[發(fā)明專利]水下航行體的扭矩自平衡組合推進器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410044751.3
• 申請日: 2014-02-07
• 公開（公告）號: CN103786853A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周斌;辛公正;劉登成
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團公司第七○二研究所
• 主分類號: B63H5/07
• 分類號: B63H5/07;B63H5/14
• 代理公司: 無錫華源專利事務(wù)所(普通合伙) 32228
• 代理人: 馮智文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及船舶工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及推進裝置。

背景技術(shù)

?水下航行體推進裝置的研究一直是推進裝置研究的前沿和重點。高推進效率推進器的開發(fā)有助于提高水下航行體的航程和航速，低噪聲推進器的應(yīng)用能夠增強水下航行體的隱蔽性暨提升其生存能力。

?現(xiàn)有的水下航行體推進裝置一般為螺旋槳推進器或者對轉(zhuǎn)槳推進器；常規(guī)的螺旋槳推進器由于無法充分回收螺旋槳后方的尾流，因此推進效率一般不超過70%，并且螺旋槳在工作時會產(chǎn)生與螺旋槳旋轉(zhuǎn)方向相反的扭矩，影響航行體航行姿態(tài)，為了平衡這個扭矩需要在正常航行狀態(tài)下也要舵機參與調(diào)節(jié)才能保持航行穩(wěn)定。

????在對于小型水下航行體或者對扭矩平衡和效率要求比較高的水下航行體，由于螺旋槳具有上述不足，往往采用對轉(zhuǎn)槳推進裝置。對轉(zhuǎn)槳推進裝置通過前后兩個旋轉(zhuǎn)方向相反的螺旋槳同時運行平衡了推進器本身產(chǎn)生的扭矩，后槳工作在前槳的尾流區(qū)，能夠吸收前槳的尾流能量，因此具有較高的推進效率。但是對轉(zhuǎn)槳推進裝置需要兩套轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置，通常采用的內(nèi)外軸的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，而內(nèi)外軸驅(qū)動較單軸驅(qū)動的能耗大，并且推進器噪聲較大；對轉(zhuǎn)槳推進裝置由于缺少保護結(jié)構(gòu)，易與外界物碰撞而損壞，其使用壽命較短。

發(fā)明內(nèi)容

本申請人針對現(xiàn)有船用推進器的上述缺點，提供一種水下航行體的扭矩自平衡組合推進器，其具有結(jié)構(gòu)緊湊、驅(qū)動簡單、推進效率高及使用壽命長的特點。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

????一種水下航行體的扭矩自平衡組合推進器，包括位于航行體艉段與推進器艉帽間的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子包括漿轂及槳葉；還包括套置于所述航行體艉段、轉(zhuǎn)子及推進器艉帽上的導(dǎo)管；所述航行體艉段的外壁上帶有前置支撐，所述推進器艉帽的外壁上帶有后置導(dǎo)葉，所述前置支撐的外端部及后置導(dǎo)葉的外端部共同固接于所述導(dǎo)管的內(nèi)壁。

進一步的技術(shù)方案在于：

所述導(dǎo)管的內(nèi)壁裝置有吸音材料；

所述槳葉對稱布置于轉(zhuǎn)子的外壁，槳葉的數(shù)目≥2；

所述前置支撐對稱布置于航行體艉段的外壁，前置支撐的數(shù)目≥2；

所述后置導(dǎo)葉對稱布置于推進器艉帽的外壁，后置導(dǎo)葉的數(shù)目≥2；

所述導(dǎo)管帶有錐形管狀結(jié)構(gòu)，其小徑端與后置導(dǎo)葉的外端部固接。

本發(fā)明的有益效果如下：

1）后置導(dǎo)葉充分回收轉(zhuǎn)子尾流的旋轉(zhuǎn)能量從而使產(chǎn)生一定的推力；導(dǎo)管控制推進器內(nèi)部流場流動，可以使得導(dǎo)管產(chǎn)生向前的推力，提高了推進效率。

2）后置導(dǎo)葉在轉(zhuǎn)子的尾流區(qū)域內(nèi)工作，后置導(dǎo)葉充分吸收轉(zhuǎn)子的尾流能量產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子相反的扭矩，并且反向扭矩的大小變化與轉(zhuǎn)子吸收扭矩的大小同步變化，使得推進器扭矩的相互抵消，具有良好的扭矩自平衡能力。

3）由于該組合推進器有導(dǎo)管覆蓋其表面，導(dǎo)管可以起控制推進器運行流道和聲屏蔽的作用，并且在導(dǎo)管內(nèi)壁填充吸音材料，大大降低了推進器噪聲。

4）采用單軸驅(qū)動結(jié)構(gòu)，比較內(nèi)外軸反向旋轉(zhuǎn)的電機可以縮小主機尺寸，簡化電機結(jié)構(gòu)，同時減小噪音。

5）外置的導(dǎo)管可以對轉(zhuǎn)子起到保護作用，并減小主要部件與異物磕碰的情況發(fā)生。

本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)緊湊、驅(qū)動機構(gòu)簡單、推進效率高及低噪音的特點，還能實現(xiàn)扭矩自平衡，其適用范圍廣。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本發(fā)明的主視圖。

圖3為本發(fā)明未安裝導(dǎo)管4的結(jié)構(gòu)圖。

圖中：1、航行體艉段；2、前置支撐；3、吸音材料；4、導(dǎo)管；5、后置導(dǎo)葉；6、推進器艉帽；7、轉(zhuǎn)子；71、漿轂；72、槳葉。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，說明本發(fā)明的具體實施方式。

見圖1至圖3，本發(fā)明包括位于航行體艉段1與推進器艉帽間6的轉(zhuǎn)子7，航行體艉段1帶有錐形結(jié)構(gòu)，航行體艉段1與推進器艉帽6分別固定于航行體上（未畫出），轉(zhuǎn)子7包括裝置于傳動軸（未畫出）上的漿轂71，漿轂71的外壁對稱布置有槳葉72；航行體艉段1、轉(zhuǎn)子7及推進器艉帽6上套置有導(dǎo)管4；航行體艉段1的外壁上帶有前置支撐2，推進器艉帽6的外壁上帶有后置導(dǎo)葉5，前置支撐2的外端部及后置導(dǎo)葉5的外端部共同固接于導(dǎo)管4的內(nèi)壁。

本發(fā)明航行體艉段1的外壁上裝置前置支撐2，前置支撐2的數(shù)目根據(jù)經(jīng)驗設(shè)定，一般設(shè)置為2個或2個以上；航行體艉段1的結(jié)構(gòu)上起到承擔(dān)整個組合推進器重量和扭矩的作用，同時前置支撐2的存在對于位于水下的航行體艉段1的流場具有整流作用，使進入推進器裝置的周向流場更加均勻；