CN114408140A - 一种适应于水下航行器的鳍舵装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于水下航行器技术领域，特别涉及一种水下航行器的鳍舵结构。一种适应于水下航行器的鳍舵装置，其技术方案是：固定翼芯板设置在翼板内，并与水下航行器艉部壳体的焊接座进行固连；舵板的舵轴与水下航行器内部的舵传递轴通过销轴连接；压板套入舵板的舵轴中，并与固定翼芯板进行固连；舵板组件通过螺杆与舵板连接；舵板的底面与翼板之间设有翼端板，翼端板与翼板的尾部紧固连接。本发明适应于水下航行器的大扭矩舵系要求，通过样机试验满足水下航行器快速性、操纵性、稳定性的要求，并兼具结构简单、低噪声性能、良好流体动力布局等优点。

Description

一种适应于水下航行器的鳍舵装置
技术领域
本发明属于水下航行器技术领域，特别涉及一种水下航行器的鳍舵结构。
背景技术
随着科学技术的发展以及海洋开发、军事应用的需求，水下航行器内部操纵执行构件可靠工作显得至关重要，同时如何降低执行部件带来的水下辐射噪声问题也急需解决。鳍舵设计与航行器航行的稳定性与机动性是密切相关的，是保证水下航行器能够实现预定的运动首要任务。水下航行器鳍舵部件主要用于承担水下航行器升力和力矩，鳍舵结构与水下航行器的稳定性及操纵性是密切相关的，是保证水下航行器能够实现预定的运动的基础。鳍舵结构件在水下航行器航行时会来自各方向冲击，时刻影响着其操舵性能。鳍舵装置是保证水下航行器在航行过程航行稳定姿态的关键。
因此，为了满足某水下航行器大扭矩舵系要求、保证其操纵性好、稳定性强、噪声低的需求，有必要提出一种能适应水下航行器鳍舵装置。
发明内容
本发明的目的是：针对需求，设计一种适应于水下航行器的鳍舵装置。
本发明的技术方案是：一种适应于水下航行器的鳍舵装置，包括：翼板、固定翼芯板、舵板A、压板、舵板B、螺杆以及翼端板。
固定翼芯板设置在翼板内，对翼板的金属骨架进行加强；固定翼芯板与水下航行器艉部壳体的焊接座进行固连。
舵板B设置在翼板的后侧，舵板B的舵轴与水下航行器内部的舵传递轴通过销轴连接。
压板套入舵板B的舵轴中，并与固定翼芯板进行固连。
舵板A设置在翼板B与舵板的上方，并通过螺杆与舵板B连接。
舵板B的底面与翼板之间设有翼端板，翼端板与翼板的尾部紧固连接。
在上述方案的基础上，进一步的，鳍舵装置的外形剖面形状为NACA翼型，其中，翼板的前部设计为“长鼻子”形式的过渡件。此结构消除由航行器艇体与翼板结合部位产生的马蹄涡系，减少马蹄涡对推进器伴流场的影响，优化了艉部伴流场均匀度，从而降低了水下航行器航行辐射噪声。
在上述方案的基础上，进一步的，翼端板选用铝合金材料并进行防腐处理，设计为消涡整流片结构形式。此结构能够防止舵板频繁打舵偏转时形成的尾涡进入推进器内而产生不利影响，并能改善推进器的进流品质使其螺旋桨伴流场均匀化，从而降低螺旋桨的振动和噪声。
在上述方案的基础上，进一步的，压板嵌入滑动轴承，滑动轴承与舵板B的舵轴相配合。更进一步的，压板采用热套方式与滑动轴承进行装配。此设计满足舵板频繁运行稳定性要求，是航行器航行过程中稳定姿态和实现预定的运动的关键。
上述方案中，具体的，固定翼芯板、压板、滑动轴承分别选用铝合金、不锈钢、锡青铜材料。
上述方案中，具体的，翼板与舵板B均采用玻璃钢材质；舵板B的舵轴选用高强度不锈钢采用粘接工艺与舵板进行连接。本发明的结构所成的截面满足鳍、舵翼型设计，其布局最大限度地减少了航行器、鳍舵、推进器之间的不利干扰，充分发挥鳍舵的效能，符合航行器总体流体动力布局要求。
本发明在水下航行器上安装的数量为4个，周向等间距的布置在水下航行器艉部壳体外。
有益效果：
(1)本发明适应于水下航行器的大扭矩舵系要求，通过样机试验满足水下航行器快速性、操纵性、稳定性的要求，并兼具结构简单、低噪声性能、良好流体动力布局等优点。
(2)本发明采用分体式设计保证了翼板、压板等的适装性要求，此翼舵设计不仅满足各零部件适装性要求，也能保证舵板频繁运行稳定性要求。
(3)本发明中压板套入舵板的舵轴中并与固定翼芯板进行紧固保证了舵板频繁打舵运行的可靠、稳定性；翼端板与翼板进行紧固改善了艉部伴流场均匀度。
(4)本发明结构简单，装卸操作方便，成本低廉。
附图说明
图1为本发明的结构剖面图。
其中：1-翼板，2-固定翼芯板，3-舵板A，4-压板，5-舵板B，6-螺杆，7-翼端板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明做进一步的详细说明。
参见附图1，本实施例提供一种适应于水下航行器的鳍舵装置，包括：翼板1、固定翼芯板2、舵板A3、压板4、舵板B5、螺杆6以及翼端板7。
固定翼芯板2设置在翼板1内，对翼板1的金属骨架进行加强；固定翼芯板2与水下航行器艉部壳体的焊接座固连。
舵板B5设置在翼板1的后侧，舵板B5的舵轴与水下航行器内部的舵传递轴通过销轴连接。
压板4套入舵板B5的舵轴中，并与固定翼芯板2通过螺钉固连，由此并来保证舵板频繁打舵运行可靠、稳定。
舵板A3设置在翼板1与舵板B5的上方，并通过螺杆6与舵板B5连接。
舵板B5的底面与翼板1之间设有翼端板7，翼端板7与翼板1的尾部紧固连接。翼端板7与翼板1进行紧固改善艉部伴流场均匀度。
优选的，鳍舵装置的外形剖面形状为NACA翼型，其中，翼板1的前部设计为“长鼻子”形式的过渡件。此结构消除由航行器艇体与翼板1结合部位产生的马蹄涡系，减少马蹄涡对推进器伴流场的影响，优化了艉部伴流场均匀度，从而降低了水下航行器航行辐射噪声。
优选的，翼端板7选用铝合金材料并进行防腐处理，设计为消涡整流片结构形式。此结构能够防止舵板频繁打舵偏转时形成的尾涡进入推进器内而产生不利影响，并能改善推进器的进流品质使其螺旋桨伴流场均匀化，从而降低螺旋桨的振动和噪声。
优选的，压板4嵌入滑动轴承，滑动轴承与舵板B5的舵轴相配合。更进一步的，压板4采用热套方式与滑动轴承进行装配。此设计满足舵板频繁运行稳定性要求，是航行器航行过程中稳定姿态和实现预定的运动的关键。
本例中，固定翼芯板2、压板4、滑动轴承分别选用铝合金、不锈钢、锡青铜材料。翼板1与舵板B5均采用玻璃钢材质；舵板B5的舵轴选用高强度不锈钢采用粘接工艺与舵板B5进行连接。本装置的结构所成的截面满足鳍、舵翼型设计，其布局最大限度地减少了航行器、鳍舵、推进器之间的不利干扰，充分发挥鳍舵的效能，符合航行器总体流体动力布局要求。
该鳍舵装置在水下航行器上安装的数量为4个，周向等间距的布置在水下航行器艉部壳体外。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种适应于水下航行器的鳍舵装置，其特征在于，包括：翼板(1)、固定翼芯板(2)、舵板A(3)、压板(4)、舵板B(5)、螺杆(6)以及翼端板(7)；
所述固定翼芯板(2)设置在所述翼板(1)内，对所述翼板(1)的金属骨架进行加强；所述固定翼芯板(2)与水下航行器艉部壳体的焊接座进行固连；
所述舵板B(5)设置在所述翼板(1)的后侧，所述舵板B(5)的舵轴与所述水下航行器内部的舵传递轴通过销轴连接；
所述压板(4)套入所述舵板B(5)的舵轴中，并与所述固定翼芯板(2)进行固连；
所述舵板A(3)设置在所述翼板(1)与所述舵板B(5)的上方，并通过所述螺杆(6)与所述舵板B(5)连接；
所述舵板B(5)的底面与所述翼板(1)之间设有所述翼端板(7)，所述翼端板(7)与所述翼板(1)的尾部紧固连接。
2.如权利要求1所述的适应于水下航行器的鳍舵装置，其特征在于，所述鳍舵装置的外形剖面形状为NACA翼型，其中所述翼板(1)的前部设计为“长鼻子”形式的过渡件。
3.如权利要求1所述的适应于水下航行器的鳍舵装置，其特征在于，所述翼端板(7)设计为消涡整流片结构形式。
4.如权利要求1-3任一项所述的适应于水下航行器的鳍舵装置，其特征在于，所述压板(4)采用热套方式嵌入滑动轴承，所述滑动轴承与所述舵板B(5)的舵轴相配合。
5.如权利要求1或3所述的适应于水下航行器的鳍舵装置，其特征在于，所述翼端板(7)选用铝合金材料并进行防腐处理。
6.如权利要求1所述的适应于水下航行器的鳍舵装置，其特征在于，所述固定翼芯板(2)选用铝合金材料。
7.如权利要求1所述的适应于水下航行器的鳍舵装置，其特征在于，所述压板(4)采用不锈钢材料。
8.如权利要求4所述的适应于水下航行器的鳍舵装置，其特征在于，所述滑动轴承采用锡青铜材料。
9.如权利要求1所述的适应于水下航行器的鳍舵装置，其特征在于，所述翼板(1)与所述舵板B(5)均采用玻璃钢材质；所述舵板B(5)的舵轴选用高强度不锈钢采用粘接工艺与所述舵板B(5)进行连接。
10.如权利要求1所述的适应于水下航行器的鳍舵装置，其特征在于，所述鳍舵装置的数量为4个，周向等间距的布置在所述水下航行器艉部壳体外。
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