一種吊艙推進裝置制造方法
【專利摘要】一種吊艙推進裝置，包括斜支柱（1）、螺旋槳電機（2）和螺旋槳葉（3），斜支柱（1）的下方設有向下延伸并突出螺旋槳電機（5）的殼體的尾鰭（4），斜支柱（1）和尾鰭（4）的橫截面采用對稱航空翼形結(jié)構。本實用新型提供的吊艙推進裝置，增加的尾鰭結(jié)構可發(fā)揮舵的作用，增加舵效，對稱航空翼形結(jié)構可減小阻力、增加升力，進一步提高舵效。
【專利說明】一種吊艙推進裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種船舶與海洋結(jié)構物的推進與操縱裝置，具體涉及一種低阻力高舵效的吊艙推進裝置，屬于船舶【技術領域】。
【背景技術】
[0002]吊艙式電力推進系統(tǒng)也稱吊艙推進裝置，是近年來發(fā)展起來的一種新型的船舶電力推進裝置，由于具有可靠性好、推進效率高、操縱性能佳、模塊化程度高等優(yōu)點，因而越來越廣泛地應用在各類船舶中，具有廣闊的市場應用前景和極高的軍事應用價值，已成為目前船舶推進系統(tǒng)研究開發(fā)領域的技術熱點。現(xiàn)有的吊艙推進裝置主要由回轉(zhuǎn)單元、推進單元、遙控系統(tǒng)等模塊組成，其中，回轉(zhuǎn)單元承受螺旋槳推力、裝置的重力以及其它的外載荷，并將螺旋槳產(chǎn)生的推力傳遞給船體，同時按照遙控系統(tǒng)的指令在回轉(zhuǎn)電機的驅(qū)動下，帶動推進單元360°方向旋轉(zhuǎn)；推進單元內(nèi)置永磁電機,永磁電機直接驅(qū)動螺旋槳旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生推力，由于摒棄了傳統(tǒng)的多級傳動思想，無中間傳動環(huán)節(jié)，傳動效率高。
[0003]但是，現(xiàn)有的吊艙推進裝置由于采用槳舵一體的結(jié)構，利用推進裝置自身的回轉(zhuǎn)產(chǎn)生各個方向的推力，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的舵結(jié)構，雖然簡化了裝置，但卻由于電機殼體以及斜支柱阻力的影響，降低了舵效以及推進效率。特別是現(xiàn)有吊艙推進裝置的斜支柱結(jié)構存在明顯的缺陷:一是斜支柱的橫截面一般采用橢圓形，而橢圓結(jié)構的水動力性能較差，形成的水體阻力較大；二是斜支柱的外表面積較小，形成的過流面積也較小，因而產(chǎn)生的舵效也較小，因此有必要改進現(xiàn)有的斜支柱結(jié)構，以提高吊艙推進裝置的舵效。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本實用新型旨在克服現(xiàn)有吊艙推進裝置存在的斜支柱的橢圓橫截面形成的水體阻力較大、外表面積較小而形成的過流面積較小，因而使舵效降低、影響操控性的缺陷與不足，提供一種低阻力高舵效的吊艙推進裝置，斜支柱的下方設有加長并突出螺旋槳電機殼體的尾鰭結(jié)構，斜支柱和尾鰭采用升力大、阻力小的對稱航空翼形結(jié)構，能夠顯著降低水體阻力、提聞航效。
[0005]本實用新型為解決技術問題采用的技術方案是:一種吊艙推進裝置，包括斜支柱、螺旋槳電機和螺旋槳葉，所述斜支柱的下方設有向下延伸并突出螺旋槳電機的殼體的尾鰭，所述斜支柱和尾鰭的橫截面為航空對稱翼形結(jié)構。
[0006]一種吊艙推進裝置，所述斜支柱為NACA0012翼型，所述尾鰭為NACA0009翼型。
[0007]—種吊艙推進裝置，所述斜支柱橫截面的尾緣和前緣處分別設有向外延伸的流線型的尾緣突出和前緣突出。
[0008]一種吊艙推進裝置，所述斜支柱的翼型弦長為螺旋槳葉的直徑的0.65-0.85倍。
[0009]一種吊艙推進裝置，所述尾緣突出上寬下窄，所述前緣突出上窄下寬，所述斜支柱頂部的尾緣突出的長度為斜支柱的翼型弦長的0.4-0.6倍，前緣突出的長度為斜支柱的翼型弦長的0.2-0.3倍，所述斜支柱底部的尾緣突出的長度為斜支柱的翼型弦長的0.2-0.3倍，前緣突出的長度為斜支柱的翼型弦長的0.3-0.4倍。
[0010]一種吊艙推進裝置，所述尾鰭上寬下窄結(jié)構，所述尾鰭頂部的翼型弦長為螺旋槳葉的直徑的0.7-0.8倍，底部的翼型弦長為螺旋槳葉的直徑的0.15-0.25倍，所述尾鰭的高度為螺旋槳葉的直徑的0.4-0.6倍。
[0011]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果在于:
[0012]1、從傳統(tǒng)舵的作用原理出發(fā)，在斜支柱的下方設有加長并突出螺旋槳電機殼體的流線型尾鰭結(jié)構，使得尾鰭在船舶運行過程中發(fā)揮舵的作用，提高舵效，同時起到補充保障作用，即使螺旋槳不運轉(zhuǎn)，尾鰭產(chǎn)生的舵效還可保障船舶的操縱性能。
[0013]2、斜支柱和尾鰭的橫截面采用對稱航空翼形結(jié)構，巧妙地將對稱航空翼形結(jié)構的升阻比高的特性運用到斜支柱上，使斜支柱具有升力大、阻力小的優(yōu)點，使舵效提高、阻力降低。
[0014]3、斜支柱的橫截面的尾緣和前緣處分別設有流線性的突出結(jié)構，增大了斜支柱的外表面積及過流面積，進一步提高了舵效。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型的吊艙推進裝置的結(jié)構示意圖。
[0016]圖2是本實用新型的吊艙推進裝置的航空對稱翼形的橫截面示意圖。
[0017]圖3是本實用新型的吊艙推進裝置的斜支柱的橫截面示意圖。
[0018]圖中:1-斜支柱，2-螺旋槳電機，3-螺旋槳葉，4-尾鰭，5-尾緣突出，6-前緣突出。
【具體實施方式】
[0019]以下結(jié)合具體實施例對本實用新型作進一步說明。
[0020]參見圖1和圖2，本實用新型提供的吊艙推進裝置，包括斜支柱1、螺旋槳電機2和螺旋槳葉3，斜支柱I的下方還設有向下延伸并突出螺旋槳電機2的殼體的尾鰭4，斜支柱I和尾鰭4的橫截面均采用航空對稱翼形結(jié)構。增加的尾鰭可以在航行中發(fā)揮舵的作用，提高吊艙推進裝置的舵效。
[0021]航空對稱翼形結(jié)構具有升阻比高的特性，將航空對稱翼形結(jié)構用于斜支柱和尾鰭，可顯著改善其水動力性能，提高升力、降低阻力、增加舵效。本實用新型提供的吊艙推進裝置，斜支柱I優(yōu)選較厚的NACA0012翼型，尾鰭4優(yōu)選較薄的NACA0009翼型。
[0022]本實用新型提供的吊艙推進裝置，還可在斜支柱I橫截面的尾緣和前緣處分別設置向外延伸的流線型的尾緣突出5和前緣突出6，如圖3所示。設置尾緣突出5和前緣突出6后，可增加斜支柱的外表面積和過流面積，進一步提高舵效。
[0023]本實用新型提供的吊艙推進裝置，綜合考慮回轉(zhuǎn)單元與螺旋槳的尺寸以及整體的強度要求，優(yōu)選設置斜支柱I的翼型弦長為螺旋槳葉3的直徑的0.65-0.85倍。進一步優(yōu)選地，設置尾緣突出5上寬下窄，前緣突出6上窄下寬，且中間均勻過渡，使斜支柱I形成類平行四邊形結(jié)構。具體地，設置斜支柱I頂部的尾緣突出5的長度為斜支柱I的翼型弦長的0.4-0.6倍，前緣突出6的長度為斜支柱I的翼型弦長的0.2-0.3倍，斜支柱I底部的尾緣突出5的長度為斜支柱I的翼型弦長的0.2-0.3倍，前緣突出6的長度為斜支柱I的翼型弦長的0.3-0.4倍，。
[0024]本實用新型提供的吊艙推進裝置，尾鰭4為上寬下窄的類梯形結(jié)構，優(yōu)選地設置尾鰭4的頂部翼型弦長為螺旋槳葉3的直徑的0.7-0.8倍，底部翼型弦長為螺旋槳葉3的直徑的0.15-0.25倍，尾鰭4的高度為螺旋槳葉3的直徑的0.4-0.6倍。尾鰭4的高度指尾鰭4的下底邊至螺旋槳電機2的軸線的距離。加工時，尾鰭4與斜支柱I整體鑄造為一體。
[0025]本實用新型提供的低阻力高舵效的吊艙推進裝置，已在2013年 申請人:作為牽頭單位承接的工信部高技術船舶科研項目，3MW級吊艙式電力推進系統(tǒng)開發(fā)項目中成功試用。其中，尾鰭的頂部翼型弦長2.54m，底部翼型弦長為0.7m，尾鰭高度(尾鰭底部距螺旋槳電機的軸中心線的距離)1.5m。
[0026]為驗證本申請的吊艙推進裝置對于提高吊艙推進器性能特別是提高舵效的作用， 申請人:建立了吊艙推進器水動力性能計算模型，對現(xiàn)有技術的吊艙推進裝置和本申請的吊艙推進裝置的水動力性能進行計算對比。
[0027]計算結(jié)果表明:本申請的吊艙推進裝置，在斜支柱前方和尾鰭前方都有很強的伴流區(qū)，而在其他區(qū)域，距離表面越遠，伴流越小，表明優(yōu)化后的斜支柱將原來集中于其附近的環(huán)量重新分配，有效地減弱了集中渦的誘導作用，增大徑向誘導速度，使螺旋槳推力增力口，斜支柱阻力減小。
【權利要求】
1.一種吊艙推進裝置，包括斜支柱(I)、螺旋槳電機(2)和螺旋槳葉(3)，其特征在于:所述斜支柱(I)的下方設有向下延伸并突出螺旋槳電機(2)的殼體的尾鰭(4)，所述斜支柱(I)和尾鰭(4)的橫截面為航空對稱翼形結(jié)構。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種吊艙推進裝置，其特征在于:所述斜支柱(I)為NACAOO12翼型，所述尾鰭(4)為NACA0009翼型。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種吊艙推進裝置，其特征在于:所述斜支柱(I)橫截面的尾緣和前緣處分別設有向外延伸的流線型的尾緣突出(5)和前緣突出(6)。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種吊艙推進裝置，其特征在于:所述斜支柱(I)的翼型弦長為螺旋槳葉(3)的直徑的0.65-0.85倍。
5.根據(jù)權利要求3所述的一種吊艙推進裝置，其特征在于:所述尾緣突出(5)上寬下窄，所述前緣突出(6)上窄下寬，所述斜支柱(I)頂部的尾緣突出(5)的長度為斜支柱(I)的翼型弦長的0.4-0.6倍，前緣突出(6)的長度為斜支柱(I)的翼型弦長的0.2-0.3倍，所述斜支柱(I)底部的尾緣突出(5)的長度為斜支柱(I)的翼型弦長的0.2-0.3倍，前緣突出(6)的長度為斜支柱(I)的翼型弦長的0.3-0.4倍。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種吊艙推進裝置，其特征在于:所述尾鰭(4)為上寬下窄結(jié)構，所述尾鰭(4)頂部的翼型弦長為螺旋槳葉(3)的直徑的0.7-0.8倍，底部的翼型弦長為螺旋槳葉(3)的直徑的0.15-0.25倍，所述尾鰭(4)的高度為螺旋槳葉(3)的直徑的.0.4-0.6 倍。
【文檔編號】B63B1/16GK203958588SQ201420171527
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年4月10日 優(yōu)先權日:2014年4月10日
【發(fā)明者】邱曉峰, 王欣, 鄒斌, 徐建國, 王建強, 尹鋒, 張向文, 郭俊, 鄒波, 雷華堂, 侯秀舉 申請人:武漢船用機械有限責任公司