CN202175194U - 一种矢量推进器 - Google Patents

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曹凤红
赵成荣
王世庆
张勇
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Abstract

本实用新型涉及一种矢量推进器，包括推进器壳体，通过星形支架固定在推进器壳体之中的电机壳体，以及固定于电机壳体之中的动力电机；星形支架沿推进器壳体轴向方向设有若干供水流通过的通道；动力电机的一端安装有增压前主轴，增压前主轴上安装有前增压涡扇组；动力电机的另一端安装有后增压涡扇组；电机壳体保持密封；还包括调频电机和空心轴，调频电机的输出轴与空心轴一端固定，空心轴另一端与推进器壳体和电机壳体固定，空心轴与电机壳体之间保持密封。本实用新型在船舶或者潜艇需要转弯时，由调频电机控制实现转弯，当船舶和潜艇需要后退时，由调频电机控制推进器旋转180°，实现船舶或者潜艇倒车。且在转弯时也能保证足够的推力。

Description

一种矢量推进器
技术领域
本实用新型涉及一种矢量推进器，特别是涉及一种应用于各类船舶和潜艇及鱼雷等作战兵器上的可实现转向及倒车装置一体化的矢量推进器。
背景技术
随着船舶工业的不断发展，尤其是战争给军事领域技术带来的不断挑战，推进器技术成为海上战争的关键，隐身技术和精确制导技术要求推进器不仅具有高速度，而且要有较低噪声，推进器技术也由此产生了巨大的变化，从传统的螺旋桨推进器到今天各种特色的泵喷推进器。
目前我国现有水下航行器暨作战兵器，如潜艇、鱼雷等，均以螺旋桨作为推进动力装置。螺旋桨转动使水流产生旋转向后的运动，这种旋转向后运动的水流只有平行于浆轴方向的速度分量才能对水下航行器产生有效推力，其具有水流扩展角大、射程短、卷吸和掺混能力非常强，一起具有回流区等弱特性，因而大大降低了其推进效率。空泡效应是螺旋桨推进器产生噪声的主要原因。为了减少空泡效应，螺旋桨的旋转速度一般较低，约100～500r/min，加之受到体积的限制，影响了螺旋桨推力的高度，进一步影响了水下作战兵器速度的提高。水下作战兵器速度一般不超过35节。泵喷水推进器主要缺点是机械传动机构比较复杂，体积庞大，泵叶轮的拆换比螺旋桨复杂。航行器效率低，在水草或杂物较多的水域，进水口容易堵塞。航速较低时，推进效率较传统的螺旋桨的低。航行过程中空气辐射噪声较大。推力矢量化程度低，特别在航行器转弯时其推力会丧失。目前泵喷射技术的转向方式严格的来说仍然是靠舵。此外缺乏一套操作灵敏、水动力学性能优异的倒车装置。喷水推进器的浅吃水航行带来了砂砾较多的水域中碎石和沙砾吸入系统的风险。
针对目前推进器存在的问题，亟需提供一种新型的矢量推进器。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种可进行任意方向的旋转，且可防止进水口阻塞的矢量推进器。
为解决上述技术问题，本实用新型一种矢量推进器，包括两端开口的推进器壳体，通过星形支架固定在推进器壳体之中的电机壳体，以及固定于电机壳体之中的动力电机；星形支架沿推进器壳体轴向方向设有若干供水流通过的通道；动力电机的一端安装有增压前主轴，增压前主轴上安装有前增压涡扇组；动力电机的另一端安装有后增压涡扇组；电机壳体保持密封；还包括调频电机和空心轴，调频电机的输出轴与空心轴的一端固定，空心轴的另一端与推进器壳体和电机壳体固定，空心轴与电机壳体之间保持密封。
前增压涡扇组和后增压涡扇组由螺旋式的涡扇组成。
动力电机与增压前主轴之间设置有调节每个涡扇转速的调速器。
增压前主轴为一个多级轴；多级轴的每级轴之上都设置有前增压涡扇，若干前增压涡扇整体组成前增压涡扇组；调速器使多级轴每级轴的转速不一致。
推进器壳体包围后增压涡扇组的部分的内壁上设有螺纹结构。
本实用新型采用调频电机与空心轴的结构，在船舶或者潜艇需要转弯时，由调频电机控制实现转弯，当船舶和潜艇需要后退时，由调频电机控制推进器旋转180°，实现船舶或者潜艇倒车。且在转弯时也能保证足够的推力。
本实用新型利用调速器，任意相邻的涡扇的转速不相同，形成剪切力，在增压过程中以便于把吸入的砂砾和杂草等固体物质磨碎，可以防止阻塞推进器。
本实用新型在推进器壳体包围后增压涡扇组的部分的内壁上设有螺纹结构，增压后形成旋转式水流，使航行过程中空气辐射噪声小。
附图说明
图1为本实用新型所提供的一种矢量推进器的示意图。
图中：1为推进器壳体、2为前增压涡扇组、3为增压前主轴、4为电机壳体、5为涵道、6为后增压涡扇组、7为电机支撑架、8为星形支架、9为止口法兰、10为空心轴、11为调频电机、12为电机止口法兰、13为动力电机、14为调速器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。
本实用新型包括两端开口的推进器壳体1、星形支架8、电机壳体4和动力电机13。
星形支架8位于推进器壳体1之中，与推进器壳体1内壁通过螺钉固定。电机壳体4位于星形支架8之中，与星形支架8通过螺钉固定。动力电机13通过电机支撑架7和螺钉固定于电机壳体4之中。星形支架8沿推进器壳体1轴向方向设有若干供水流通过的通道，称为涵道5。
动力电机13的一端通过键安装有增压前主轴3，增压前主轴为一个多级轴。多级轴的每级轴之上都安装有螺旋式的前增压涡扇，若干前增压涡扇整体组成前增压涡扇组2。动力电机的另一端安装有螺旋式的后增压涡扇组6。电机壳体4保持密封。动力电机4与增压前主轴3之间设置有调速器14。调速器14使多级轴每级轴的转速不一致，以使任意相邻的涡扇的转速不相同。
推进器壳体1包围后增压涡扇组6的部分的内壁上设有螺纹结构。
本实用新型还包括调频电机11和空心轴10，调频电机11的输出轴通过键与空心轴10一端固定，空心轴10另一端通过止口法兰9和电机止口法兰12分别与推进器壳体1和电机壳体4固定。空心轴10与电机壳体4之间保持密封。空心轴10内设有为动力电机13提供电力的电缆。
水流通过前增压涡扇组2吸入推进器壳体1内，杂物在前增压涡扇组2前一二级涡扇剪切磨碎后顺着水流实现逐级增压然后通过涵道5进入推进器后端继续由后增压涡扇6增压形成旋转式水流。旋转式水流是由推进器喷射口内壁的螺纹结构及后增压涡扇组6增压时产生的压力而共同实现的。水流喷射出推进器后端形成推力，推动船舶及潜艇前进，在船舶或者潜艇需要转弯时，由调频电机11控制实现转弯，当船舶和潜艇需要后退时，由调频电机11控制推进器旋转180°，实现船舶或者潜艇倒车。

Claims (5)

1.一种矢量推进器，包括两端开口的推进器壳体，通过星形支架固定在推进器壳体之中的电机壳体，以及固定于电机壳体之中的动力电机；所述星形支架沿推进器壳体轴向方向设有若干供水流通过的通道；动力电机的一端安装有增压前主轴，增压前主轴上安装有前增压涡扇组；动力电机的另一端安装有后增压涡扇组；所述电机壳体保持密封；其特征在于：还包括调频电机和空心轴，调频电机的输出轴与空心轴的一端固定，空心轴的另一端与推进器壳体和电机壳体固定，所述空心轴与电机壳体之间保持密封。
2.根据权利要求1所述的一种矢量推进器，其特征在于：所述前增压涡扇组和后增压涡扇组由螺旋式的涡扇组成。
3.根据权利要求1或2任一项所述的一种矢量推进器，其特征在于：所述动力电机与增压前主轴之间设置有调节每个涡扇转速的调速器。
4.根据权利要求3所述的一种矢量推进器，其特征在于：所述增压前主轴为一个多级轴；多级轴的每级轴之上都设置有前增压涡扇，若干前增压涡扇整体组成前增压涡扇组；调速器使多级轴每级轴的转速不一致。
5.根据权利要求1所述的一种矢量推进器，其特征在于：所述推进器壳体包围后增压涡扇组的部分的内壁上设有螺纹结构。
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