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     

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。     

编辑室

在这一期中我们首先登载了王世铨教授所著的“辐向变螺距推进器及其铸造”,在本刊十七期中已登载过一篇类似的文章,读者可联系起来看。由于船模试验已渐被我会各会友们所注意,本刊又介绍了两篇船模试验的文章。“船模自航试验法”是继续着十七期本刊所载“船模伴流之测定及推进器单独试验法”而揭载的,在上一期的“编辑室”中已有说明,此原文是在1932年以前所写的,所以其中有部份并不代表现代船模试验池中所用的方     

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。     

对旋轴流式喷水推进器内部流动数值模拟与分析

在喷水推进器运行时,不考虑改变喷口直径以及转向装置,只有转速以及航速变化对喷水推进器内部流动产生影响.基于计算流体力学方法,以对旋轴流式喷水推进器为对象,并在进水流道底部加入计算所需流场控制体.使用SST湍流模型,对喷水推进器进行相同转速不同航速、相同航速不同转速下的全流道数值模拟,得到首级叶轮进口处、首次级叶轮轴向间隙、次级叶轮出口处和喷口处截面速度与压力分布,从而分析比较推进泵转速以及推进器航速对喷水推进器内部流场的影响.结果表明:航行速度对喷水推进器内部尤其是首级叶轮前后流动产生显著影响,流道内速度变化较大;首级叶轮进口处底部速度最大且对后续流动有影响;在航速不变时,速度分布基本相同,仅在数值上有所变化,单独改变转速并未对喷水推进器内部流动产生较大影响,增加转速使得推进器内部流动趋于稳定;流体流经次级叶轮后,速度与压力分布具有规律性,推进器航速及喷泵转速均不会对其产生较大影响.     

可操纵螺距推进器性能的模型单独试验

笔者几年来,对可操纵螺距推进器的性能进行了研究,曾经以广泛的变化模型推进器叶片的按装角的方法作了单独试验。其中有关四叶推进器的在1951年,有关三叶推进器的在1953年的运输技术研究所讲演会中,发表过其结果。在这里先介绍其中的一部份,提供可操纵螺距推进器性能计算的参考。     

变螺距推进器的制造

解放前多数推进器的设计都采用等螺距与圆背型剖面(叶面是平的,叶背是圆形的)的,因此制造起来比较简单。对制造的要求,主要是面螺距的准确性和叶面,叶背的和顺性,而且一般都是模铸车间的工作,对叶瓣进行加工的很少。解放后由于政府大力发展造船工业,苏联的先进科学技术不断地传来我国,     

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     

侧向推进器水动力性能数值分析与验证

为研究侧向推进器的水动力性能,采用CFD方法以四叶Ka型螺旋桨侧向推进器模型实验为依据进行了仿真验证,结果吻合度高。在此基础上,模拟和分析零航速时不同螺距比、盘面比、通道长度和船艏两侧倾斜角度对侧向推进器流场和水动力性能的影响。结果表明:侧推器通道长度对侧推器效率影响较大,在2D时,效率最高;侧推器进出口处两侧倾斜角度对性能也有影响,船艏水线与侧推器轴线的夹角大则效率高。另外,研究了有航速时,首侧推器受航速影响的规律并分析了侧推器失效的原理。     

基于新型剖面设计的螺旋桨多目标性能权衡优化

利用Eppler方法进行新型抗空泡翼型剖面设计.设计的新型剖面其空泡斗比具有相同设计升力系数和厚度弦长比的NACA66 mod+a=0.8剖面要宽很多.将新设计的剖面用于螺旋桨敞水性能优化,以4个半径处的螺距为设计变量,以敞水效率和多个半径处的最小压力系数为目标函数,利用iSIGHT优化平台对其螺距分布进行优化,以改善其敞水性能,特别是空泡性能.计算结果表明,采用新型抗空泡剖面进行螺旋桨敞水性能优化是有效的.并比较不同优化算法对优化结果的影响.     

可调螺距螺旋桨非设计工况下性能的分析

可调螺距螺旋桨(以下简称调距桨)给推进器设计者提出了非设计工况叶片负荷计算,以及在整个船舶推进系统范围内调距桨综合性能这两方面的特殊问题。本报告考虑到调距桨船舶推进的实际和理论两方面的情况,力图对这些问题的解决有所帮助。首先,重点放在工作在均匀流和变伴流以及在不同空泡情况下调距桨模型空泡水筒试验研究的系列上。本文考虑了叶切面的几何特性,特别是在非设计螺距下切面的畸变。讨论了切面畸变     

调距桨的最大转叶扭矩计算

一、问题的提出调距桨转叶扭矩特性涉及几何学与流体动力学方面一些极为复杂的问题。众所周知,当调距桨桨叶离开了设计螺距后,其剖面就发生了畸变。即使同一转角,不同半径处的叶元体     

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％。     

复合材料螺旋桨尾流场的数值模拟

为了分析复合材料螺旋桨的变形对桨后尾流场分布的影响,利用商业软件FLUENT和ANSYS有限元建立了一种流固耦合方法,基于此方法分析了桨叶变形对螺旋桨压力分布以及尾流场分布的影响。研究结果表明,变形后桨叶两侧压差增大;在螺旋桨尾流场中,变形对各速度分量周向分布的影响随半径增大而增大;在0.9R(R为螺旋桨半径)处,切向速度在变形后减小约30%,轴向诱导速度减小约20%,径向速度增值在0.1m/s内。变形后轴向速度低速度区域增大,径向速度正速度区域增大,叶根处切向速度增大,叶稍处切向速度减小。     

特殊导管螺旋桨桨叶强度校核方法

对新型电力推进装置——电机/螺旋桨一体化推进器进行强度校核方法的探讨。采用分析计算法,计算电机一体化导管桨桨叶在静态负荷下的强度。在保证螺距沿径向分布、厚度沿径向分布的光顺前提下,以等强度方法将桨叶厚度减小,并用Fluent软件数值模拟桨叶厚度减小前后模型的水动力性能,对比发现,其结果误差较小,表明该强度校核方法的可行性。     

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。     

BP-1332型可调螺距螺旋桨

BP-1332型可调螺距螺旋桨装置用在无限制航区的腌鱼鲜鱼拖网渔船上,作为推进装置。该螺旋桨强度符合Л_1冰级要求,自动化程度满足苏联船舶登记局规范 A_2符号的要求。设计螺距下推进器直径为2.45米;毂直径为0.8米;推进轴内径为0.17米;盘面比为0.5;输入功率为1620千瓦。变距机构是液压双作用式活塞,桨叶采用     

空泡对喷水推进器流道脉动压力影响的试验研究

为研究空泡对喷水推进器流道脉动压力的影响,该文以某一轴流式喷水推进器为对象,在空泡水筒中开展脉动压力模型试验研究。为使试验尽可能接近喷水推进器在实船上的工作状态,在空泡水筒上搭建了专用试验台,利用空泡水筒试验段模拟船底水流和推进器进口流道,从而在试验段上方构建喷水推进器旁路试验装置。试验在不同流量及空泡数下进行,通过测量喷水推进器叶轮段流道内壁的脉动压力,并优化测点布置,研究流道脉动压力沿叶轮叶梢弦长方向和周向的分布规律以及空泡的影响。试验结果表明：在叶梢弦长方向上,空泡对流道脉动压力的影响主要集中在0～50%弦长区域;周向脉动压力最大值出现在进口流道及叶轮轴引起的低流速区,而空泡对周向脉动压力的影响也集中在此区域。     

船用导管系有系统试验的结果

总论这工作是以 B 系(B 4-55)推进器置于导管内进行单独试验,而有系统的改变导管形型。与通常有系统变化的推进器系同样的将“推进器+导管”系单独试验结果根据每个导管形型给出它的 K_s—K_m—λ图表。藉图表之助,可直接找出最佳的“推进器+导管”系,同时有可能与无导管的推进器比较效率。讨论于导管推进器处决定传导速度的方法。研究于单独试验“推进器+导管”系所决定的各种参变数影响的重要性。最后,为以涡流理论进行导管中无空泡现象的     

高速船艇推进系统的设计

大、中型船艇设计航速的不断增大向设计人员提出了新的要求,要求选择在整个航行过程中能经济地满足舰艇有关性能要求的推进系统。船体以及推进器的综合水动力特性形成了船艇营运环境下速度-推力间的对应关系。对每一种推进器类型和推进器数量来讲,这样的一种速度-推力间对应关系就要求舰艇应具有某一特定的输入功率和转速。所要求的输入功率和转速与舰艇的航行模式也有很大关系,即舰艇在恒定速度运行、加速运行以及拖带物体运行情况下所需要的输入功率和转速是不同的。大多数船舶采用固定螺距全浸式螺旋桨。水面推进器适用适用于航行速度很高的船舶,而高速航行的大型船舶上越来越多地采用喷水推进器。本文根据全浸式螺旋桨、水面推进器以及喷水推进器第三种推进器的水动力特性来讨论能符合船舶航速要求的主机制动功率（BHP）与推进器转速间的关系。本文列举了一个预报航速、输入功率以及推进器转速等船舶性能的例子,其中包括了发动机特性以及制动功率（BHP）与转速间的关系。本文的后半部分还根据发动机的特性论述了在单体船上分别采用以上三种类型推进器时在功率需求方面所出现的差别。