面互相平行，且内侧面设置在外侧面与船舶之间；所述上侧面、下侧面设置在所述外侧面、内侧面之间；

鳍轴，连接设置在所述内侧面与船舶之间；所述鳍轴平行于所述上侧面、下侧面；鳍轴输入端连接船舶内部液压系统的输出轴，鳍轴输出端连接所述内侧面；通过所述液压系统驱动鳍轴带动减摇鳍本体一体化的绕鳍轴中心轴翻转；

小翼，由所述下侧面与所述外侧面的交汇处向下延伸形成的带状结构。

所述小翼垂直于所述下侧面，与下侧面一体化固定连接。

所述小翼从所述减摇鳍本体的前缘分布至后缘。

本发明进一步揭示了一种加装翼稍小翼的船舶减摇鳍，包含：

减摇鳍本体，不可回收至船舱内，其为由外侧面、内侧面、上侧面、下侧面包围形成的封闭中空翼型结构；所述外侧面与所述内侧面互相平行，且内侧面设置在外侧面与船舶之间；所述上侧面、下侧面设置在所述外侧面、内侧面之间；

鳍轴，连接设置在所述内侧面与船舶之间；所述鳍轴平行于所述上侧面、下侧面；鳍轴输入端连接船舶内部液压系统的输出轴，鳍轴输出端连接所述内侧面；通过所述液压系统驱动鳍轴带动减摇鳍本体一体化的绕鳍轴中心轴翻转；

小翼，包含上小翼和下小翼；所述上小翼为由所述上侧面与所述外侧面的交汇处向上延伸形成的带状结构；所述下小翼为由所述下侧面与所述外侧面的交汇处向下延伸形成的带状结构。

所述上小翼垂直于所述上侧面，与上侧面一体化固定连接；所述下小翼垂直于所述下侧面，与下侧面一体化固定连接。

所述上小翼、下小翼均从所述减摇鳍本体的前缘分布至后缘。

本发明还揭示了一种船舶减摇方法，采用本发明所述的加装翼稍小翼的船舶减摇鳍实现的，包含步骤：

S1、通过液压系统驱动鳍轴上下翻转，产生与船舶摇摆的扰动力矩方向相反的减摇力矩；

S2、通过安装在减摇鳍本体的小翼，抑制减摇鳍上方的水流通过减摇鳍的翼稍迁移到减摇鳍下方产生混流，并抑制减摇鳍下方的水流通过减摇鳍的翼稍迁移到减摇鳍上方产生混流。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)在不增加控制和传动机构的前提下，可有效对减摇鳍周围，特别是翼稍附近的水流加以控制，从而减小流阻和损失，提升减摇鳍的性能；

2)一定程度上解决了现阶段不可收放式减摇鳍不能通过增大鳍面积和增加前、后鳍间距来提高减摇鳍减摇性能的难题；

3)整体结构相对简单，降低了机械加工的技术难度，节省制造成本，提高了经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这

图1加装减摇鳍的船舶结构示意图；

图2为本发明的为减摇鳍外表面流动示意图；

图3为减摇鳍在水中的摇摆姿态示意图；

图4A、图4B为本发明的实施例一中，加装翼稍小翼的船舶减摇鳍示意图；

图5A、图5B为本发明的实施例二中，加装翼稍小翼的船舶减摇鳍示意图；

图6A、图6B为本发明的实施例三中，加装翼稍小翼的船舶减摇鳍示意图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种加装翼稍小翼的船舶减摇鳍，如图4A、4B所示，包含：减摇鳍本体、鳍轴4和设置在减摇鳍本体翼稍上的小翼。

所述减摇鳍本体不可回收至船舱内，如图2所示其为由外侧面1、内侧面3、上侧面21、下侧面22包围形成的封闭中空翼型结构。所述外侧面1与所述内侧面3互相平行，且内侧面3设置在外侧面1与船舶之间。所述上侧面21、下侧面22设置在所述外侧面1、内侧面3之间。

所述鳍轴4连接设置在所述内侧面3与船舶之间。所述鳍轴4平行于所述上侧面21、下侧面22。鳍轴输入端连接船舶内部液压系统的输出轴，鳍轴输出端连接所述内侧面3。通过所述液压系统驱动鳍轴4带动减摇鳍本体一体化的绕鳍轴中心轴翻转。减摇鳍101在水中的摇摆姿态如图3所示。现有技术中，沿鳍轴4的长度方向，减摇鳍本体上距离所述内侧面3较近的部分被称为翼根，距离所述外侧面1较近的部分被称为翼稍。

如图4A、图4B所示，在本发明的实施例一中，所述小翼5由所述上侧面21与所述外侧面1的交汇处向上延伸形成的带状结构。所述小翼5垂直于上侧面21，与上侧面21一体化固定连接。且所述小翼5从所述减摇鳍本体的前缘61分布至后缘62。

如图5A、5B所示，在本发明的实施例二中，所述小翼7为从减摇鳍本体的下侧面22与外侧面1的交汇处向下延伸形成的带状结构。所述小翼7垂直于所述下侧面22，与下侧面22一体化固定连接，且小翼7从所述减摇鳍本体的前缘61分布至后缘62。

如图6A、6B所示，在本发明的实施例三中，所述小翼，包含上小翼81和下小翼82。所述上小翼81为由所述上侧面21与所述外侧面1的交汇处向上延伸形成的带状结构。所述下小翼82为由所述下侧面22与所述外侧面1的交汇处向下延伸形成的带状结构。所述上小翼81垂直于所述上侧面21，与上侧面21一体化固定连接；所述下小翼82垂直于所述下侧面22，与下侧面22一体化固定连接。所述上小翼81、下小翼82均从所述减摇鳍本体的前缘61分布至后缘62。

本发明还揭示了一种船舶减摇方法，采用本发明所述的加装翼稍小翼的船舶减摇鳍实现的，包含步骤：

S1、通过液压系统驱动鳍轴4上下翻转，产生与船舶摇摆的扰动力矩方向相反的减摇力矩；

S2、通过安装在减摇鳍本体的小翼，抑制减摇鳍上方的水流通过减摇鳍101的翼稍迁移到减摇鳍下方产生混流，并抑制减摇鳍下方的水流通过减摇鳍101的翼稍迁移到减摇鳍上方产生混流。

船在航行时，设置在船体内部的液压系统产生的扭矩传递给鳍轴4，如图3所示，使得减摇鳍本体绕鳍轴4的中心轴在一定的角度范围内往复旋转，进一步改变减摇鳍101的上侧面21、下侧面22受力的大小和方向，而产生与船舶摇摆的扰动力矩方向相反的减摇力矩。

减摇鳍101产生减摇力矩的同时，减摇鳍上侧面21、下侧面22的水流会分成如图2所示的迎水面和背水面，(图2中，迎水面用表示，背水面用

表示。)迎水面承受的水流静压力要大于背水面。因此，减摇鳍101的上侧面21、下侧面22间存在压差。在减摇鳍101的翼稍，部分减摇鳍上方的水流会在这个压差的驱动作用下，通过减摇鳍101的翼稍迁移到减摇鳍下方；或者，部分减摇鳍下方的水流会在这个压差的驱动作用下，通过减摇鳍的翼稍迁移到减摇鳍上方。这一过程中，存在水流与减摇鳍表面以及水流之间的摩擦和掺混，导致较大的流动损失，促使减摇鳍101的减摇性能下降。

本发明在翼稍加装小翼，改变了翼稍周围区域水流流动路径，改变了翼稍周围区域水流对减摇鳍上侧面21、下侧面22的静压力，如图2所示，可有效抑制减摇鳍背水面一侧的水流通过减摇鳍的外侧面1向迎水面的迁移，减小鳍翼附近水流之间的掺混造成减摇力矩的损失。而鳍轴4的旋转一方面可调节减摇鳍上侧面21、下侧面22间的压差以适应不同的海况，另一方面也增强了小翼对水流的抑制作用，进而减小减摇鳍101的升力损失，提高减摇鳍101的整体性能。

本发明结构简单，加工制造易于实现，在不增设传动和控制机构的前提下，提高了船舶的稳定性和安全性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种加装翼稍小翼的船舶减摇鳍，其特征在于，包含：

减摇鳍本体，不可回收至船舱内，其为由外侧面、内侧面、上侧面、下侧面包围形成的封闭中空翼型结构；所述外侧面与所述内侧面互相平行，且内侧面设置在外侧面与船舶之间；所述上侧面、下侧面设置在所述外侧面、内侧面之间；

鳍轴，连接设置在所述内侧面与船舶之间；所述鳍轴平行于所述上侧面、下侧面；鳍轴输入端连接船舶内部液压系统的输出轴，鳍轴输出端连接所述内侧面；通过所述液压系统驱动鳍轴带动减摇鳍本体一体化的绕鳍轴中心轴翻转；

小翼，由所述上侧面与所述外侧面的交汇处向上延伸形成的带状结构。

2.如权利要求1所述的加装翼稍小翼的船舶减摇鳍，其特征在于，所述小翼垂直于所述上侧面，与上侧面一体化固定连接。

3.如权利要求1所述的加装翼稍小翼的船舶减摇鳍，其特征在于，所述小翼从所述减摇鳍本体的前缘分布至后缘。

4.一种加装翼稍小翼的船舶减摇鳍，其特征在于，包含：

减摇鳍本体，不可回收至船舱内，其为由外侧面、内侧面、上侧面、下侧面包围形成的封闭中空翼型结构；所述外侧面与所述内侧面互相平行，且内侧面设置在外侧面与船舶之间；所述上侧面、下侧面设置在所述外侧面、内侧面之间；

鳍轴，连接设置在所述内侧面与船舶之间；所述鳍轴平行于所述上侧面、下侧面；鳍轴输入端连接船舶内部液压系统的输出轴，鳍轴输出端连接所述内侧面；通过所述液压系统驱动鳍轴带动减摇鳍本体一体化的绕鳍轴中心轴翻转；

小翼，由所述下侧面与所述外侧面的交汇处向下延伸形成的带状结构。

5.如权利要求4所述的加装翼稍小翼的船舶减摇鳍，其特征在于，所述小翼垂直于所述下侧面，与下侧面一体化固定连接。

6.如权利要求4所述的加装翼稍小翼的船舶减摇鳍，其特征在于，所述小翼从所述减摇鳍本体的前缘分布至后缘。

7.一种加装翼稍小翼的船舶减摇鳍，其特征在于，包含：

减摇鳍本体，不可回收至船舱内，其为由外侧面、内侧面、上侧面、下侧面包围形成的封闭中空翼型结构；所述外侧面与所述内侧面互相平行，且内侧面设置在外侧面与船舶之间；所述上侧面、下侧面设置在所述外侧面、内侧面之间；

鳍轴，连接设置在所述内侧面与船舶之间；所述鳍轴平行于所述上侧面、下侧面；鳍轴输入端连接船舶内部液压系统的输出轴，鳍轴输出端连接所述内侧面；通过所述液压系统驱动鳍轴带动减摇鳍本体一体化的绕鳍轴中心轴翻转；

小翼，包含上小翼和下小翼；所述上小翼为由所述上侧面与所述外侧面的交汇处向上延伸形成的带状结构；所述下小翼为由所述下侧面与所述外侧面的交汇处向下延伸形成的带状结构。

8.如权利要求7所述的加装翼稍小翼的船舶减摇鳍，其特征在于，所述上小翼垂直于所述上侧面，与上侧面一体化固定连接；所述下小翼垂直于所述下侧面，与下侧面一体化固定连接。

9.如权利要求7所述的加装翼稍小翼的船舶减摇鳍，其特征在于，所述上小翼、下小翼均从所述减摇鳍本体的前缘分布至后缘。

10.一种船舶减摇方法，采用如权利要求1，4，7任一所述的加装翼稍小翼的船舶减摇鳍实现的，其特征在于，包含步骤：

S1、通过液压系统驱动鳍轴上下翻转，产生与船舶摇摆的扰动力矩方向相反的减摇力矩；

S2、通过安装在减摇鳍本体的小翼，抑制减摇鳍上方的水流通过减摇鳍的翼稍迁移到减摇鳍下方产生混流，并抑制减摇鳍下方的水流通过减摇鳍的翼稍迁移到减摇鳍上方产生混流。

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