[發明專利]混雜夾層復合材料可拆卸式導管結構

有效

• 申請號: 201710345801.5
• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN107117279B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 李華東;周曉松;沈洋;梅志遠;張焱冰;靳栓寶
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: B63H5/15
• 分類號: B63H5/15
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 黃淑娟

本發明公開了一種混雜夾層復合材料可拆卸式導管結構，包括無軸泵噴推進器導管，無軸泵噴推進器導管為可拆卸式導管結構，包括能拆卸連接的第一分段和第二分段；第一分段和第二分段均有沿殼體以及端板邊緣設置的搭接邊，搭接邊分為沿殼體邊緣的環向搭接片和位于端板邊緣的徑向搭接片；第一分段和第二分段上的環向搭接片內外疊置后通過螺釘機械連為一體，第一分段和第二分段上的徑向搭接片內外疊置后通過螺釘機械連為一體；第一分段和第二分段上的凹槽對接形成一適合集成電機端部卡入的卡槽。本發明目的是提供一種無軸泵噴推進器混雜夾層復合材料可拆卸式導管結構。

技術領域

本發明涉及船舶推進器技術領域，涉及具有低噪聲和高臨界航速特征，可以用于實現水下潛器電力無軸推進技術的集成電機泵噴推進器，特別涉及混雜夾層復合材料可拆卸式導管結構。

背景技術

泵噴推進器(Pumpjet,簡稱泵噴)是一種旋轉組合式水動力推進器，由軸對稱環形導管以及導管內的旋轉和靜止葉柵組成。旋轉葉柵和靜止葉柵分別稱為葉輪和定子。導管剖面通常為機翼型，一般設計為減速型導管，可以使流經葉輪葉片的水流減速以延遲空化產生，改善泵噴空化性能和輻射噪聲性能。定子可以位于葉輪前或葉輪后，分別稱為前置定子式泵噴和后置定子式泵噴。前置定子式泵噴目前主要用于核潛艇推進，后置定子式泵噴目前主要用于魚雷推進。

泵噴的工作原理與水面船舶推進用的噴水推進器類同，也是由通過推進器水流的動量差決定產生凈推力的大小。泵噴的突出優點是輻射噪聲低、臨界航速高。噪聲低的主要原因是：①葉片數多，單位葉片面積的負載小；②導管對輻射噪聲具有一定的屏蔽和吸聲作用；③脈動壓力幅值比螺旋槳小，產生的低頻線譜噪聲更低。臨界航速高的主要原因是：采用前置定子和零推力或小推力導管，可以有效改善葉輪進流條件，減小葉梢負載，從而延遲葉輪葉片的葉梢空化初生時機。低噪、高臨界航速的優點決定了前置定子式泵噴是潛器理想的推進器。

前置定子式泵噴未能在常規潛艇上獲得大范圍應用的主要原因是：配重難、輻射噪聲難控制、設計難度大。為了解決配重和噪聲問題，“機敏”級核潛艇泵噴制造商Rolls-Royce公開的泵噴專利中([1]Banks S,Fowler J O.Submersible propulsion unit(水下推進裝置),United States Patent,No.US8147284B2,2012-4-3)將泵噴的定子導管結構采用了碳纖維復合材料，而葉輪仍然采用金屬結構，如鎳-鋁-銅或者是鋼。由此可以推斷，復合材料的應用是泵噴成功用于核潛艇推進的關鍵技術之一。在“泵噴-艇體”聲學激勵系統中，除了泵噴和艇體自身的輻射噪聲外，泵噴脈動推力和力矩通過推進軸系激勵艇體輻射噪聲也是一個重要的噪聲源，并且在短時間內還無法找到有效的抑制該噪聲源的措施。為了從源頭上切斷推進器聲源通過軸系傳播，美國海軍和國防預先研究計劃局(DARPA)于2004年聯合發起了Tango Bravo項目。該項目擬取得的五項突破技術第一條即是實現無軸推進，以期望從源頭上抑制推進器激勵產生的低頻線譜噪聲分量[2]DARPATANGOBRAVO.16February 2011，USA.)。為了實現無軸推進，計劃于2027年服役的“俄亥俄”級改進型彈道導彈核潛艇將采用集成電機泵噴推進器([3]Unite States Naval Institute,Ohioreplacementprogram,USA,2012.12.Wikipedia)。