一种喷水推进器多级场流管推力提升装置的制作方法

本发明涉及船舶制造业领域，旨在用于提升喷水推进器的推力，进一步提高喷水推进器的效率，降低能源消耗。

背景技术：

现在，利用喷射原理的喷水推进器被广泛使用，主要用在摩托艇、快艇、登陆艇、巡逻艇、鱼雷、潜航器和潜艇上。为了产生强有力的喷射流，这些系统采用了液压发生装置，例如具有轴和叶轮的轴流泵。

一种公知的美国专利no.5871381的喷水推进器具有一个特殊的定子（矫流装置），用于矫直叶轮产生的涡流。这个装置的一端通过轴安装叶轮，而另一端有一个漏斗形喷嘴，喷嘴为单极出口结构。定子的圆锥形本体带有大量的整流叶片。

通常，喷水推进器通过原动机、齿轮箱和轴，驱动叶轮旋转产生喷射流，利用喷射流的反作用力获得航行器推进力。高速射出的喷射流在水的粘性作用下，喷射流边界产生拉力场，驱动水流沿漏斗形喷嘴外壁形成跟随流，随着喷射流流速的增加，跟随流在水的粘性摩擦力下消耗一定的射流动力。

技术实现要素：

本发明的主要目的是生产一种具有充分利用流场能的多级场流管喷水推进器。本发明在不增加轴功率的前提下，充分利用流场能，使推力提升13%以上，进而显著改善能源效率。

实现的工程上的效果是：通过对流场能分析，设计一种多级场流管并将其叠加在喷水推进器的喷嘴处，利用场流管和叶片的水动力特性，使随喷射流产生的跟随流流速大于或等于喷射流流速，实现提升推力的目的。

所提出的实现这一喷水推进器多级场流管推力提升装置包括：一个（也可以是多个）场流管；一组固定在场流管内的翼型叶片。

该喷水推进器多级场流管推力提升装置的特征：在于其拥有沿射流方向形成多曲面收缩型场流管，其入流口径与出流口径比为1.15-1.67之间、其长与入流口径比为0.53-1.26之间。同时，在场流管入流口处布置一组翼型整流叶片，其迎角朝向入流方向，其长与场流管的长比为0.36-0.91之间。另外，该多级场流管通过焊接或紧固件叠加在喷水推进器喷嘴上。

在所述设计结构的一种特殊情况中，前一级场流管外壁与后一级场流管内壁在入流口处构成文丘里特征。

在所述设计结构的一种特殊情况中，场流管叠加在喷嘴上的深度为其长度的0.31-1.0之间。

在所述设计结构的一种特殊情况中，场流管内整流叶片的长度与场流管长度相等或接近。

附图说明

用1张图来解释本发明的实质。图1表示喷水推进器多级场流管推力提升装置正视图。

具体实施方式

图1所示的喷水推进器多级场流管推力提升装置包括：一个喷水推进器喷嘴（1）；一个（也可以是多个）场流管（2），其内壁具有由多曲线组成的曲面流道（3）；一组固定在场流管内的翼型叶片（4），其截面为翼型，叶片迎角朝向入流方向。

场流管（2）通过翼型叶片（4）固定在喷嘴（1）上形成多级喷嘴。

喷水推进器多级场流管推力提升装置的运行如下：射流从喷嘴（1）高速喷出，高速射出的喷射流在水的粘性作用下，喷射流边界产生拉力场，驱动水流沿漏斗形喷嘴外壁形成跟随流，该跟随流与船舶行进时在康达效应下喷嘴外壁形成附壁流合流，合流流经场流管和翼型叶片后与喷射流合流加速喷出，达到提高喷速，提升推力的设计目的。

根据模型试验的结果，所述喷水推进器多级场流管推力提升装置技术效果在不增加轴功率的前提下综合推进效率特性方面增加18%以上，能源消耗得到显著改善。

工业实用性

如上所指出的那样，本发明旨在用于水面、水下航行器应用，针对范围较宽的多种能源船艇和潜航器类型，主要是摩托艇、快艇、登陆艇、巡逻艇、排水型船、滑行船、鱼雷、潜航器和潜艇，尤其在新能源船舶的高效适配推进系统方面具有显著的技术和应用优势。

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