一种浸没式推进水面船舶

技术领域

本发明涉及特种推进水面船舶领域，尤其涉及一种浸没式推进水面船舶。

背景技术

船舶推进器，是船舶推进装置中的能量变化器，它将发动机产生的动力转变成船舶行进的推力，以克服船舶在水中航行的阻力，推动船的行进。最常见的是螺旋桨，此外还有明轮、喷水推进器、平旋推进器等。广义上讲，推进器也包括依靠人力或风力驱动船舶前进的篙、桨、橹、纤和帆等。

现有的船舶推荐方式中，大多采用螺旋桨的推进方式，即在船底设置螺旋桨，利用螺旋桨的转动，推动船舶在水中行进。

中高速排水型高性能船舶采用螺旋桨推进方式时，螺旋桨直径较大，推进轴系较长，船艉线型复杂，螺旋桨进流处于较不均匀的船底伴流场，螺旋桨与船底之间存在流动较复杂的叶顶间隙。这一状况使得船舶航行时，螺旋桨推进轴系振动噪声以及螺旋桨引起的船艉结构振动噪声性能难以控制在较低水平。不均匀伴流、倾斜入流、叶顶间隙流、相对较小的盘面比等因素，使得螺旋桨推进船舶的空化起始航速较低，在较高航速时易出现剧烈空化现象，影响正常推进。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种浸没式喷水推进水面船舶解决传统船舶使用螺旋桨推进的过程中，在较高航速时易出现剧烈空化，空化起始航速较低，船舶推进所致的振动噪声性能难以显著提升的问题。

为了达到上述目的，本发明解决技术问题的技术方案是提供一种浸没式推进水面船舶，其包括船尾部及推进装置，所述船尾部上开设有凹槽；所述推进装置包括推进轴、旋转叶轮、整流叶片及导管，所述导管的外壁连接于所述凹槽内，所述推进轴、所述旋转叶轮及所述整流叶片皆位于所述导管内；所述推进轴的一端穿过船体尾部，所述船体尾部内设置有发动机，所述推进轴穿过所述船尾部的一端连接于所述发动机上；所述旋转叶轮套接与所述推进轴上，所述整流叶片转动连接于所述推进轴上，且所述整流叶片位于所述旋转叶轮远离所述推进轴穿过所述船尾部的一端，以在所述发动机带动所述推进轴转动时，所述旋转叶轮跟随所述推进轴一同旋转，并利用整流叶片对旋转叶轮旋转做功所产生的水流进行整流。

进一步，所述凹槽及所述推进装置的数量皆为两个，两个所述推进装置分别连接于两个所述凹槽内。

进一步，所述旋转叶轮的叶片数量小于所述整流叶片的数量。

进一步，所述旋转叶轮的数量为4-7片，所述整流叶片的数量为5-9片。

进一步，所述推进轴穿过所述船尾部后，其与所述凹槽底面之间的夹角为2°-6°。

进一步，所述推进装置嵌入所述凹槽内的深度为0.2-0.6倍的导管直径。

进一步，两个所述推进装置之间的横向距离为所述船尾部水线宽度的0.4-0.6倍。

进一步，所述船尾部上还设置有转向舵，所述转向舵位于所述推进器射流后方。

进一步，所述转向舵的数量为两个，两个所述转向舵分别位于两个所述推进器射流后方。

与现有技术相比，本发明所提供的浸没式喷水推进水面船舶具有以下有益效果：

通过同时设置旋转叶轮和整流叶片，以利用整流叶片将旋转叶轮旋转做功形成的水流整流成平行于导管轴向方向的水流，并喷出导管，从而在利用水流的反作用力推动时，提高推进的效率。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明的保护范围内。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的一种浸没式喷水推进水面船舶的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为图1中推进装置的结构示意图；

图4为图1中浸没式喷水推进水面船舶的侧视图；

附图标记说明：10、浸没式喷水推进水面船舶；20、船尾部；30、推进装置；21、凹槽；22、转向舵；31、推进轴；32、旋转叶轮；33、整流叶片；34、导管。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1-4，本发明提供的一种浸没式喷水推进水面船舶10，其包括船尾部20及推进装置30，推进装置30连接于船尾部20上，以通过推进装置30推动船尾部20使船舶在水中行进。

具体的，船尾部20上开设有凹槽21，推进装置30包括推进轴31、旋转叶轮32、整流叶片33及导管34，导管34的外壁连接于凹槽21内，推进轴31、旋转叶轮32及整流叶片33皆位于导管34内，推进轴31的一端穿过船尾部20并进入船舶内，船舶内设置有发动机(图未视)，推进轴31穿过船尾部20的一端连接于发动机上。

旋转叶轮32套接于推进轴31上，整流叶片33与推进轴31转动连接，且整流叶片33位于旋转叶轮32远离推进轴31穿过船尾部20的一端，以在发动机带动推进轴31转动时，旋转叶轮32跟随推进轴31一同转动。其中，旋转叶轮32在转动的过程中，其螺旋状的叶片旋转做功，以使水流朝整流叶片33的方向流动，并经过整流叶片33进行整流后，使水流平直的从导管34喷出，从而利用水流喷出的反作用力，驱动船舶在水中行进。

可以理解，整流叶片33对水流进行整流即为，利用整流叶片33将旋转叶轮32旋转产生的水流中的旋转分量和径向分量转换成平行于导管34轴线方向的轴向分量，从而提高推进效率。如，当未设置整流叶片33时，旋转叶轮32旋转所产生的水流从导管34喷出时，水流的方向包括平行于导管34轴向方向、垂直于导管34轴向方向及螺旋环绕于导管34的轴向方向，而实际驱动船舶在水中行进的水流仅为平行于导管34轴向方向的水流，其他两个方向的水流不仅无法起到推进作用，且会对推进的效率造成影响。

进一步的，凹槽21的数量为两个，推进装置30的数量也为两个，两个推进装置30分别连接于两个凹槽21内，即，两个推进装置30的导管34外壁分别连接于两个凹槽21内。

进一步的，旋转叶轮32的叶片数量小于整流叶片33的数量。

可以理解，旋转叶轮32的叶片数量及整流叶片33的数量需根据具体的推进方案来设定，在本实施例中，旋转叶轮32的叶片数量为4-7叶，整流叶片33的数量为5-9叶。

进一步的，推进轴31穿过船尾部20后，与凹槽21底面之间的夹角α为2°-6°之间。

可以理解，通过设置夹角α，可避免推进器射流对船尾部20表面的冲刷。

进一步的，推进装置30与船尾部集成安装成整体，其嵌入凹槽21内的深度H为0.2倍-0.5倍的导管34的直径。

可以理解，嵌入深度过大时，推进装置30与船尾部20之间的摩擦损失较显著，不利于推进效率的提升。同时，过大的嵌入深度对应较高的推进装置30安装高度，容易使推进装置30射流距离水面深度偏小。嵌入深度过小时，推进器对槽道区域船体边界层利用不足，不利于提升推进效率。

进一步的，两个推进装置30之间的横向距离W为船尾部20水线宽度的0.4倍-0.6倍。

可以理解，推进装置30之间的横向距离W可避免两个推进装置30距离太近而造成相互抢水的情况，从而影响推进效率。并且，可以在转向时提供足够的力臂来提高船舶的回转操作性能。

进一步的，船尾部20上还设置有转向舵22，转向舵22位于推进装置30的射流后方。

进一步的，转向舵22的数量为两个，两个转向舵22分别位于两个推进装置的射流后方。

可以理解，在本实施例中，两个转向舵22采用了对称翼结构，具有良好的舵效果。

本发明的工作原理为：当需要驱动船舶在水中行进时，发动机开始工作，带动推进轴31，通过推进轴31带动旋转叶轮32转动。推进装置30浸没于水中，当旋转叶轮32旋转时，形成朝导管34外涌出的水流。水流经过整流叶片33时，水流的方向被整流叶片33整流为平行于导管34轴线方向，也即将旋转叶轮32旋转产生的多个方向水流，整流成平行于导管34轴线方向的水流，并向导管34外喷出，从而利用水流喷出的反作用力，推动船舶在水中行进。

与现有技术相比，本发明所提供的浸没式喷水推进水面船舶具有以下有益效果：

通过同时设置旋转叶轮和整流叶片，以利用整流叶片将旋转叶轮旋转做功形成的水流整流成平行于导管轴向方向的水流，并喷出导管，从而在利用水流的反作用力推动时，提高推进的效率。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明的保护范围内。