基于旁路式无源推力矢量喷管的船用推进装置及其推进方法制造方法及图纸

本申请公开了一种基于旁路式无源推力矢量喷管的船用推进装置及其推进方法，推进装置包括吊舱前部动力装置，所述吊舱前部动力装置的液流排出口与旁路式无源推力矢量喷管连通，该旁路式无源推力矢量喷管的外壁配装有吊舱连接端；通过水流流经船体的动力部件后经过过渡段流入旁路式无源推力矢量喷管，当旁路式无源推力矢量喷管工作时，会使得水流产生偏转，进而使得船体受到向左或者向右的控制力，进而产生相对应的控制力矩，使得船体行驶方向发生改变。本发明专利技术利用旁路式无源推力矢量喷管可以以水为工作介质的性能特点，将旁路式无源推力矢量喷管安装在过渡段后部，吊舱无旋转部件且可使船体的行驶方向发生改变，提高船的机动能力。

Marine propulsion device based on bypass type passive thrust vectoring nozzle and its propulsion method

The invention discloses a bypass type passive thrust vectoring nozzle based on the marine propulsion device and its propulsion method, POD propulsion apparatus comprises a front power device is communicated with the pod front power device of fluid outlet and the bypass type passive thrust vectoring nozzle, the outer wall of the bypass type passive thrust vectoring nozzles with pod ends the water flowing through the power unit; the hull after the transition into the bypass type passive thrust vectoring nozzle, when the bypass type passive thrust vectoring nozzle work, will make the flow deflection, thus making the hull by the control force to the left or the right, and then produce the control torque corresponding to the direction of travel, hull change. The bypass passive thrust vectoring nozzle can take the performance of water as the working medium, and install the bypass passive thrust vectoring nozzle at the back part of the transition section. The pod has no rotating parts, and it can change the direction of the ship's moving and improve the maneuverability of the ship.

【技术实现步骤摘要】
基于旁路式无源推力矢量喷管的船用推进装置及其推进方法
本专利技术设计一种使用旁路式无源推力矢量喷管的船用推进吊舱装置，主要用于提高船舶的机动性，同时简化结构，提高船舶动力系统的可靠性。
技术介绍
如今，船舶的动力装置使用的吊舱式推进器，是一种集推进和操舵装置于一体的船舶推进装置。吊舱式推进器将推进电机置于船舱外部，直接与螺旋桨相连。一般主要由内置驱动电机模块、螺旋桨模块、水平转动机构以及冷却装置组成。然而由于水平转动机构十分复杂导致吊舱式推进器有维护性差，故障率高，经济性低等缺点。因此本专利技术设计一种代替普通螺旋桨吊舱的新型船用吊舱，吊舱无需旋转就可以使得船体行驶方向发生改变，同时减少船的活动部件。
技术实现思路
本专利技术基于旁路式无源推力矢量喷管，开发了一种新型船用吊舱，可以通过实现水流的偏转实现推力方向的改变。包括装置本体和本装置的控制方式。为了实现以上的技术目的，本专利技术将采取以下的技术方案：一种基于旁路式无源推力矢量喷管的船用推进装置，包括吊舱前部动力装置，所述吊舱前部动力装置的液流排出口与旁路式无源推力矢量喷管连通，该旁路式无源推力矢量喷管的外壁配装有吊舱连接端。作为本专利技术的进一步改进，所述旁路式无源推力矢量喷管包括喷管本体，喷管本体的内流道按照流体流向依次设置有一喉道前部收敛段、一喉道、凹腔、喷管出口；喷管本体在一喉道前部收敛段的位置处，具有两个流道，分别为沿着喷管本体轴线设置的主流通道和处于一喉道前部收敛段与喷管本体壁面之间的次流通道，且主流通道在紧靠着一喉道的进口位置处与次流通道的出口连通；所述次流通道上安装有阀门，通过阀门开启或者闭合，对应地实现次流通道的流通或者截流。作为本专利技术的进一步改进，所述旁路式无源推力矢量喷管通过过渡段与吊舱前部动力装置连接。作为本专利技术的进一步改进，所述旁路式无源推力矢量喷管为二元喷管或者轴对称喷管；旁路式无源推力矢量喷管为二元喷管时，过渡段的截面为一端圆形、一端方形，且过渡段的圆形端与吊舱前部动力装置的液流排出口连接，而过渡段的方形端则与旁路式无源推力矢量喷管连接；旁路式无源推力矢量喷管为轴对称喷管时，过渡段的截面为圆形。作为本专利技术的进一步改进，所述旁路式无源推力矢量喷管为二元喷管时，所述一喉道前部收敛段包括两块相对于喷管本体轴线对称设置的三角形凸块，分别为左三角形凸块和右三角形凸块；所述左三角形凸块的底边和右三角形凸块的底边相背设置，而左三角形凸块的顶点和右三角形凸块的顶点相邻设置；所述左三角形凸块与喷管本体的壁面之间形成左次流通道，左次流通道上安装左阀门，而右左三角形凸块与喷管本体的壁面之间形成右次流通道，右次流通道上安装右阀门。本专利技术的另一技术目的是一种船用推进装置的推进方法，包括以下两种方式：I、调节旁路式无源推力矢量喷管的左阀门，使得从旁路式无源推力矢量喷管的出口流出的水流向左偏转，促使船用推进吊舱受到向右的力，进而使得船体受到相对应的控制力矩，从而调整船头行驶方向；当船用推进装置安装在船体重心位置之后时，调节旁路式无源推力矢量喷管的左阀门，最终会促使船头行驶方向向左；当船用推进装置安装在船体重心位置之前时，调节旁路式无源推力矢量喷管的左阀门，最终会促使船头行驶方向向右；II、调节旁路式无源推力矢量喷管的右阀门，使得从旁路式无源推力矢量喷管的出口流出的水流向右偏转，促使船用推进吊舱受到向左的力，进而使得船体受到相对应的控制力矩，从而调整船头行驶方向；当船用推进装置安装在船体重心位置之后时，调节旁路式无源推力矢量喷管的右阀门，则最终会促使船头行驶方向向右；当船用推进装置安装在船体重心位置之前时，调节旁路式无源推力矢量喷管的右阀门，则最终会促使船头行驶方向向左。根据上述的技术方案，相对于现有技术，本专利技术具有如下的优点：由于本专利技术在船用推进吊舱的液流出口配装旁路式无源推力矢量喷管，因此，在无需提供转向动力部件的情况下，只需要调整旁路式无源推力矢量喷管中，次流通道控制阀门，即可通过改变旁路式无源推力矢量喷管中水流的流向来改变船头行驶方向。附图说明图1是应用二元矢量旁路式无源推力矢量喷管的本专利技术三维示意图；图2是应用轴对称矢量旁路式无源推力矢量喷管的本专利技术三维示意图；图3是本专利技术结构水平剖视图其中：1、吊舱连接端；2、旁路式无源推力矢量喷管；3、过渡段；4、吊舱前部动力装置；旁路式无源推力矢量喷管包括：2.a、主流通道；2.b、一喉道；2.c、一喉道前部收敛段；2.d、凹腔；2.e、左阀门；2.f、右阀门；2.g、左次流通道；2.h、右次流通道；2.i、喷管出口。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本专利技术。应理解下述具体实施方式仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。需要说明的是，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。如图1至3所示，本专利技术所述的基于旁路式无源推力矢量喷管的船用推进装置，包括吊舱前部动力装置，所述吊舱前部动力装置的液流排出口与旁路式无源推力矢量喷管连通，该旁路式无源推力矢量喷管的外壁配装有吊舱连接端。如图3所示，所述旁路式无源推力矢量喷管包括喷管本体，喷管本体的内流道按照流体流向依次设置有一喉道前部收敛段、一喉道、凹腔、喷管出口；喷管本体在一喉道前部收敛段的位置处，具有两个流道，分别为沿着喷管本体轴线设置的主流通道和处于一喉道前部收敛段与喷管本体壁面之间的次流通道，且主流通道在紧靠着一喉道的进口位置处与次流通道的出口连通；所述次流通道上安装有阀门，通过阀门开启或者闭合，对应地实现次流通道的流通或者截流。所述旁路式无源推力矢量喷管为二元喷管时，所述一喉道前部收敛段包括两块相对于喷管本体轴线对称设置的三角形凸块，分别为左三角形凸块和右三角形凸块；所述左三角形凸块的底边和右三角形凸块的底边相背设置，而左三角形凸块的顶点和右三角形凸块的顶点相邻设置；所述左三角形凸块与喷管本体的壁面之间形成左次流通道，左次流通道上安装左阀门，而右左三角形凸块与喷管本体的壁面之间形成右次流通道，右次流通道上安装右阀门。如图1、图2所示，所述旁路式无源推力矢量喷管通过过渡段与吊舱前部动力装置连接；所述旁路式无源推力矢量喷管为二元喷管或者轴对称喷管；旁路式无源推力矢量喷管为二元喷管时，如图1所示，过渡段的截面为一端圆形、一端方形，且过渡段的圆形端与吊舱前部动力装置的液流排出口连接，而过渡段的方形端则与旁路式无源推力矢量喷管连接；旁路式无源推力矢量喷管为轴对称喷管时，如图2所示，过渡段的截面为圆形。船用推进吊舱在工作时，水流由吊舱前部动力装置流经过渡段，然后流入旁路式无源推力矢量喷管。当旁路式无源推力矢量喷管的左阀门开启时，会有部分水流沿着左次流通道流入一喉道，在一喉道给主流一个向右的动量，使得一喉道处水流速度截面逆时针偏转，再经过凹腔的放大效应，使得喷管出口的出口水流向左偏转。从而使得船用推进吊舱受到向右的力，船会受到相应的力矩，具体控制力矩作用效果还与吊舱安装在船上的位置有关，从而实现无需旋转动力部件的改变相应的船头行驶指向。船用推进吊舱在工作时，通过调节旁路式无源推力矢量喷管的右阀门时原理同上文所述，在此不做赘述。因此，本专利技术的另一技术目的是一种船用推进装置的推进方法，包括以下两种方式：I、调节旁路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于旁路式无源推力矢量喷管的船用推进装置，包括吊舱前部动力装置，其特征在于，所述吊舱前部动力装置的液流排出口与旁路式无源推力矢量喷管连通，该旁路式无源推力矢量喷管的外壁配装有吊舱连接端。

【技术特征摘要】
1.一种基于旁路式无源推力矢量喷管的船用推进装置，包括吊舱前部动力装置，其特征在于，所述吊舱前部动力装置的液流排出口与旁路式无源推力矢量喷管连通，该旁路式无源推力矢量喷管的外壁配装有吊舱连接端。2.根据权利要求1所述船用推进装置，其特征在于，所述旁路式无源推力矢量喷管包括喷管本体，喷管本体的内流道按照流体流向依次设置有一喉道前部收敛段、一喉道、凹腔、喷管出口；喷管本体在一喉道前部收敛段的位置处，具有两个流道，分别为沿着喷管本体轴线设置的主流通道和处于一喉道前部收敛段与喷管本体壁面之间的次流通道，且主流通道在紧靠着一喉道的进口位置处与次流通道的出口连通；所述次流通道上安装有阀门，通过阀门开启或者闭合，对应地实现次流通道的流通或者截流。3.根据权利要求2所述船用推进装置，其特征在于，所述旁路式无源推力矢量喷管通过过渡段与吊舱前部动力装置连接。4.根据权利要求3所述船用推进装置，其特征在于，所述旁路式无源推力矢量喷管为二元喷管或者轴对称喷管；旁路式无源推力矢量喷管为二元喷管时，过渡段的截面为一端圆形、一端方形，且过渡段的圆形端与吊舱前部动力装置的液流排出口连接，而过渡段的方形端则与旁路式无源推力矢量喷管连接；旁路式无源推力矢量喷管为轴对称喷管时，过渡段的截面为圆形。5.根据权利要求2所述船用推进装置，其特征在于，所述旁路式无源推力矢量喷管为二元喷管时，所述一喉道前部收敛...

【专利技术属性】
技术研发人员：林泳辰，徐惊雷，黄帅，许保成，陈匡世，汪丰，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32