偿导管——投资少效益好的高船节能新技术

八十年代初,联邦德国许内克罗特教授根据船舶航行时水流为船体分割,船尾处发生明显分离这一早已为人们司空见惯的流体力学现象,设想在船体尾部螺旋桨前,螺旋桨轴的上方加装由两半圆环组成的导管,其横断面为机翼型,半环直径约为螺旋桨直径的一半,许内克罗特教授将它称为“补偿导管”,可用来减少船尾处的水流分离现象,加速螺旋桨上部的水流流速,使螺旋桨进流均匀,从而提高螺旋桨推进效率,降低主机燃油消耗,取得节能效果。在船模试验取得成功基础上,1984年3月联邦德国“鲁道尔夫·奥夫     

渔业研究船Solea号用LDW直流推进电动机

Solea号渔业研究船拥有低噪声推进系统,主螺旋桨由一台LDW公司的直流电动机驱动,输出功率950kw,转速225．250rpm。为了保证低噪声水平,该推进电动机用增大的铁轭弹性安装在船舶的底座上,并且与主推进轴弹性耦合。电机水冷布置,完全封闭,在低负载运行期间风机转速会降低,因此空气噪声进一步降低。     

新型船舶动力装置

表面驱动 传统的螺旋桨与桨轴都浸没在水中。表面驱动装置只有螺旋桨的桨叶浸入水中。桨轴及其支架都在水面上,它们不再产生附加阻力,而且改善了流经螺旋桨的水流,螺旋桨的工作效率大大提高。尽管二百年前发明的第一个螺旋桨以及此后密西西比汽船上的明轮都属于表面驱动一类,但并非为了提高推进效率,而是因为还未发明有效的轴封装置。 为了把表面驱动原理付诸实用,Arneson Drive在技术上实现了突破。该系统在尾构架后     

水面舰艇机械装置中有关推进,电气和辅助系统发展的评述（一）

本文评述水面作战舰艇的推进、辅助和电气装置的发展,探讨系统综合特点,使之对有关工作有一个总的概念。此外,还探讨了推进和舰船辅助系统用的原动机。装置的经济性,特别是在部分功率时的经济性,以及对热和噪声特性已受到日益关注。燃气轮机是推进的动力源,但是柴油机—燃气轮机也加入了舰船辅助系统用原动机的行列。在机械分布很散或空间局限的地方可选用电力传动。反转电动机或反转齿轮装置可提供倒车动力,而不会有可调螺距螺旋桨的低效率。传动部件的改进,包括表面硬化的齿轮和复合材料的轴系,将提高功率密度。与反转螺旋桨配套的轴系部件可大大地改善推进系数。辅助机械的发展受到要求改进性能、组装成简便轻小的组装体以及降低设备和运行成本需求的推动。这样,促进了开发与适应新材料和新设计方法,例如复合结构、回转式的螺杆泵与压缩机、变速几何机构以及气体用和水处理用分子筛和膜分离等。通风系统的要求将会扩大并同集中保护的新需求结合。舰船运行用发电和配电系统将反映电负荷日益增长的非线性特性。研制工作将强调可提高耐久性和能效的系统布置中的动力品质和动力连续性。从推进动力演变的舰船辅助系统动力、系统和元器件等级的功率不间断性以及变速辅助电动机传动均反映了这些趋势。     

美舰艇供电系统和装置的发展

电最早在美国海军舰艇上的应用是在1883年“特伦顿”号巡洋舰上的13.2kW、110V的直流并激发电机.交流电在美海军中的第一次应用是在1913年“木星”号运煤船的交流推进试验装置上,该船的一台交流汽轮发电机供电给带动螺旋桨轴的线绕式感应电动机,通过改变电动机转子回路的电阻来调速.这个试验装置的成功导致交流电力推进装置广泛应用于美海军的早期舰艇上.     

空间不均匀流场诱发螺旋桨振动的实验研究

[目的]为获得空间不均匀流场诱发的螺旋桨振动随其固有频率的变化关系,进行实验研究。[方法]实验获得两种几何外形相同而材料不同的七叶大侧斜螺旋桨在不同工况下的动应变。实验中的空间非均匀流场由螺旋桨上游400 mm处布置的4阶或6阶尾流窗产生。在尾流窗下游100 mm处布置激光多普勒测试系统,测得流场的轴向速度分布。利用贴在桨叶不同位置的应变片测试系统测得桨叶振动应变。[结果]获得了桨叶振动随螺旋桨转速与尾流窗变化的规律,在均匀来流条件、4阶和6阶不均匀来流条件下,动应变频谱的最大峰值分别出现在轴频、4倍轴频和6倍轴频处。明确了非均匀流场激励下桨叶固有模态对其振动响应的影响,当6倍轴频激励力的频率与塑料桨的固有频率一致时发生共振,桨叶振动的幅度最大。[结论]本研究表明设计人员设计螺旋桨时,除关注其水动力性能外,应考虑其固有频率的影响。     

自由液面对螺旋桨性能的影响

本文采用涡格升力面模型,提供了一个计算自由液面下(不计吸气影响)螺旋桨水动力性能的准定常升力面方法。在桨叶拱弧面上分布离散的涡系和表征桨叶厚度的源系,其未知涡强由满足螺旋桨物面条件、线性化自由液面条件和随边Kutta条件来确定。为了便于计算,对兴波部分简化了计算模型,螺旋桨用无限叶数螺旋桨模型来代替。 利用本数值方法编制的计算机程序,计算了桨轴有限沉深下螺旋桨的水动力特性,并和实验结果进行了比较,两者吻合良好。     

电力推进船舶控制系统的设计与校正研究

在多约束条件下的控制系统中,相位超前校正不失为一种有效的系统修正措施[1]。文章根据相位超前校正原理,在某典型电力推进游船异步电动机带螺旋桨推进控制系统中设计串联有源超前校正装置来满足系统性能要求,并针对具体实例进行仿真验证。     

防止螺旋桨轴漏油系统

由于国际上对防止船舶污染海洋的呼声很高,船舶漏油(包括从螺旋桨轴轴承溅漏滑油)在许多港口都被列入严格防污染条例之内。英国深海密封装置公司现已研制出一种防止从螺旋桨轴向海洋漏油的系统(科斯     

AZIPOD~ CZ无轴推进器——近海船舶的高效方案推力器

正与其他的推力器相比,由于其内置的高效电动机,Azipod CZ是一台独特的可水下安装和拆卸的推力器方案。一台定距螺旋桨直接安装在电动机轴上,省去不必要的机构如齿轮、轴线和轴承,这使得推力器装置能最大限度地响应机械应力和磨损。推力器电机直接通过周围的海水冷却,因此不需要其他冷却装置。     

“克里木”油船的调距桨推进装置

“克里木”油船上的调距桨是为了实现船舶所有运行工况而采用的,包括不改变螺旋桨轴的转向进行机动的工况在內。通过调节桨叶螺距或者是改变螺旋桨转速就可以达到上述各种工况。可以转动桨叶的螺旋桨(简称活叶螺旋桨)和布置于它的毂部空间的转叶机构,是调距桨的基本组件。转叶机构空腔与液压系统沟通,以保证转动桨叶螺旋桨桨毂中一切活动连接支承获得润滑。转叶机构靠设计中称为变距机构的传动进行工作。设有远距离操纵系统以及对它的工作进行监视的系统,一切操纵均可在驾驶桥楼上进行。     

船机桨匹配及数值仿真

对于一个确定船舶的船、机、桨系统,其主机特性曲线、螺旋桨有效推马力曲线和航速在不同的螺旋桨转速下具有特定的对应关系,根据其对应关系和船机桨运行参数、几何参数及其相关性能曲线,可以由任意两个已知数据求得另一个数据以及螺旋桨的推力、桨轴转矩和船舶航行状态。文中根据这个原理,可以实现船机桨之间的匹配。匹配过程中本文采用MMG操纵运动非线性数学模型,参考相关经验公式和数值算法求解运动微分方程,并考虑各种海况对船舶运动的影响,来模拟船舶实际操纵性运动。最后,在VisualC++平台上结合Fortran计算程序,实现船机桨系统的匹配仿真。     

舰船螺旋桨四轴曲面数控加工刀位模拟规划分析

由于传统方法对船舶螺旋桨的加工刀位规划精度不高的现象,提出舰船螺旋桨四轴曲面数控加工刀位模拟规划分析。根据螺旋桨四轴曲面的结构特点,确定螺旋桨的轴向基准,对刀位进行模拟计算,生成数控加工刀位轨迹,以HOOPS为平台,对螺旋桨数控加工进行模拟,实现螺旋桨四轴曲面刀位规划。仿真实验结果表明,数控加工规划法比传统规划方法的螺旋桨加工精度高16.3%,具备有效性。     

快艇轴系设计的几个问题

在分析比较英国劳氏船级社(LR)规范和美国船艇协会(ABYC)有关技术标准的基础上,阐述快艇轴系设计中快艇螺旋桨轴及螺旋桨直径、快艇螺旋桨轴轴承间距、快艇螺旋桨轴的轴系材料、尾管密封装置等要点的具体操作,供设计人员快速理解掌握。     

转速对油膜刚度与螺旋桨轴振动影响研究

通过数值方法研究轴的转速、油膜刚度对螺旋桨轴振动的影响关系,由计算结果得到如下结论:随着螺旋桨轴的转速增加,轴承的油膜动态刚度降低,螺旋桨轴的振动频率降低,且在低速区这种影响关系更为明显。     

一种突破性的船体设计和推进方式

一种据称对所有船只可减少50％功率的突破性船体设计和推进方式业已由CDC Marine公司开发出来。设计的基本思想是采用纵贯船体的隧道和首部“牵引式螺旋桨”。“牵引式螺旋桨”是指桨盘前的来流不受干扰的螺旋桨,也即驱动轴位于产生推力一侧的螺旋桨。     

非均匀来流中加工误差螺旋桨的轴承力数值模拟

[目的]为研究复合材料螺旋桨的加工误差在非均匀来流中引起的轴承力问题,[方法]基于统计法,人为改变螺旋桨主桨叶沿坐标轴平移和旋转等6个自由度方向的加工误差量。在非均匀来流条件下采用SST k-ω模型和滑移网格技术对具有参数误差量的DTMB P4119螺旋桨进行螺旋桨轴承力计算,通过分析,得到螺旋桨各参数加工误差量对螺旋桨轴承力影响的基本规律。[结果]研究表明:随着各自由度方向加工误差量的增加,垂向和横向轴频轴承力呈近似线性增加的趋势,一阶叶频轴承力变化较小;桨叶在直径、螺距方向的加工误差对螺旋桨轴频轴承力影响较大。[结论]所得结果可以帮助准确预报螺旋桨性能,并为提出更为详细的螺旋桨加工精度准则奠定基础,为该领域后续的研究提供借鉴与参考。     

无键螺旋桨的液压联接

船舶螺旋桨与艉轴的联接,以往是依靠桨毂与轴梢锥度间的摩擦力和键来传递扭矩的(图1)。这种联接结构,满足不了传递大功率、大扭矩的需要,而且大尺度螺旋桨使用这种安装方法,劳动强度很大,其可靠性也将随着尺寸的增大而降低。     

基于流固耦合的船舶轴-桨耦合振动特性分析

以研究螺旋桨水动力和离心力对船舶轴-桨组合振动特性的影响为本文的研究目的,基于W o r kbench平台,采用流固耦合有限元分析方法,进行船舶轴-桨组合模态分析。在CFX中计算螺旋桨敞水性能,并在Ansys中将螺旋桨叶面水压力和离心力作为预应力分析轴桨组合振动的固有频率和振型,比较轴系、螺旋桨单独模型和轴-桨组合模型在固有频率上的区别。计算结果表明,轴桨组合的固有频率远远低于轴系和螺旋桨独立模型的固有频率;轴-桨旋转产生的离心力对其固有频率影响不大;螺旋桨在流场中产生的水压力略微提高纵向振动固有频率,但影响很小,在实际应用中可以忽略。     

无键螺旋桨液压安装的初始点

一绪言近年来,国内外新造船舶的螺旋桨几乎均采用无键液压联接方法,这种方法不但提高了螺旋桨的拆装工作效率,而且又可避免:(1)有键联接螺旋桨,因摩擦腐蚀在螺旋桨轴锥体大端的表面上产生发裂现象;(2)键槽周边发生挤碎和裂纹等缺陷;(3)高强度黄铜螺旋桨因对桨毂加热进行拆卸时,桨毂内部将产生较大的残余应力,故易在桨毂表面上出现应力腐蚀裂纹现象。由于无键螺旋桨液压安装在螺旋桨轴上时,其固定配合部位应具有足够的强度,以承受被传递的扭矩,为此,螺旋桨桨毂锥孔表面和螺旋桨轴锥体表面的机械加工要求较高,同时在套合前应用蓝油检查螺旋桨毂孔和螺旋桨轴锥体的配合情况,