一种仿鸭蹼结构的仿生船舶舵制造技术

本发明专利技术涉及一种仿鸭蹼结构的仿生船舶舵，舵叶（1）的形状类似于鸭蹼的结构，所述的仿生船舶舵导边（2）的长度比随边（3）的长度短，随边（3）由上下对称的两条向导边（2）内凹的边组成，仿生船舶舵的随边（3）沿翼展方向具有正弦状轮廓，随边凸起（6）为半椭球状结构。本发明专利技术与通常的船舶舵相比，可以使得船舶舵的失速角有所增大，并且提高船舶舵在相同舵角下产生的升力，进而提高船舶舵的转向性能。在相同的运行工况下，仿生船舶舵可以降低船舶舵汽蚀等造成的负面影响，提高船舶舵的使用寿命。提高船舶舵的使用寿命。提高船舶舵的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种仿鸭蹼结构的仿生船舶舵


[0001]本专利技术涉及提高船舶舵转向性能的
，尤其是涉及一种具有仿鸭蹼结构形状的仿生船舶舵。

技术介绍

[0002]船舶舵是船舶最常用的操纵装置，它决定了船舶的响应并影响其操纵性，船只在航行中需要大量的燃料，因此，节能减排、降低船舶运营风险已成为全球航运公司和船东迫切需要解决的重大问题。
[0003]如今，大多数船舶舵的基准剖面都是从翼型剖面的翼展方向延伸而来的，因此船舶舵导边的长度等于船舶舵随边的长度，船舶舵的上下表面是水平的。然而，由于高速船舶的船舶舵上实际存在流动分离（即失速），船舶舵的水动力性能将恶化。因此，寻找一种有效的控制流动分离的方法是非常重要的。
[0004]设计一种能够使船舶平稳航行、克服流动分离的新型船舶舵已成为一个日益重要和迫切需要解决的问题。此外，鸭蹼在自然界中不断地进化，因此其自然进化的结构一定是流动特性很好的。

技术实现思路

[0005]船舶舵叶的剖面通常为翼型结构，因此，在实际操作中，由于船舶航速较快，当舵角较大时，船舶舵吸力面上方附近会出现较大的分离涡现象。大分离涡的出现会导致船舶舵的操纵性能急剧下降，也会增加汽蚀的产生。这样，噪音也会急剧增加，噪声对军舰的危害有时是致命的。本专利技术的目的是克服现有技术中的缺点，并提供一种仿生船舶舵。
[0006]本专利技术采用的技术方案如下：一种仿鸭蹼结构的仿生船舶舵包括舵叶（1）、导边（2）、随边（3）、上表面（4）、下表面（5）和随边凸起（6），其舵叶（1）的形状类似于鸭蹼的结构，仿生船舶舵的随边（3）呈正弦状，并关于水平中心轴上下对称，导边（2）的长度短于随边（3）的长度，且随边凸起（6）为半椭球状结构。
[0007]如上所述，根据本专利技术，船舶舵叶的形状采用鸭蹼的形状。这种结构在控制流体的流动状态方面非常有利，尤其是当船舶舵的迎角较大时。本专利技术中给出的结构被认为有助于流体保持附着在船舶舵的吸力面上。仿生结构克服或延缓了大分离涡现象。同时，本专利技术可以抑制空化现象的产生，从而相应降低噪声。对于装有这种仿生船舶舵的军舰来说，其隐蔽性将更好。因此，本专利技术的仿鸭蹼结构的仿生船舶舵可以提高船舶舵的升力系数，提高舵的效率，改善船舶舵的操纵性能。本专利技术可应用于各种船舶，尤其是高速船舶。
[0008]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。下面描述中的附图是本专利技术的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0009]图1为本专利技术一种仿鸭蹼结构的仿生船舶舵的结构示意图。
[0010]图2为本专利技术一种仿鸭蹼结构的仿生船舶舵的横截面（A
‑
A1）图。
[0011]图3为本专利技术一种仿鸭蹼结构的仿生船舶舵的纵截面（B
‑
B1）图。
[0012]其中，1为舵叶，2为导边，3为随边，4为上表面，5为下表面，6为随边凸起。
[0013]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术一个实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0014]如图1所示，根据一个实施例的仿生船舶舵的结构示意图，水流方向为从左向右。仿生船舶舵包括舵叶（1）、导边（2）、随边（3）、上表面（4）、下表面（5）和随边凸起（6），导边（2）和上表面（4）形成的角度定义为α，导边（2）和下表面（5）形成的角度定义为β。在本专利技术的实施例中，这两个角的角度都大于90度且小于145度。此外，随边（3）由上下对称的两条向导边（2）内凹的边组成。仿生船舶舵沿翼展方向具有正弦状随边（3）轮廓，随边凸起（6）为半椭球状结构。
[0015]如图2所示，根据图1所示实施例的仿生船舶舵的横截面（A
‑
A1）图。在本专利技术实施例中，仿生船舶舵的横截面采用NACA系列。由于随边凸起（6）为半椭球状结构，因此随边（3）为弧形结构。
[0016]如图3所示，根据图1所示实施例的仿生船舶舵的纵截面（B
‑
B1）图。在本专利技术的实施例中，仿生船舶舵的表面在纵向上是波浪形的，而不是直的。
[0017]最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，其依然可以对前述实施例所说明的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的实质脱离本专利技术技术方案的范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种仿鸭蹼结构的仿生船舶舵，其特征在于：舵叶（1）的形状类似于鸭蹼的结构，仿生船舶舵的随边（3）呈正弦状，并关于中心轴上下对称，导边（2）的长度短于随边（3）的长度。2.根据权利要求1所述的仿生船舶舵，其特征在于：所述仿生船舶舵的导边（2）与上表面（4）形成的角度大于90度且小于145度。3.根据权利要求1所述的仿生船舶舵，其特征在于：所述仿生船舶舵的导边（...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱文才，胡国良，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：发明
国别省市：