專(zhuān)利名稱(chēng)：襟翼魚(yú)尾鰭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種減少船只橫搖運(yùn)動(dòng)的設(shè)備，特別是一種使用水翼作用在周?chē)鏈p少船只運(yùn)動(dòng)的設(shè)備。
背景技術(shù)：
船用減搖鰭是減少船只橫搖運(yùn)動(dòng)的常用設(shè)備，通常減搖鰭采用對(duì)稱(chēng)翼型，是利用鰭產(chǎn)生的流體動(dòng)力的升力進(jìn)行工作，鰭提供的流體升力越大，越有利于減少船只搖擺，鰭產(chǎn)生的升力可以用下列的公式表示L = 1/2 P V2 · S · Cl其中ρ是流體介質(zhì)的密度，V是流體速度，S是鰭的參考面積，Cl是鰭的升力系數(shù)。上述公式表示，為獲得更大的流體升力L，對(duì)于在水中航行保持一定航速的船舶，P、V 是一固定值，只能通過(guò)增加面積S值或提高升力系數(shù)Q值才能提高升力L，顯然增加鰭的面積是最直接的辦法，但無(wú)疑會(huì)帶來(lái)設(shè)備重量和體積的增加，并導(dǎo)致設(shè)備成本的上升，也因此而受到較大的限制；針對(duì)上述問(wèn)題，人們提出一種帶有簡(jiǎn)單襟翼的翼型，如圖6所示，該方案的主翼1’梢部鉸接一襟翼2’，通過(guò)襟翼2’相對(duì)主翼1’的擺動(dòng)，如圖示的相對(duì)位置變化， 改變翼型的拱度可提高升力系數(shù)Q值，但實(shí)驗(yàn)表明其具有一定的改善效果；另一技術(shù)方案， 如圖7所示，該方案的主翼1”梢部形成一魚(yú)尾形結(jié)構(gòu)，即魚(yú)尾型翼型(GB2266073)，通過(guò)改變主翼1”梢部形狀類(lèi)似魚(yú)尾的楔形，增加鰭的翼型的有效拱度以提高升力系數(shù)Q值，但實(shí)驗(yàn)表明同樣具有一定的改善效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種改進(jìn)的襟翼魚(yú)尾鰭，它能在不增加設(shè)備重量、體積的條件下，增加翼型的升力系數(shù)，提高減搖鰭的能力。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是襟翼魚(yú)尾鰭包括有主翼和襟翼，主翼的尾部鉸接有一襟翼，該襟翼可繞固設(shè)于主翼的樞軸擺動(dòng)，主翼翼型自根部至梢部自大到小按設(shè)定規(guī)律平順過(guò)渡，襟翼翼型和主翼翼型相互對(duì)應(yīng)自根至梢部自大到小按設(shè)定規(guī)律平順過(guò)渡，在同一截面的翼型，未擺動(dòng)的襟翼翼型構(gòu)成為主翼翼型的完整尾部，襟翼的頭部為圓弧形和主翼尾部的圓弧對(duì)應(yīng)配合，其特點(diǎn)是襟翼的尾部為魚(yú)尾型。襟翼的魚(yú)尾型尾部包括有魚(yú)尾端面、根尾斜線(xiàn)、梢尾斜線(xiàn)、根襟翼型線(xiàn)、梢襟翼型線(xiàn)和魚(yú)尾角θ。本發(fā)明襟翼尾部采用魚(yú)尾型結(jié)構(gòu)，其增升原理是在相同的襟翼轉(zhuǎn)角下，能使翼型具有更大的有效拱度，從而能增加翼型的升力系數(shù)，在不增加鰭的重量和體積的條件下，以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)大幅提升減搖鰭的能力，具有明顯的技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)效益。


圖1是本發(fā)明襟翼魚(yú)尾鰭擺動(dòng)狀態(tài)示意圖。圖2是圖1中襟翼魚(yú)尾鰭正視示意圖。圖3是圖2中主要幾何參數(shù)示意圖。圖4是圖1中襟翼魚(yú)尾型尾部局部放大示意圖。圖5是本發(fā)明和已有翼型升力系數(shù)對(duì)比圖。圖6是現(xiàn)有主翼和襟翼組合示意圖。圖7是現(xiàn)有主翼帶魚(yú)尾型尾部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1，襟翼魚(yú)尾鰭是船舶減搖鰭或舵葉一種新結(jié)構(gòu)，圖示鰭的主翼1和襟翼2 狀態(tài)是主翼1繞鰭軸擺動(dòng)一傾角，襟翼2繞其軸轉(zhuǎn)動(dòng)一傾角，圖中虛線(xiàn)示二者擺動(dòng)在另一傾角的狀態(tài)。參照?qǐng)D2，圖示主翼1的根主翼型線(xiàn)11是鰭根部截面的流線(xiàn)型弧線(xiàn)，在該截面上、 下對(duì)稱(chēng)，其相應(yīng)幾何參數(shù)均和現(xiàn)有技術(shù)相似；圖4是襟翼魚(yú)尾鰭自鰭根部至梢部的縱向(鰭軸向)視圖的局部放大圖，圖示和根主翼型線(xiàn)11對(duì)應(yīng)的是鰭梢主翼型線(xiàn)11’，梢主翼型線(xiàn) 11’是鰭梢部截面的流線(xiàn)型弧線(xiàn)，并在該截面上、下對(duì)稱(chēng)，其相應(yīng)幾何參數(shù)均和現(xiàn)有技術(shù)相似；上述根主翼型線(xiàn)11沿鰭軸向均勻過(guò)渡到梢主翼型線(xiàn)11’，即主翼翼型自根部至梢部自大到小按設(shè)定規(guī)律平順過(guò)渡；主翼1尾向設(shè)置有圓弧狀結(jié)構(gòu)101。圖2、3、4均表示襟翼2從鰭根部到梢部，在同一截面翼型，未擺動(dòng)的襟翼翼型構(gòu)成為主翼翼型的完整尾部，即根主翼型線(xiàn)11延伸為根襟翼型線(xiàn)23，梢主翼型線(xiàn)11’延伸為梢襟翼型線(xiàn)23’，其相應(yīng)幾何參數(shù)均和現(xiàn)有技術(shù)相似；襟翼2的頭部呈圓弧狀和主翼1尾向的圓弧狀結(jié)構(gòu)101對(duì)應(yīng)配合，襟翼2可繞固設(shè)在主翼1的樞軸擺動(dòng)，其相應(yīng)結(jié)構(gòu)均和現(xiàn)有技術(shù)相似。參照?qǐng)D3、4，本發(fā)明的特點(diǎn)是襟翼2的尾部為魚(yú)尾型，該魚(yú)尾型尾部包括有魚(yú)尾端線(xiàn)21、根尾斜線(xiàn)22、梢尾斜線(xiàn)22’、根襟翼型線(xiàn)23、梢襟翼型線(xiàn)23’和魚(yú)尾角θ，其中魚(yú)尾端線(xiàn)21，是鰭截面(即垂直于鰭軸的截面)在襟翼2魚(yú)尾型尾部末端的直線(xiàn)， 魚(yú)尾端線(xiàn)21位于主翼1翼型寬b的尾端(如圖3)，圖示魚(yú)尾端線(xiàn)21的高度和主翼1翼型對(duì)應(yīng)呈對(duì)稱(chēng)分布，并隨主翼翼型自根部到梢部自大到小均勻過(guò)渡；魚(yú)尾端線(xiàn)21在根部處高度為根尾高度bf (如圖4)是魚(yú)尾端線(xiàn)21的最大高度，為獲得良好水動(dòng)力特性，通常根尾高度&和主翼翼型寬度b (如圖3)的比值是bf/b = 3% 9%魚(yú)尾端線(xiàn)21在梢部處高度為b/ (如圖4)是魚(yú)尾端線(xiàn)21的最小高度，通常梢尾高度bf’和主翼翼型寬度b (如圖3)的比值是bf，/b = 3% 7%魚(yú)尾端線(xiàn)21自鰭根部過(guò)渡到梢部形成一平面，該平面為魚(yú)尾端面，魚(yú)尾端面和鰭軸軸線(xiàn)平行；根尾斜線(xiàn)22，是鰭根部截面在襟翼2魚(yú)尾型尾部整段的直線(xiàn)，其一端連接于魚(yú)尾端線(xiàn)21，另一端連接于根襟翼型線(xiàn)23 (如圖4)，根尾斜線(xiàn)22和主翼1翼型對(duì)應(yīng)呈對(duì)稱(chēng)分布， 并和魚(yú)尾端線(xiàn)21共同構(gòu)成襟翼2尾部的魚(yú)尾型，即上、下根尾斜線(xiàn)22對(duì)稱(chēng)分布在主翼1翼
4型中心線(xiàn)25，并形成有一夾角，該夾角為魚(yú)尾角，通常為保持良好的水動(dòng)力特性，該魚(yú)尾角 θ的取值是θ =30° 50° ；梢尾斜線(xiàn)22’，是鰭梢部截面在襟翼2魚(yú)尾型尾部整段的直線(xiàn)，其一端連接于魚(yú)尾端線(xiàn)21，另一端連接于梢襟翼型線(xiàn)23’(如圖4)，梢尾斜線(xiàn)22’和主翼1翼型對(duì)應(yīng)呈對(duì)稱(chēng)分布，并和魚(yú)尾端線(xiàn)21共同構(gòu)成襟翼2尾部的魚(yú)尾型，根尾斜線(xiàn)22自襟翼根部至梢部自大到小平順過(guò)渡至梢尾斜線(xiàn)22’，對(duì)稱(chēng)的梢尾斜線(xiàn)22’和根尾斜線(xiàn)22平行同樣形成有魚(yú)尾角 θ ；根襟翼型線(xiàn)23，是鰭根部截面在襟翼2上的流線(xiàn)型弧線(xiàn)，也是根部截面在主翼1的根主翼線(xiàn)型11的流線(xiàn)型弧線(xiàn)的連續(xù)流線(xiàn)弧線(xiàn)段；梢襟翼型線(xiàn)23’，是鰭梢部截面在襟翼2 上的流線(xiàn)型弧線(xiàn)，也是梢部截面在主翼1的梢主翼型線(xiàn)11’的流線(xiàn)型弧線(xiàn)的連續(xù)流線(xiàn)型線(xiàn)段；對(duì)稱(chēng)的根襟翼型線(xiàn)23自襟翼根部至梢部自大到小平順過(guò)渡至梢襟翼型線(xiàn)23’，共同形成襟翼2的主體。參照?qǐng)D5，是本發(fā)明和已有翼型的升力系數(shù)試驗(yàn)結(jié)果的比較曲線(xiàn)，圖中A——是本發(fā)明襟翼魚(yú)尾鰭的翼型，B——帶簡(jiǎn)單襟翼的翼型，C——主翼是魚(yú)尾型的翼型，圖示各翼型在0°至失速角度α范圍內(nèi)，本發(fā)明的翼型均能提供更大的升力系數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種襟翼魚(yú)尾鰭，包括有主翼和襟翼，主翼的尾部鉸接有一襟翼，該襟翼可繞固設(shè)于主翼的樞軸擺動(dòng)，主翼翼型自根部至梢部自大到小按設(shè)定規(guī)律平順過(guò)渡，襟翼翼型和主翼翼型相互對(duì)應(yīng)自根部至梢部自大到小按設(shè)定規(guī)律平順過(guò)渡，在同一截面的翼型，未擺動(dòng)的襟翼翼型構(gòu)成為主翼翼型的完整尾部，襟翼的頭部為圓弧型和主翼尾部的圓弧對(duì)應(yīng)配合， 其特征在于襟翼O)的尾部為魚(yú)尾型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的襟翼魚(yú)尾鰭，其特征是襟翼O)的魚(yú)尾型尾部包括有魚(yú)尾端線(xiàn)(21)、根尾斜線(xiàn)(22)、梢尾斜線(xiàn)02’)、根襟翼型線(xiàn)(23)、梢襟翼型線(xiàn)03’ )和魚(yú)尾角 θ，魚(yú)尾端線(xiàn)位于主翼(1)翼型寬b的尾端，魚(yú)尾端線(xiàn)和襟翼的根襟翼型線(xiàn) (23)連接有梢尾斜線(xiàn)(22)，魚(yú)尾端線(xiàn)和襟翼的梢襟翼型線(xiàn)03’ )連接有梢尾斜線(xiàn)02’)，根尾斜線(xiàn)02)自襟翼根部至梢部自大到小平順過(guò)渡至梢尾斜線(xiàn)02’)，對(duì)稱(chēng)的二根尾斜線(xiàn)02)或二梢尾斜線(xiàn)02’ )構(gòu)成有魚(yú)尾角θ。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的襟翼魚(yú)尾鰭，其特征是襟翼(2)魚(yú)尾端線(xiàn)的根尾高度bf 和主翼(1)翼型寬度b的比值是3%至9%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的襟翼魚(yú)尾鰭，其特征是襟翼(2)魚(yú)尾端線(xiàn)的梢尾高度 bf'和主翼(1)翼型寬度b的比值是3%至7%。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的襟翼魚(yú)尾鰭，其特征是襟翼(2)的魚(yú)尾角θ為30°至50°。
全文摘要
一種襟翼魚(yú)尾鰭，主要解決增加翼型的升力系數(shù)等技術(shù)問(wèn)題，其采用的技術(shù)方案是主翼的尾部鉸接的襟翼的尾部為魚(yú)尾型，該襟翼的魚(yú)尾型尾部包括有魚(yú)尾端面、根尾斜線(xiàn)、梢尾斜線(xiàn)和魚(yú)尾角等要素，構(gòu)成和主翼翼型相關(guān)的襟翼尾部，適用船舶減搖鰭或舵。
文檔編號(hào)B63B1/28GK102336247SQ20101023242
公開(kāi)日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2010年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月21日
發(fā)明者徐安昌, 楊萬(wàn)富, 楊奕, 楊春云, 牛遠(yuǎn)振 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七○四研究所