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【螺旋桨设计】


《》 导管桨几何模型的创建 导管螺旋桨的形状是通过二维型值来描述的,但数值模拟需要得到的是导管螺旋桨的三维几何模型,这样 就首先需要将导管螺旋桨的二维型值转化为三维空间坐标。 将桨叶的二维型值转化为三维的空间坐标需要根据螺旋桨桨叶的投影图

所谓导管螺旋桨就是在螺旋桨的外周装上一个固定的导管。导管壁的轴向截面呈机翼形。翼形的凸面 朝向导管的内面,其前端的圆形

边缘朝着鱼雷的运动方向。利用导管可以改变通过螺旋桨的流体速度。 导管分为两种类型:渐扩导管和渐缩导管。 使用渐缩式导管,能使鱼雷获得较大的推力,关于这一点是不难加以说明的,在导管壁上沿轴向截取 一个单元,对其受力情况进行分析(图 8-14)。当螺旋桨工作时,由于其前方水流的收缩,流线便发生偏 斜,因此水流便以一定的攻角流向导管壁的截面,根据机翼理论可知,在导管的单元截面上便产生升力 和阻力 , 其合力为 。 可将合力分解成两部分, 沿导管轴向的分力 和与轴线方向相垂直的分力 , 的 对整个导管而言,各部分的分力 互相抵消了。它们只对导管起压缩效应。而整个导管各部分分力 总和则形成导管螺旋桨的附加推力,因此这种导管螺旋桨的推力大于无导管螺旋桨的推力。

图 8-14 导管上的作用力 由于使用渐缩导管,增加了流经螺旋桨盘面的水流速度,由理想推进器的效率公式可知,这将提高螺 旋桨的效率。 导管与螺旋桨之间的间隙不大,因此导管阻止叶梢处吸力面和推力面上的压力趋向平衡,从而可降低 叶片的尖端损失。 由于导管中的水流垂直于螺旋桨的盘面,所以可以消除螺旋桨的斜向绕流。 另一种导管是渐扩式导管,它减小了通过螺旋桨的水流速度。增大了该处的流体压力,从而能推迟空 泡的过早形成,减小了鱼雷自身所产生的噪音,或相应地允许提高发动机的工作转速。这类导管与渐缩式 导管相反,通常产生一个相反方向的附加推力。例如英国“鯆鱼”鱼雷便是采用了这种渐扩式的导管。 显然,导管螺旋桨较之无导管螺旋桨结构复杂,导管本身具有一定的摩擦阻力及形状阻力等,在设计 中应全面考虑。目前,导管螺旋桨已普遍得到应用。 美国“MK 48”、英国“鯆鱼”、法国“海鳝”等先进鱼雷,都已相继采用了导管推进器。MK 48 的泵 喷射推进器.由导管与一个转子(前)及一个定子(后)组成.鯆鱼鱼雷推进器则由导管及前后两个转于 组成,两个转子是正反转的。


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