一种船用双曲型整流翼制造技术

本发明专利技术涉及一种船用双曲型整流翼，该整流翼由上下左右双曲线分支有机组合而成，所述双曲型整流翼呈“蝴蝶”型，其中，双曲线型整流翼左、右分支主要用于改善预旋，双曲线型整流翼上、下分支主要用于加速轴向(船前进方向)局部流动、支撑双曲线型整流翼。双曲线型整流翼左、右分支和双曲线型整流翼上、下分支相互配合，能够实现明显的节能效果。本发明专利技术提供了一种节能效果明显的双曲型整流翼，通过与流场精细配合，双曲型整流翼能够高效改变不利周向(螺旋桨旋转方向相同)流动，达到节能效果明显的目的。本发明专利技术为仿生外形设计，由四支双曲线型整流翼有机组合而成，具有明显的节能效果。具有明显的节能效果。具有明显的节能效果。

【技术实现步骤摘要】
一种船用双曲型整流翼


[0001]本专利技术涉及一种船舶桨前水动力节能装置，具体涉及一种船用双曲型整流翼。

技术介绍

[0002]目前节能减排已经成为大家共识。在船舶行业，国际海事组织的环境保护委员会于2021年召开的第76、77次会议已经对几乎所有营运船舶提出了明确的节能减排指标，并将从2023年1月1日开始实施。而船舶水动力节能技术就是非常重要、有效、且具有竞争力的减排措施。
[0003]水动力节能技术在过去四十年进行了广泛的研究，开发了补偿导管、舵附推力鳍、Mewis导管等多种节能装置并广泛应用于实船。近年来，出现了一些新型组合节能装置，如：
[0004]申请号CN201710152823.X公开的“一种船用前置导流翼”，包括左圆弧翼板、右圆弧翼板和多片导叶。但多片导叶直接穿过有利预旋区(与螺旋桨旋转反向)与船体连接，破坏了本来有利的预旋，因此节能效果受到影响。
[0005]申请号CN202111325560.0公开的“一种船用螺旋线型导管鳍”，提出了一种导管鳍与流动精细配合的解决方案，通过螺旋线型导管与多片辐射状鳍片的有机组合，显著提高了节能效果。但由于鳍片采用了沿半径方向直线布置的简化方式，部分区域的不利流动未能显著改善。
[0006]针对现有技术的局限，需要提出一种新的解决方案。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中存在的上述问题和局限，本专利技术开发了一种与船体尾部流动更加匹配、且节能效果明显的双曲型整流翼，通过上下左右不对称双曲型整流翼的合理布局和恰当衔接，实现对船舶尾部流场的明显改良和节能。
[0008]为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种船用双曲型整流翼，该整流翼由上下左右双曲线分支有机组合成双曲型整流翼，所述双曲型整流翼呈“蝴蝶”型，其中，双曲线型整流翼左、右分支主要用于改善预旋，双曲线型整流翼上、下分支主要用于加速局部流动、支撑双曲线型整流翼，双曲线型整流翼左、右分支和双曲线型整流翼上、下分支相互配合，能够实现明显的节能效果。
[0009]进一步，所述双曲型整流翼由焦点分别位于X轴和Y轴上的双曲线分支有机组合而成，垂直于螺旋桨中轴线的平面上设一虚拟的直角坐标系，直角坐标系的原点O设为螺旋桨中轴线与螺旋桨所在平面的相交点，X轴正向朝向船体右舷，Y轴正向垂直水平面向上，从船艉向船艏方向，所述双曲型整流翼包括焦点位于X轴上的左支、右支和焦点位于Y轴上的上下支，其中，双曲线左右支又细分为左上、左下、右上、右下分支，分别位于四个象限，且第二、第三象限的双曲线分支的顶点位于各自焦点的右侧，第一、第四象限的双曲线分支的顶点位于各自焦点的左侧；双曲线上支、下支又细分为上左、上右、下左、下右分支，分别位于四个象限，且第一和第二象限双曲线分支的顶点位于各自焦点的正上方，第三和第四象限
双曲线分支的顶点位于各自焦点的正下方，实现不同双曲线分支布局与配合，形成有机的双曲型整流翼。
[0010]进一步，所述双曲型整流翼左支、右支焦点位于x轴上，控制方程为(x
‑
x0)2/a
12
‑
y2/b
12
＝1；其中，x0为完整双曲线的中心坐标，a1为x轴上顶点间距的一半，b
12
＝c
12
‑
a
12
，c1为焦距的一半；所述双曲型整流翼上支、下支焦点位于y轴上，控制方程为(y
‑
y0)2/a
22
‑
x2/b
22
＝1，其中，y0为完整双曲线的中心坐标，a2为y轴上顶点间距的一半，b
22
＝c
22
‑
a
12
，c2为焦距的一半。
[0011]进一步，焦点在X轴上的双曲型整流翼左支、右支，双曲线方程(x
‑
x0)2/a
12
‑
y2/b
12
＝1，各控制参数x0、a1、b1根据有利预旋区域和不利预旋区域确定；双曲型整流翼左支内侧需绕开桨盘面左舷内侧有利预旋区域或处于其边缘船，双曲型整流翼左支外侧布置在船体不利预旋区域较强处，双曲型整流翼右支布置在船体右舷水流较低且不利预旋区域较强处。
[0012]进一步，焦点在Y轴上的双曲型整流翼上支、下支，双曲线方程(y
‑
y0)2/a
22
‑
x2/b
22
＝1，y0、a2、b2根据上、下方低速区域确定；双曲型整流翼上支、下支起加速整流翼内部轴向流动作用，设置在上下两端避免破坏桨盘面左右两侧螺旋桨旋转方向同向的不利流动，以提高螺旋桨的推进效率。
[0013]进一步，所述双曲型整流翼上支位于第一、二象限，上支与Y轴正向轴的交点分别设为B，R为螺旋桨半径，B点与原点O之间距离为0.7
‑
1.0R，上支焦点F1位于B点下方；起始点设为A点位于第二象限，A点与原点O之间线段设为AO，AO的长度为0.5
‑
1.0R，AO与Y轴正向轴之间的夹角为15～75
°
，A点设于双曲型整流翼左支上；末端点设为C点位于第一象限，C点与原点O之间线段设为CO，CO的长度为0.4
‑
0.6R，CO与Y轴正向轴之间的夹角为15～75
°
，C点设于双曲型整流翼右支上。
[0014]进一步，所述双曲型整流翼下支位于第三、四象限，与Y轴负向轴的交点设为E，E点与原点之间距离为0.5
‑
1.0R，焦点F2位于E点上方；起始点设为F点位于第三象限，F点与原点O之间线段设为FO，FO的长度为0.5
‑
1.0R，FO与Y轴负向轴之间的夹角为15～75
°
；FO设于双曲线型整流翼左支上；末端点设为D点位于第四象限，D点与原点O之间线段设为DO，DO的长度为0.4
‑
0.6R；DO与Y轴负向轴之间的夹角为15～75
°
，D点设于双曲线型整流翼右支上。
[0015]进一步，所述双曲型整流翼左支的虚顶点P
x1
位于X轴上，与原点O之间线段设为P
x1
O，P
x1
O的长度为0
‑
0.2R,焦点F3位于P
x2
点左侧；双曲线型整流翼右支虚顶点P
x2
与原点O之间线段设为P
x2
O，P
x2
O的长度为0
‑
0.2R，焦点F4位于P
x2
点右侧。
[0016]进一步，所述双曲型整流翼分支单个或整体在平面内平移或旋转。
[0017]进一步，所有双曲型整流翼分支的剖面均为整流翼剖面，整流翼的剖面弦长、剖面形状、角度随着整流翼周向可变。
[0018]本专利技术的有益效果是：
[0019](1)本专利技术提供了一种节能效果明显的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船用双曲型整流翼，其特征在于：该整流翼由上下左右双曲线分支有机组合成双曲型整流翼，所述双曲型整流翼呈“蝴蝶”型，其中，双曲线型整流翼左、右分支主要用于改善预旋，双曲线型整流翼上、下分支主要用于加速局部流动、支撑双曲线型整流翼，双曲线型整流翼左、右分支和双曲线型整流翼上、下分支相互配合，能够实现明显的节能效果。2.根据权利要求1所述的船用双曲型整流翼，其特征在于：所述双曲型整流翼由焦点分别位于X轴和Y轴上的双曲线分支有机组合而成，垂直于螺旋桨中轴线的平面上设一虚拟的直角坐标系，直角坐标系的原点O设为螺旋桨中轴线与螺旋桨所在平面的相交点，X轴正向朝向船体右舷，Y轴正向垂直水平面向上，从船艉向船艏方向，所述双曲型整流翼包括焦点位于X轴上的左支、右支和焦点位于Y轴上的上下支，其中，双曲线左右支又细分为左上、左下、右上、右下分支，分别位于四个象限，且第二、第三象限的双曲线分支的顶点位于各自焦点的右侧，第一、第四象限的双曲线分支的顶点位于各自焦点的左侧；双曲线上支、下支又细分为上左、上右、下左、下右分支，分别位于四个象限，且第一和第二象限双曲线分支的顶点位于各自焦点的正上方，第三和第四象限双曲线分支的顶点位于各自焦点的正下方，实现不同双曲线分支布局与配合，形成有机的双曲型整流翼。3.根据权利要求2所述的船用双曲型整流翼，其特征在于：所述双曲型整流翼左支、右支焦点位于x轴上，控制方程为(x
‑
x0)2/a
12
‑
y2/b
12
＝1；其中，x0为完整双曲线的中心坐标，a1为x轴上顶点间距的一半，b
12
＝c
12
‑
a
12
，c1为焦距的一半；所述双曲型整流翼上支、下支焦点位于y轴上，控制方程为(y
‑
y0)2/a
22
‑
x2/b
22
＝1，其中，y0为完整双曲线的中心坐标，a2为y轴上顶点间距的一半，b
22
＝c
22
‑
a
12
，c2为焦距的一半。4.根据权利要求2所述的船用双曲型整流翼，其特征在于：焦点在X轴上的双曲型整流翼左支、右支，双曲线方程(x
‑
x0)2/a
12
‑
y2/b
12
＝1，x0、a1、b1根据有利预旋区域和不利预旋区域确定；双曲型整流翼左支内侧需绕开桨盘面左舷内侧有利预旋区域或处于其边缘船，双曲型整流翼左支外侧布置在船体不利预旋较强处，双曲型整流翼右支布置在船体右舷水流轴向速度较低且不利预旋较强处。5.根据权利要求2所述的船用双曲型整流翼，其特征在于：焦点在Y轴上的双曲型整流翼上支、下...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金宝，于海，马翔，吴琼，徐博，施攀好，李兆辉，袁帅，
申请(专利权)人：中国船舶工业集团公司第七零八研究所，
类型：发明
国别省市：