尾部喷气式翼型风帆制造技术

本发明专利技术涉及一种尾部喷气式翼型风帆，包括帆体，所述帆体上固连的桅杆端部与旋转基座固连，旋转基座与主齿轮啮合，主齿轮由液压马达驱动，所述帆体上设置有气流通道，桅杆为带有送风气道的空心结构，送风气道与所述气流通道连通，所述气流通道中设置有风机，所述气流通道的末端与帆体末端的喷气道连通。本发明专利技术在对翼型硬质帆表面气动特性试验室分析的基础上，通过引入风帆尾部喷气式射流发生装置，改变翼型硬质风帆尾涡分离的流场特性，进而影响翼型帆自身的气动升力，提高原有翼型风帆样机的推进效率。本发明专利技术具有结构简单、操作方便、科学合理、气动性能优良的特点。

【技术实现步骤摘要】
尾部喷气式翼型风帆
本专利技术涉及船舶
，尤其涉及适用于海上远洋船舶助航推进的风帆。
技术介绍
风动力作为船舶推进动力具有悠久的历史，从帆船的产生到发展，风力资源一直扮演着重要的角色。目前国内海上远洋船舶助航推进主要为传统软质风帆，其主要利用帆面受到的风力驱动船舶航行。然而，由于海上风力资源的不稳定性，传统风帆作为海上远洋船舶推进手段时，存在效率较低、装置收放不便、影响船舶驾驶、通航限制等诸多不利因素，大大制约了现代风翼船舶的工程应用前景。
技术实现思路
本申请人针对上述现有技术存在的缺点，进行研究和设计，提供一种尾部喷气式翼型风帆，其具有结构简单、适应性强、应用成本低、操作方便的特点。本专利技术所采用的技术方案如下：一种尾部喷气式翼型风帆，包括帆体，所述帆体上固连的桅杆端部与旋转基座固连，旋转基座与主齿轮啮合，主齿轮由液压马达驱动，所述帆体上设置有气流通道，桅杆为带有送风气道的空心结构，送风气道与所述气流通道连通，所述气流通道中设置有风机，所述气流通道的末端与帆体末端的喷气道连通。作为上述技术方案的进一步改进：所述气流通道包括从前至后依次设置的入流段、稳流段及收缩段，入流段与送风气道连通，收缩段与帆体尾部的喷气道连通，稳流段中设置风机。所述入流段与稳流段间设置有过滤网，稳流段与收缩段之间设置有整流网。所述喷气道包括位于帆体尾部中心的主通道及位于主通道两侧的第一翼面侧向流道及第二翼面侧向流道。第一翼面侧向流道及第二翼面侧向流道的出流控制口处分别设置有开闭结构。所述开闭结构包括通过弹簧滑动安装于帆体上的密封塞，密封塞的端部安装有第一电磁铁，第一翼面侧向流道及第二翼面侧向流道之间的帆体上安装有第二电磁铁，密封塞通过第一电磁铁与第二电磁铁间的相吸或相斥及弹簧的弹力作用实现对第一翼面侧向流道及第二翼面侧向流道的出流控制口的封闭或开启。多个风机沿着帆体的幅面设置。所述液压马达及风机分别与计算机控制终端远程连接。第一电磁铁及第二电磁铁分别与计算机控制终端远程连接。本专利技术的有益效果如下：本专利技术在对翼型硬质帆表面气动特性试验室分析的基础上，通过引入风帆尾部喷气式射流发生装置，改变翼型硬质风帆尾涡分离的流场特性，进而影响翼型帆自身的气动升力，提高原有翼型风帆样机的推进效率。本装置具有结构简单、操作方便、科学合理、气动性能优良的特点，采用较低的成本，可根据船舶航行状态及风场状态实现风帆尾部气流场控制，提高该类型翼型帆推进效率，降低工程应用成本，为海上远洋船舶提供助航推进，具有较强的适应性，操作方便。附图说明图1为本专利技术的主视图。图2为图1的A处局部放大图。图3为图1的俯视图。图4为图1的A-A剖视图。图中：1、送风气道；10、主通道；11、桅杆；12、出流控制口；13、旋转基座；14、液压马达；15、主齿轮；16、第二电磁铁；17、密封塞；18、第一电磁铁；19、弹簧；2、入流段；20、帆体；3、风机；4、过滤网；5、稳流段；6、整流网；7、收缩段；8、第一翼面侧向流道；9、第二翼面侧向流道。具体实施方式下面结合附图，说明本专利技术的具体实施方式。如图1所示，本实施例的尾部喷气式翼型风帆，包括帆体20，帆体20上固连的桅杆11端部与旋转基座13固连，旋转基座13与主齿轮15啮合，主齿轮15由液压马达14驱动，帆体20上设置有气流通道，桅杆11为带有送风气道1的空心结构，送风气道1与气流通道连通，气流通道中设置有风机3，见图4，多个风机3沿着帆体20的幅面设置，气流通道的末端与帆体20末端的喷气道连通。如图1、图2及图3所示，气流通道包括从前至后依次设置的入流段2、稳流段5及收缩段7，入流段2与送风气道1连通，收缩段7与帆体20尾部的喷气道连通，稳流段5中设置风机3；入流段2与稳流段5间设置有过滤网4，稳流段5与收缩段7之间设置有整流网6；喷气道包括位于帆体20尾部中心的主通道10及位于主通道10两侧的第一翼面侧向流道8及第二翼面侧向流道9；第一翼面侧向流道8及第二翼面侧向流道9的出流控制口12处分别设置有开闭结构；开闭结构包括通过弹簧19滑动安装于帆体20上的密封塞17，密封塞17的端部安装有第一电磁铁18，第一翼面侧向流道8及第二翼面侧向流道9之间的帆体20上安装有第二电磁铁16，密封塞17通过第一电磁铁18与第二电磁铁16间的相吸或相斥及弹簧19的弹力作用实现对第一翼面侧向流道8及第二翼面侧向流道9的出流控制口12的封闭或开启。液压马达14、风机3、第一电磁铁18及第二电磁铁16分别与计算机控制终端远程连接。通过计算机远程控制终端，可实现液压马达14的转速控制、风机3的转速控制及第一电磁铁18、第二电磁铁16的磁极变换、磁力控制。通过液压马达14驱动主齿轮15转动，主齿轮15带动旋转基座13旋转，并联接整个帆体20旋转。通过送风气道1、入流段2、气道的过滤网4、风机3、稳流段5、整流网6、收缩段7实现对整个喷流流场的品质控制。通过第二电磁铁16和第一电磁铁18的磁极变换以及弹簧19、密封塞17，实现对翼型帆的翼面侧向流道的出流控制口12的开闭作业控制，改变尾部气道孔的喷气状态，从而改变翼型帆尾部气流场，提高翼型帆动升力特性。本专利技术中，还包括用于实时感应测量外风力场的传感器系统和计算机内置的远程控制系统，结合外风力场实测数据，通过计算机控制风帆帆面气孔的开闭作业及气道内置风机的转速，通过尾部喷气气道、气孔实现对翼型帆尾端部流场边界层和尾涡剥落的影响，从而提高翼型风帆气动升力特性。本专利技术方案的设计结合气动流场的数值计算结果，从改变翼型面气动流场特性角度出发，通过电磁铁磁极变换及弹簧装置，实现对尾部气孔的开闭状态控制。本专利技术采用较低的成本，可根据船舶航行状态及风场状态实现风帆尾部气流场控制，提高该类型翼型帆推进效率，降低工程应用成本，为海上远洋船舶提供助航推进，具有较强的适应性，操作方便。以上描述是对本专利技术的解释，不是对专利技术的限定，本专利技术所限定的范围参见权利要求，在不违背本专利技术的精神的情况下，本专利技术可以作任何形式的修改。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种尾部喷气式翼型风帆，包括帆体(20)，所述帆体(20)上固连的桅杆(11)端部与旋转基座(13)固连，旋转基座(13)与主齿轮(15)啮合，主齿轮(15)由液压马达(14)驱动，其特征在于：所述帆体(20)上设置有气流通道，桅杆(11)为带有送风气道(1)的空心结构，送风气道(1)与所述气流通道连通，所述气流通道中设置有风机(3)，所述气流通道的末端与帆体(20)末端的喷气道连通。

【技术特征摘要】
1.一种尾部喷气式翼型风帆，包括帆体（20），所述帆体（20）上固连的桅杆（11）端部与旋转基座（13）固连，旋转基座（13）与主齿轮（15）啮合，主齿轮（15）由液压马达（14）驱动，其特征在于：所述帆体（20）上设置有气流通道，桅杆（11）为带有送风气道（1）的空心结构，送风气道（1）与所述气流通道连通，所述气流通道中设置有风机（3），所述气流通道的末端与帆体（20）末端的喷气道连通。2.如权利要求1所述的尾部喷气式翼型风帆，其特征在于：所述气流通道包括从前至后依次设置的入流段（2）、稳流段（5）及收缩段（7），入流段（2）与送风气道（1）连通，收缩段（7）与帆体（20）尾部的喷气道连通，稳流段（5）中设置风机（3）。3.如权利要求2所述的尾部喷气式翼型风帆，其特征在于：所述入流段（2）与稳流段（5）间设置有过滤网（4），稳流段（5）与收缩段（7）之间设置有整流网（6）。4.如权利要求1或2所述的尾部喷气式翼型风帆，其特征在于：所述喷气道包括位于帆体（20）尾部中心的主通道（10）及位于主通道（10）两侧的第一翼面侧向流道（8）及...

【专利技术属性】
技术研发人员：王迎晖，田于逵，潘子英，李明政，宋长友，陈纪军，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七○二研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32