最大的五叶变螺距桨

日本川崎重工制造了世界上最大的五叶变螺距桨,直径9.15米,将安裝在224600吨的散装货船奇雪洛加韦·玛鲁号上。由于变螺距桨可以根据海面及载荷情况进行调节,此船的燃料消耗量将比装普通螺旋桨的船来得节省,航运费用可大大节省。经多次试验证明,这只五叶变螺距桨的效率比四叶桨高4％。     

辐向变螺距推进器及其铸造

(一)等螺距叶之性征普通等螺距推进器叶在任何半径处之面螺距皆相等,辐向变螺距则指在不同半径处之面螺距有变差。螺距之辐向分布情形应尽可能使各半径处之叶原体 blade element 皆以适宜角度与水相遇俾推进器能获得较高效率,故在论变螺距前先略述等螺距叶之性征以见改变螺距辐向分布情形所产生之影     

推进器之制造

船用推时器,由于螺距性质之不同,大约可分为等螺距与变螺距两种推进器,而变螺距推进器又以变向之分别,复可分为辐向变螺距,轴向变螺距,与轴辐向变螺距三类,这些不同性质的螺距,对推进器之性能,固有不同的影响,就是施工制造中,也各有不同之处,过去国内制造之推进器,大都采用等螺距,而变螺距推进器,由于施工繁复不若等螺距之容易掌握,因此制造的还是很少,最近曾就辐向变螺距     

基于振动测量的船舶首侧推振动特征及原因分析

为分析某船首侧推振动强烈原因,采用正负螺距交替增加方案,在锚泊状态下测量首侧推的振动数据。振动速度随着螺距角的增加而变大,当螺距小于70%时,振动速度在桨叶叶频处幅值最大,随着螺距继续增加,振动速度幅值转移至低于叶频区域。首侧推桨叶进流均匀度与桨叶空泡是引起振动的主要原因。因首侧推导臂增加了桨叶负螺距时进流的不均匀度,造成负螺距时振动强度大于正螺距;数值模拟结果显示,70%螺距时,桨叶叶梢区域存在明显空泡,随着螺距的增加,空泡逐渐向叶背区域扩展。根据振动测试分析结果,新设计船舶应优化设计进流条件,增加进流的均匀度。适当选取额定推力较大的侧推型号,以减小电机最大功率的桨叶螺距,降低空泡激励的振动。     

螺距规测量桨叶螺距的计算

目前常用的螺旋桨螺距测量,一般采用圆柱坐标系。常用的测量工具是螺距规(图1)。利用螺距规,每个叶片以基准线为基准,分别向导边和随边每隔5°或10°测量每个半径上各测点的螺距。每个测点的螺距保证了,就保证了整个叶面形状的要求,从而保证桨叶的推进性能。但是,桨叶设计图上并没有给出各测点的Z坐标值,需要人们根据桨叶每个剖面的半径、螺距、弦长、中心位置及剖面型值进行计算。本文就是研究Z坐标计算的方法。     

高低工况螺旋桨空泡性能试验与机桨匹配设计

对某型测量船螺旋桨的脉动压力进行了理论估算,并开展不同螺距比的螺旋桨空泡性能模型试验,预报不同设计工况的空泡性能及脉动压力,获得了不同螺距下的背空泡及面空泡限界,尤其是小螺距比下的面空泡斗特性。在此基础上,针对目标船不同任务模式下的使用要求,结合主机特性,对其高低航速工况进行了机桨匹配优化设计。实船试验结果和使用情况表明,机桨匹配设计较为合理。     

某调距桨螺距振荡控制分析

调距桨设计过程中常会出现的螺距振荡现象是由于电磁阀的制造精度与控制系统的控制精度不匹配造成的,为此,减小逼近时的螺距控制指令,并调整系统允许控制误差。实际应用表明,该方法能够有效地解决螺距振荡问题。     

基于CFD分析的调距桨水动力性能研究

为了掌握工程设计中调距桨在各种工况下的性能,分析调距桨在调距过程中不同螺距角下桨叶的水动力性能,比较不同螺距角下桨叶产生的推力、转矩和转叶力矩,总结出桨叶推力、转矩和转叶力矩随螺距角变化的规律,计算结果与理论设计值结果基本一致,为工程中调距桨的设计提供参考依据。     

大螺距对转导管螺旋桨的水动力分析

基于叶栅理论设计了1台单转子导管螺旋桨和2台不同螺距的对转导管螺旋桨,并采用商用CFD软件对流场进行了数值模拟。对转导管螺旋桨的上游转子螺距比分别为1.451和2.108,下游转子螺距比按消除尾流旋流的原则进行设计。结果表明:随着螺距比的增大,对转导管螺旋桨的推力系数与扭矩系数显著提高,效率略有提高,其最高效率点向右偏移。与单转子导管螺旋桨的对比发现,对转导管螺旋桨能够在更大的螺距比下保持较高的推进效率。     

某工程船艉部振动问题诊断及改进

某工程船试航时在恒转速低工况下艉部舵机舱存在异常局部振动现象,且振动频谱峰值并不对应机电设备主激励频率。为了诊断艉部振动的原因,在恒转速低工况下对艉部结构振动速度及螺旋桨脉动压力进行测量和分析。初步判断振动与螺旋桨桨叶相关,引起艉部较强振动的原因是恒转速小螺距工况下螺旋桨面空泡破裂,进而激发螺旋桨前2阶模态引起桨叶共振,然后通过桨轴传递给船体。改进建议是优化叶形以减小面空泡。该案例对船舶设计具有以下指导意义：螺旋桨设计时要考虑强度和刚度,尽量避免叶梢比刚度过低;对于调距桨,在螺旋桨0.7R～1.0R(R为螺旋桨半径)范围内螺距卸载要缓和,避免大幅度螺距卸载。     

大侧斜可调螺距螺旋桨

本文论述了大侧斜可调螺距螺旋桨的设计与试验。近几年来大侧斜可调螺距螺旋桨由于螺旋桨与船体伴流场间的相互作用而减小了螺旋桨的诱导振动,改善了转叶扭矩因而得到了显著的发展。作者所在的卡米华公司的船用试验室对大侧斜螺旋桨进行了广泛的研究,其中包括:螺旋桨流体动力特性的确定;在模拟船艉伴流场情况下,对空泡模型的观察以及对作用在船体上的螺旋桨诱导脉动力的测量;在模拟船艉伴流场的情况下,对不同工况测量了螺旋桨桨叶的动态力与力矩;在系统地改变进速比、空泡数、螺距比的情况下,测量了桨叶的转叶扭矩值并比较了常规叶型与大侧斜螺旋桨的各种参数。本文还介绍了进行上述试验所选用的仪器,并将试验结果以曲线形式给出。最后作者还对大侧斜可调螺距螺旋桨的设计和应用提出了一些建设性的意见并对大侧斜螺旋桨予以正确的评价。     

主机调距桨液压油乳化故障实例

正1故障现象某船采用双机双桨推进,螺旋桨选用五叶可调螺距螺旋桨(以下简称调距桨),其螺距的改变是通过独立的液压系统驱动桨叶安装盘面下的曲柄销实现的。该船在太平洋海域航行,常规保养右主机调距桨滤芯时,发现液压油有乳化现象。取出左主机调距桨液压油进行检查比较,油液取样情况如图1所     

可调螺距螺旋桨桨毂泄漏分析及维修方法

可调螺距螺旋桨的使用不仅对船员维护和保养设备的能力提出了更高要求,而且其维护时间成本和经济成本都高于常规固定螺距螺旋桨。主要通过对可调螺距螺旋桨各种常见的液压油及润滑油泄漏的情况进行介绍,并从根本原理上对泄漏原因进行分析,结合实际应用情况提出各种解决桨桨毂润滑油泄漏问题的维修办法。     

敞水舵水动力数值计算及分析

利用计算流体动力学软件CFX,选用有限体积法和RNG k-ε湍流模型对NACA0020型剖面敞水舵和NACA67.1-015型襟翼敞水舵的流场进行了数值模拟,得到其升力系数和阻力系数,并与试验数据进行验证比较,规律吻合性较好,误差在可以接受的范围内。并得出在一定角度下两种舵型的叶面和叶背压力分布情况。本研究对于敞水舵的水动力性能设计提供了新的方法,压力分布在指导舵型的强度设计上也具有重要参考价值。     

船用螺旋推进器制造的公差

近来,由于大家对船舶推进问题的重视,引起了对船用螺旋推进器制造方法进行钻研,有个别先进的造船厂在工程师的指导下进行了一些操作上和技术上的革新,完成了能够符合设计要求的幅变螺距的推进器和机翼截面的推进器的制造工作。基本上改变了过去对推进器制造不关心的态度,这是值得高兴的。为了更进一步的提高技术,以保证满足设计所要求的推进效率,我认为有提出船用螺旋推器制造的公差问题的必     

B型系列螺旋浆新设计图谱的校核和分析

本文根据荷兰水池提供的Ｂ型系列螺旋浆推力系数和扭矩系数的多项式回归方程，计算了设计图谱中涉及的有关数值，对荷兰水池于１９７５年制作的三叶至七叶螺旋浆的４２张ＢＰ１￣１／Ｊ及ＢＰ２￣１／Ｊ设计图谱进行了校核。该校结果显示，所有该系列设计图谱纵标线（螺距比）在制作时都有差错，文中分析了造成图谱差错的原因并给出了该设计图谱所得螺距比与正确螺距比的换算关系式。文中还就最佳直径问题，将新图谱与以前发表的３叶     

推进器的最佳辐向负荷分布的理论与实际

(一)绪言自贝次(Betz)在1919年发表推进器的最佳辐向负荷分布的理论以后,许多推进器设计师都开始注意变螺距对推进器效率的影响,于是各自钻研,想出了各种不同的螺距分布曲线,有的甚至去专利,不准他人仿制。但具有各种不同螺距分布的推进器效率究竟孰优孰劣,很少有定论,所以笔者认为颇有澄清此项认识之必要。     

DOE方法在螺旋桨几何参数优选中的应用

螺旋桨的几何外形是通过螺距、纵倾、侧斜、拱度、弦长、桨叶剖面等几何参数来表达的,这些几何参数影响着整个螺旋桨的水动力、噪声、空泡、振动等性能。定量地给出不同半径处各个几何参数对螺旋桨性能的影响,对螺旋桨的设计有重要的指导意义。论文采用试验设计(Design of Experiment,DOE)的拉丁超立方设计方法,结合螺旋桨定常水动力性能的面元理论预报程序,分别定量地研究了不同半径处的螺距以及盘面比与0.4、0.7、1.0半径处的纵倾、螺距、侧斜对敞水螺旋桨推力系数和敞水效率的影响;同时,结合螺旋桨非定常水动力性能的面元理论预报程序及傅里叶分析方法,定量研究了不同半径处侧斜以及0.5、0.8、1.0半径处的螺距、纵倾、侧斜对螺旋桨主桨叶在给定伴流场中非定常推力的影响。研究结果表明:DOE方法能够准确分析不同径向处的几何参数对定常和非定常螺旋桨性能的影响程度。     

水密型螺距发讯器的工艺研究

螺距发讯器的水密性对于其能否发挥正常功用起着重要作用,本文对螺距发讯器的水密性关键部位进行分析,提出了相应的加工工艺方法。通过螺距发讯器的静动态试验,对螺距发讯器的水密特性进行了验证。     

不同螺距拟合方式对螺旋桨优化效果的影响分析

螺距是船用螺旋桨桨叶重要的几何参数,对螺旋桨水动力性能的影响较大。在螺旋桨优化设计过程中,不同的螺距拟合方式不仅得到的螺旋桨桨叶几何形状的光顺程度不同,而且优化效果也不同。本文以DTRC438X系列桨为母型,结合粒子群优化算法和螺旋桨水动力性能的面元法理论预报程序,以提高螺旋桨敞水效率和限定推力系数值为目标,分别采用B样条曲线和贝塞尔函数拟合螺距方法进行螺旋桨各剖面螺距(桨叶其它参数与母型桨相同)的优化设计。对比两种方法各自优缺点,重点分析优化后螺旋桨的敞水效率、压力分布及环量分布并考虑侧斜的影响。经对计算结果分析表明:两种方法都得到了较好的优化效果,而采用B样条曲线拟合螺距方法的优化效果要优于贝塞尔函数法