[發明專利]一種吊艙推進器新型組合式消渦鰭裝置及其設計方法

有效

• 申請號: 202010210753.0
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111216861B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 凌宏杰;姚震球;徐植融;林澤鋮;舒永東;杜鵬;吳百公;謝堂海
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學;江蘇科技大學海洋裝備研究院
• 主分類號: B63H5/125
• 分類號: B63H5/125;B63H1/28;B63B1/24;B63B1/28;B63B1/26;B63B71/00
• 代理公司: 北京一格知識產權代理事務所(普通合伙) 11316
• 代理人: 萬小俠

1.一種吊艙推進器新型組合式消渦鰭裝置，該裝置安裝在吊艙上，其特征在于：包括推力鰭和十字尾鰭；所述推力鰭具有一對且分別安裝在吊艙中部位置的左右兩側，所述十字尾鰭安裝在吊艙的尾部；

所述推力鰭呈鰭狀結構，且推力鰭上沿著延伸方向的軸線與吊艙的縱向剖面呈一銳角夾角；所述十字尾鰭包括水平鰭和垂直鰭呈交叉組合；

所述推力鰭與吊艙結構之間采用活動鉸接可實現推力鰭的攻角調節和工位調整；所述推力鰭的側向投影為長方形或梯形結構；所述推力鰭的剖面形狀為二維機翼型。

2.根據權利要求1所述的一種吊艙推進器新型組合式消渦鰭裝置，其特征在于：所述十字尾鰭為可伸縮式結構，所述十字尾鰭的剖面形狀為對稱機翼型或平板結構；所述十字尾鰭的縱向形狀為方形，或具有倒角，或外輪廓呈曲線結構。

3.一種權利要求1所述的吊艙推進器新型組合式消渦鰭裝置的設計方法，其特征在于：具體設計方法如下：

S1：獲取流場信息；首先對原有的吊艙推進器進行設計航速下的水動力性能數值模擬，得到螺旋槳尾流信息以及吊艙推進器周圍的流場數據，主要包括螺旋槳尾流直徑，吊艙體周圍流體速度，吊艙體周圍渦量分布，吊艙體表面壓力分布以及預設推力鰭位置前方流體運動速度和來流攻角；

S2：推力鰭初步設計；根據S1的流場信息，可知推力鰭預設位置前方不同半徑處的流速大小以及來流攻角，確定合適的二維機翼翼型；根據沿半徑方向上的流速分布初步確定推力鰭展長；推力鰭的周向位置初步設為60°，使支架與兩推力鰭在繞螺旋槳旋轉軸的360°范圍內平均分布；

S3：確定推力鰭最佳尺寸；初步確定推力鰭的幾何形狀后，計算附推力鰭的吊艙推進器的水動力性能，調整推力鰭的初始攻角，展長以及周向位置，比較吊艙推進器的推進效率及吊艙側向力的受力情況，確定最佳的推力鰭幾何尺寸，及設計合適的推力鰭運動范圍和工況位置；

S4：十字尾鰭初步設計；根據S1的流場信息，可知吊艙尾部的流速分布與渦量分布情況，根據吊艙末端附近的低速區域，初步確定尾鰭的展長，根據吊艙尾部的尾渦大小初步確定尾端長度，根據吊艙尾部渦的附著情況初步確定尾端位置；

S5：確定十字尾鰭最佳尺寸；初步確定十字尾鰭的幾何形狀后，計算附十字尾鰭的吊艙推進器的水動力性能，調整尾鰭的展長和尾端位置，比較推進器的推進效率及吊艙側向力的受力情況，確定最佳的十字尾鰭幾何尺寸；

S6：確定組合鰭最佳匹配尺寸；將推力鰭與十字尾鰭同時設置于一個吊艙上，在各自最佳尺寸的基礎上，調整推力鰭的展長和初始攻角，十字尾鰭的展長和尾端位置，以設計前進工況下，效率最高，側向力最小為優化目標，確定組合鰭的最佳匹配尺寸。