[發明專利]潛艇艦船前置節能提速的無動力貫流式旋槳技術

無效

• 申請號: 201210566496.X
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN103043197A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 管理
• 申請（專利權）人: 管理
• 主分類號: B63H1/14
• 分類號: B63H1/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種潛艇艦船前置節能提速的無動力貫流式旋槳技術，尤其是套裝在潛艇艦船艙體的球鼻艏外正前部的無動力或輔助動力的貫流式鉆頭旋槳，其轉子槳葉三維超側弧斜的葉高、葉寬、葉距的延葉造型參量，隨30°～1080°后延周角等參量變大而漸增漸大的轉子輪體為一體應力的動平衡旋轉外廓為半橢球體的轉子結構，定子貫流筒連體內設有環設一周噴流口，轉換常規潛艇艦船航行正方向上的興波阻力為反推動力，從而根本上消除興波阻力的潛艇艦船節能與超速的旋槳技術。

發明背景

目前，公知的潛艇艦船，在航行時前部往往承受巨大的興波阻力，阻力嚴重地限制了速度，尤其隨航行加速度的提高還要加倍地奢耗單位航程所需的能量……正是由于這些個原因使得航母、核潛艇、軍艦、輪船、游輪等無法再度提速，或提速以大幅度提高能耗才能滿足些許的“超”速，即便如此，除少數能夠行駛在水面減小阻力的快艇之外，最快的船舶的航速也不過是30～40節而已。

發明內容

本發明的目的是：在潛艇艦船艙體正前部的球鼻艏外套裝有無動力或輔助動力的貫流式鉆頭旋槳，以其若干槳葉超側弧斜的葉高、葉寬、葉距的延葉造型參量，隨30°～1080°后延周角漸增漸變，形成三維一體化應力的多槳葉互為加強使之具有整個轉子的周向載荷均勻、無振動的結構優勢，被動或主動地吸收正方向上的海水而旋轉，旋轉將海水逐以提高水體即時速度到極致，而最終將巨大阻力轉換為經定子貫流筒獲得的相應地反向噴水推力，實現潛艇艦船節約單位能耗和倍增航速到60～80節的目的。

本發明的目的是這樣實現的：在潛艇艦船艙體的球鼻艏前部外套套設艏球套(套內與球鼻艏整艏相似模配合，而在套外一周塞有若干只隨形剛體的楔子與旋槳定子系剛性結合為一體)，艏球套前有環臺凸筒，筒與轉子內的中心軸(軸末或設轉軸變速齒輪組，輪組輸出或輸入動力而聯接到艏球套前部上發電機發電系統和電動機電動系統)軸系游隙扣合，合內裝有推力軸承和徑向軸承，而轉子槳輪母殼按一至若干倍于在公共短軸上對應短軸的等長軸線定型的半橢球(或圓、拋物曲面的半球)曲面截取成半橢球體的槳輪母殼造型，造型曲面上周側布有八至若干條全等槳葉，自葉零起始線起沿半橢球面旋設其每個單葉一維視側斜30°～60°，二維旋布在轉子槳葉外廓旋轉的半橢球曲面內，面內三維立體性超側弧斜的葉高、葉寬、葉距延葉造型的參量，隨30°～1800°后延周角以及“離心率為0.05～1的二次曲線”旋轉外廓的半橢球，與“離心率為0.045～0.9的二次曲線”的各系及系列性造型的漿輪母殼半橢球的兩支半橢球的二次曲線疊合的y軸坐標絕對值增大而增大。轉子體在半橢球體臨近公共短軸輔助線處游隙動靜配合于橫式圓柱筒結構的定子體的貫流筒(頂上或設有定子調浮翼板)中段內，段內為擴延過公共短軸輔助線后后續的貫流筒內環布八至若干個徑向噴流口壁并與艏球套體焊或栓聯接一體的挑流(環)坎環體，構成與轉子水道游隙動靜續流的八至若干個噴流(環)口。這樣，當潛艇艦船按照常規速度航行運轉正常，安裝在球鼻艏體艏球套上的無動力旋槳(呈多槳葉互為加強實現周向載荷均勻、無振動整體應力的結構特征，其應力體因槳葉的三維超側弧斜，隨貫流筒過流逐漸漸對被、主動吸收水體加壓，不僅具備了“漸增漸大”的通流水道，而且葉高、葉寬、葉距延葉造型的參量還要隨30°～1800°后延周角增大而增大，如此，既將潛艇艦船航向上的海水整體貫流被壓性分水而來，更因旋漿中循序貫流之水在原本巨大興波阻力強壓之下而使轉子被動旋轉，所有貫流來水都在轉子水力半徑值愈來愈大下逐漸獲得愈來愈大的即時速度而轉換阻力為動力，最后從射流的噴流口處獲得與興波阻力能量級基本相當的反向推力提供了科學性的前提)便可吸收這個航速下本應作用在球鼻艏上的興波阻力，其相當于在航向上以航速之勢“鉆”向海水，槳葉因被動地吸收正方向上的海水而旋轉，旋轉即將海水阻力轉換成旋水向后的動力(假如改造目的不是為了提高航速，則動力也可用來發電，發電用去節省原艦船常規螺旋槳的耗能，或予以蓄電儲存，而當急需臨時提高航速之時，又可以變換發電機功能為電動機或可終止發電機勵磁發電而另外啟電動機向轉子旋轉的工作方向施加動力)，這使球鼻艏前方所受的興波阻力借助旋槳被動的旋轉而轉換成逐以提高貫流向后水體的在轉子水力半徑愈來愈大下的即時速度和即時壓力，水體隨噴流口即時速度的穩定，對噴流(環)口的定子施加與興波阻力相等的等能量級的壓力勢能(槳葉前的海水借助潛艇艦船航行的興波阻力被動流，因海水沿超側弧斜的槳葉不斷地“吸→壓”續流，所流接近定子噴水口時興波阻力被動流便進入貫流筒里，都要受到由槳葉水力半徑循序增大而使水體在槳葉末端上的切向速度慣力……水體不斷地接力射出噴流口)，經定子噴流口反向噴水施加給潛艇艦船相應地的推動力，力用于在原潛艇艦船穩定的航速標準之下額外地施加推力，當然是具有了原航速基礎上約提速20～50％的現實意義，從這個意義上講，本發明配裝后的單位能耗與常規潛艇艦船等速之下的的單位能耗比較節能提高50ヘ80％左右。一個球鼻艏寬為20m的潛艇，配置的旋槳轉子中，若槳輪母殼“離心率為0.611的二次曲線”旋轉半橢球體與槳葉“離心率為0.735的二次曲線”旋轉動平衡旋轉外廓半橢球體疊合造型的話，倘在設計148km/h速度之下，其貫流筒被動貫流的水總量約為7500m³/s，如此巨量的噴流水，環射向后于整個潛艇艙體四周，噴流口后的超高速噴射水(速度至少高達41m/s)，噴水在艇體上下左右四面形成“喇叭”流，流“筒”將潛艇體表與高壓海水分開的同時又反向作用于海水對噴流口產生巨大推力，而無論潛艇速度快慢和下潛深淺，其被動吸水口面積上的興波阻力和艇體表面摩擦阻力都必然被轉子超效率地轉換成了相應大小的噴射勢能，勢能正功化對應形成了反推潛艇前進的動力。關于所配置本發明旋槳所能轉換興波阻力為動力的創新點，這里尤其形象一點的表述是；安裝在潛艇艦船球鼻艏前的旋漿，是巧制了螺旋“尖刃”式順勢剪切的“鉆頭”，鉆頭被動或主動地切入到海水的“微阻力墻”之中，并且轉子內水流賦有循序必生的轉子水力半徑下槳葉末端即時速度的蓄勢壓力極效正功化噴射反推式“鉆效”的能力，而決不是象常規螺旋漿那樣把那么鈍頭鈍腦的大“艦頭”蠻制成球鼻艏的“刀背”式橫加蠻力“擠”進海水的“強大阻力墻”里，更何況常規槳葉常常“空轉”的有“汽”無力——此為本發明的“旋槳鉆頭效應”工作原理。