一種內(nèi)旋雙槳船舶的船艉結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種內(nèi)旋雙槳船舶的船艉結(jié)構(gòu)，包括一對(duì)小雙尾鰭，從俯視圖上看，自前向后具有向船體中軸的水平傾角，小尾鰭內(nèi)的一對(duì)支撐軸也傾斜同樣的角度。向內(nèi)傾斜的小尾鰭與船艉流場(chǎng)的方向相順應(yīng)，減少了尾部水流分離，從而降低了阻力。另外，與槳的旋向相反的預(yù)旋流與槳發(fā)生作用的結(jié)果使槳后尾流旋轉(zhuǎn)減弱或消除，達(dá)到了降低尾流能量的損失、提高推進(jìn)效率的效果。本實(shí)用新型有效地改善了尾部流場(chǎng)，降低了螺旋槳激振力，將設(shè)計(jì)吃水下的螺旋槳一階激振力降低到了1.5kPa之下，提高了船舶舒適性；結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，沒(méi)有增加或改變尾部附體結(jié)構(gòu)和尺寸，利于優(yōu)化實(shí)施；在經(jīng)濟(jì)性和快速性上做了很好的兼顧。
【專利說(shuō)明】
一種內(nèi)旋雙槳船舶的船艉結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種船舶的船艉結(jié)構(gòu)，具體來(lái)說(shuō)，是一種內(nèi)旋雙槳船舶的船艉結(jié)構(gòu)，屬于船艉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]客船(包括客滾船、客貨船)由于吃水的限制、操縱性的需求以及國(guó)際規(guī)范安全返港的需要，目前均采用雙槳。螺旋槳內(nèi)旋相對(duì)于外旋效率高，因此如果沒(méi)有特殊原因，都采用內(nèi)旋的形式。
[0003]與雙槳對(duì)應(yīng)的大尾鰭線型會(huì)導(dǎo)致螺旋槳激振引起船體振動(dòng)，基本已不再使用。當(dāng)前比較流行的尾部型式為無(wú)尾鰭+雙軸支架或小尾鰭+單軸支架。前者結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，在高速且載重量相對(duì)較小的雙槳船上應(yīng)用較多；后者兼顧了快速性和經(jīng)濟(jì)性，齒輪箱布置在小尾鰭內(nèi)，使得主機(jī)比較靠后，縮短了機(jī)艙長(zhǎng)度，增加了貨艙長(zhǎng)度，目前應(yīng)用最為普遍。
[0004]對(duì)于小尾鰭+單軸支架這種型式的線型，在降低阻力、提高效率、提高伴流的均勻性等方面目前都存在著瓶頸，難于有大的突破。其主要原因是:
[0005]I)尾部附體多，優(yōu)化難度高；
[0006]2)有諸如“軸線不可做成水平傾斜”這種思維定式的限制；
[0007]3)國(guó)內(nèi)目前航行的大型雙槳船(主要為客滾船)航速較低，普遍在20kn以下，投入大量精力、財(cái)力優(yōu)化得到效果有限，因此存在著動(dòng)力不足的問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問(wèn)題是:現(xiàn)有的內(nèi)旋雙槳船舶的船艉結(jié)構(gòu)，在降低阻力、提尚效率、提尚伴流的均勾性等方面目如都有很大的提尚空間，同時(shí)由于尾部附體車父多，優(yōu)化起來(lái)比較困難。
[0009]本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案:
[0010]—種內(nèi)旋雙槳船舶的船艉結(jié)構(gòu)，包括所述內(nèi)旋雙槳的一對(duì)小尾鰭，自前向后具有向船體中軸的水平傾角，小尾鰭的傾斜方向與船艉流場(chǎng)的方向相順應(yīng)，減少尾部水流分離，從而降低了阻力。
[0011]本實(shí)用新型通過(guò)理論知識(shí)及大量CR)的模擬，發(fā)現(xiàn)船體尾部流場(chǎng)流線方向一般是略微朝內(nèi)的，因此如果能夠使得小尾鰭形狀順應(yīng)流線方向，即傾斜布置，則可以達(dá)到很好的減少尾部水流分離，從而降低阻力的效果。從提高推進(jìn)效率方面考慮，與槳的旋向相反的預(yù)旋流與槳發(fā)生作用的結(jié)果使槳后尾流旋轉(zhuǎn)減弱或消除，從而可以降低尾流能量的損失。實(shí)際模擬中，船艉有一向外的小預(yù)旋流正好與內(nèi)旋槳方向相反，從而降低尾部能量損失，使得螺旋槳可以回收更多的能量。因此本實(shí)用新型創(chuàng)新的提出了水平傾斜小尾鰭的設(shè)計(jì)，并通過(guò)多次的船模試驗(yàn)證明了其可靠性。
[0012]進(jìn)一步的，所述小尾鰭大小恰好包住槳軸，支撐軸后端通過(guò)單個(gè)軸支架與船體連接。
[0013]進(jìn)一步的，所述水平傾角的傾斜角度為2.5°。
[0014]進(jìn)一步的，與螺旋槳支撐軸相連接的船體主機(jī)與所述船體中軸之間也具有所述水平傾角。
[0015]更進(jìn)一步的，小尾鰭長(zhǎng)度等于或接近軸系總長(zhǎng)的2/3。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0017]I)有效地提高了尾部流場(chǎng)質(zhì)量，設(shè)計(jì)吃水工況下螺旋槳的激振力降低了 50%。
[0018]2)小尾鰭后端非常消瘦，大小恰好包住槳軸，降低了阻力;前端形狀兼顧考慮主機(jī)齒輪箱的布置，使得主機(jī)可以一定程度的靠后，減少了機(jī)艙的長(zhǎng)度，提高了經(jīng)濟(jì)性。
[0019]3)使螺旋槳的方向與船艉流場(chǎng)的方向相順應(yīng)，減少尾部水流分離，從而降低阻力，一定程度上解決了船體動(dòng)力不足的問(wèn)題。
[0020]4)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒(méi)有增加或改變尾部附體結(jié)構(gòu)和尺寸，利于優(yōu)化實(shí)施。
[0021]5)創(chuàng)新性的提出了一種水平傾斜的小尾鰭型式，與其配合，槳軸也隨之水平傾斜，改善了尾部伴流，有效提高了推進(jìn)效率。
[0022]6)降低了螺旋槳激振力，將設(shè)計(jì)吃水下的螺旋槳一階激振力降低到了 1.5kPa之下，提高了船舶舒適性。
[0023 ] 7)在經(jīng)濟(jì)性和快速性上做了很好的兼顧。
[0024]8)向內(nèi)傾斜的小尾鰭與船艉流場(chǎng)的方向相順應(yīng)，減少了尾部水流分離，從而降低了阻力。另外，與槳的旋向相反的預(yù)旋流與槳發(fā)生作用的結(jié)果使槳后尾流旋轉(zhuǎn)減弱或消除，達(dá)到了降低尾流能量的損失、提高推進(jìn)效率的效果。
[0025]9)本實(shí)用新型有效地改善了尾部流場(chǎng)，降低了螺旋槳激振力，將設(shè)計(jì)吃水下的螺旋槳一階激振力降低到了 I.5kPa之下，提高了船舶舒適性;結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，沒(méi)有增加或改變尾部附體結(jié)構(gòu)和尺寸，利于優(yōu)化實(shí)施;在經(jīng)濟(jì)性和快速性上做了很好的兼顧。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是本實(shí)用新型內(nèi)旋雙槳船舶的船艉結(jié)構(gòu)的主視圖。
[0027]圖2是本實(shí)用新型內(nèi)旋雙槳船舶的船艉結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0028]圖3是圖2中的局部放大圖。
[0029]圖4是圖2中的另一局部放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0031]參見(jiàn)圖1-圖4，一種內(nèi)旋雙槳船舶的船艉結(jié)構(gòu)，包括所述內(nèi)旋雙槳的一對(duì)小尾鰭，自前向后具有向船體中軸的水平傾角，小尾鰭的傾斜方向與船艉流場(chǎng)的方向相順應(yīng)，減少尾部水流分離，從而降低了阻力。
[0032]參見(jiàn)圖1，小尾鰭后部的支撐軸后端通過(guò)單個(gè)軸支架與船體連接。在主船體線型上光順地引出小尾鰭，后端大小恰好包住槳軸，前端形狀兼顧考慮齒輪箱的布置;小尾鰭長(zhǎng)度約為軸系總長(zhǎng)的2/3。
[0033]參見(jiàn)圖2-圖3，小尾鰭向內(nèi)傾斜，槳軸位于小尾鰭中間并隨之傾斜，槳軸與沿船長(zhǎng)的水平夾角為2.5度。
[0034]參見(jiàn)圖2，與所述螺旋槳支撐軸相連接的船體主機(jī)與所述船體中軸之間也具有所述水平傾角。
[0035]在左右小尾鰭之間布置盡可能窄的分流踵，從而降低雙槳之間的流場(chǎng)干擾。
[0036]本實(shí)用新型涉及一種內(nèi)旋雙槳船舶的船艉結(jié)構(gòu)，包括一對(duì)小雙尾鰭，從俯視圖上看，自前向后具有向船體中軸的水平傾角，小尾鰭內(nèi)的一對(duì)支撐軸也傾斜同樣的角度。向內(nèi)傾斜的小尾鰭與船艉流場(chǎng)的方向相順應(yīng)，減少了尾部水流分離，從而降低了阻力。另外，與槳的旋向相反的預(yù)旋流與槳發(fā)生作用的結(jié)果使槳后尾流旋轉(zhuǎn)減弱或消除，達(dá)到了降低尾流能量的損失、提高推進(jìn)效率的效果。本實(shí)用新型有效地改善了尾部流場(chǎng)，降低了螺旋槳激振力，將設(shè)計(jì)吃水下的螺旋槳一階激振力降低到了 I.5kPa之下，提高了船舶舒適性;結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，沒(méi)有增加或改變尾部附體結(jié)構(gòu)和尺寸，利于優(yōu)化實(shí)施;在經(jīng)濟(jì)性和快速性上做了很好的兼顧。
[0037]本實(shí)用新型通過(guò)理論知識(shí)及大量CR)的模擬，發(fā)現(xiàn)船體尾部流場(chǎng)流線方向一般是略微朝內(nèi)的，因此如果能夠使得小尾鰭形狀順應(yīng)流線方向，即傾斜布置，則可以達(dá)到很好的減少尾部水流分離，從而降低阻力的效果。從提高推進(jìn)效率方面考慮，與槳的旋向相反的預(yù)旋流與槳發(fā)生作用的結(jié)果使槳后尾流旋轉(zhuǎn)減弱或消除，從而可以降低尾流能量的損失。實(shí)際模擬中，船艉有一向外的小預(yù)旋流正好與內(nèi)旋槳方向相反，從而降低尾部能量損失，使得螺旋槳可以回收更多的能量。因此本實(shí)用新型創(chuàng)新的提出了水平傾斜小尾鰭的設(shè)計(jì)，并通過(guò)多次的船模試驗(yàn)證明了其可靠性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種內(nèi)旋雙槳船舶的船艉結(jié)構(gòu)，其特征在于: 包括所述內(nèi)旋雙槳的一對(duì)小尾鰭，自前向后具有向船體中軸的水平傾角，小尾鰭的傾斜方向與船艉流場(chǎng)的方向相順應(yīng)，減少尾部水流分離，從而降低了阻力； 所述小尾鰭大小恰好包住槳軸，支撐軸后端通過(guò)單個(gè)軸支架與船體連接。2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)旋雙槳船舶的船艉結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述水平傾角的傾斜角度為2.5°。3.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)旋雙槳船舶的船艉結(jié)構(gòu)，其特征在于:與螺旋槳支撐軸相連接的船體主機(jī)與所述船體中軸之間也具有所述水平傾角。4.如權(quán)利要求2所述的內(nèi)旋雙槳船舶的船艉結(jié)構(gòu)，其特征在于:小尾鰭長(zhǎng)度等于或接近軸系總長(zhǎng)的2/3。
【文檔編號(hào)】B63B1/08GK205675182SQ201620007831
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年1月5日 公開(kāi)號(hào)201620007831.6, CN 201620007831, CN 205675182 U, CN 205675182U, CN-U-205675182, CN201620007831, CN201620007831.6, CN205675182 U, CN205675182U
【發(fā)明人】張敏健, 孫家鵬, 魏菲菲
【申請(qǐng)人】上海船舶研究設(shè)計(jì)院