一种可调式船尾截流/压浪节能装置的制作方法
本发明涉及船舶尾部节能附体领域，尤其涉及一种可调式船尾截流/压浪节能装置，能够减小船舶航行时的阻力。
背景技术：
随着船舶行业的快速发展，船舶逐渐走向了大型化与快速化的道路。与此同时，船舶对于能源的消耗以及尾气排放对于大气污染的问题变得更加尖锐。新时期，绿色船舶以及实现船舶的节能减排是这个时代的主题。为了实现这一目标，节能船型、节能推进器以及节能附体应运而生。相比于节能新船型和新型高效推进器，节能附体技术是一种成本低廉、效果显著、安全方便的节能选择。
对于拥有固定船型的船舶，目前实现船舶节能减阻的主要措施是在船舶尾部安装节能附体。附体的主要类型包括：艉楔形板(sternwedge)、艉(压浪)板(sternflag)、阻(截)流板(interceptor)以及它们之间相互组合而成的附体。
国外对于尾部附体的研究开始的较早。实验研究表明了截流板对于高性能船舶具有减阻作用，截流板的深度会对其减阻效果产生很大的影响。此间，相关的研究结果还表明：截流板不仅能够达到高速时的减阻效果，还能提高螺旋桨的性能。探究截流板以及压浪板的作用机理，截流板对主要是通过改善船尾鸡尾流，减小尾部兴波阻力，而压浪板不仅能够改善船舶尾部流场，而且还具有优化船舶航行姿态的作用。
技术实现要素：
本发明的目的是为了提供一种可调式船尾截流/压浪节能装置，本发明能够调整船舶的航行姿态，降低船舶的摩擦阻力；能够改善船舶尾部流场，减小船舶尾部出流的能量损耗，降低船舶的兴波阻力。
本发明的目的是这样实现的：包括竖直设置在船尾的截流板、与截流板端部铰接的可伸缩的压浪板、用于调整截流板深度和压浪板长度以及压浪板下反角度的液压泵系统。
本发明还包括这样一些结构特征：
1.截流板伸缩的长度与船长l之间满足：f1(x)＝α1*l，α1为乘积因子，α1的范围是0-0.003％。
2.压浪板的伸缩的长度与船长之间满足：f2(x)＝α2*l，α2为乘积因子，α2的范围是0-0.02％。
3.所述压浪板的下反角范围是：0°-20°。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的优势是该节能装置能够调整船舶的航行姿态，降低船舶的摩擦阻力；能够改善船舶尾部流场，减小船舶尾部出流的能量损耗，降低船舶的兴波阻力，是一种可调式船尾截流/压浪节能装置。
本发明为截流板与压浪板组合而形成的节能附体，可以通过液压泵系统调整截流板的深度以及压浪板的长度和下反角度，兼顾了截流板和压浪板两者的优点，最大程度的优化了船舶的阻力性能，具有一定的创新性。
本发明结构设计简单，成本较低，具有很好的经济性；本发明能够减小船舶航行时的阻力，具有可方便调节的特性，可以调整截流板的深度和压浪板的下反角与长度，并且该装置兼具船尾压浪板与截流板的双重优点。
附图说明
图1a和图1b分别是本发明装置的侧视图和主视图；
图2是传统形式的截流板装置示意图；
图3是传统形式的压浪板装置示意图；
图4是本发明节能减阻机理示意图；
图中所示符号说明：①船体、②截流/压浪节能装置、③截流板深度调节、④压浪板长度调节、⑤压浪板下反角调节、⑥液压泵系统、⑦传统截流板装置、⑧传统压浪板装置、⑨水流、⑩阻力、
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
图1是本发明装置的主视图的侧视图，图2和图3分别表示传统形式的截流板和压浪板，本发明兼具图2和图3两个装置的优点。
本发明由设置在船体①上的截流/压浪节能装置②(尾压浪板与截流板的组合体)和液压泵系统⑥组成，通过液压泵系统来实现长度的伸缩与角度的调节。本发明的截流板的总深度(向下伸缩后的总长度)③与压浪板的长度(向后延长后的总长度)④分别和船长呈一定的函数关系，且函数关系表达式分别为f1(x)＝α1*l、f2(x)＝α2*l，其中l为船长，α1和α2分别为相对应的乘积因子，乘积因子α1和α2的取值范围分别为(0-0.003％)、(0-0.02％)。本发明的压浪板下反角⑤可以进行调节，下反角的取值范围为(0°-20°)。
本发明的作用机理在于:本发明能够调整船舶的航行姿态，减小船舶的纵摇值与吃水深度，降低船舶的摩擦阻力。本发明能够改善船舶尾部流场，降低船舶尾流中的波高与尾迹的宽度，减小船舶尾部出流的能量损耗，降低船舶的兴波阻力。
本发明可以通过液压泵系统调整截流板的深度、压浪板的长度以及压浪板的下反角度。通过对上述参数的调整，可以使船舶达到最好的节能减阻效果，亦可以使该发明装置适用于不同船型的船舶上。本发明相比于图2和图3中的传统截流板装置⑦传统压浪板装置⑧，具有很广泛的适用性。
本发明实现船舶减阻的作用机理见图4，⑨是水流，⑩是阻力，本发明的存在会改变水流原先的运动轨迹，使该装置安装的区域产生涡量，进而会对船尾产生一定的升力
本发明的新型船尾节能装置能够调整船舶的航行姿态，减小船舶的纵倾幅度，减小船舶的吃水深度，进而使船舶的湿表面积变小，降低船舶的摩擦阻力。该节能装置能够改善船舶尾部流场，降低船舶尾流中的波高与尾迹的宽度，减小船舶尾部出流的能量损耗，并最终降低船舶的兴波阻力。该新型尾部节能装置结构及传动装置较为简单，能够降低船舶阻力，降低船舶航行时的能量损耗，达到节能减排的目的，符合国际上绿色船舶的发展要求，是一种具有很大应用前景与市场需求的船舶节能附体。相比于普通的船尾节能装置具有可方便调节的特性，并且该装置兼具船尾压浪板与截流板的双重优点。
技术特征：
技术总结
本发明提供一种可调式船尾截流/压浪节能装置，包括竖直设置在船尾的截流板、与截流板端部铰接的可伸缩的压浪板、用于调整截流板深度和压浪板长度以及压浪板下反角度的液压泵系统。本发明结构设计简单，成本较低，具有很好的经济性；本发明能够减小船舶航行时的阻力，具有可方便调节的特性，可以调整截流板的深度和压浪板的下反角与长度，并且该装置兼具船尾压浪板与截流板的双重优点。
技术研发人员：龚杰;郭春雨;宋科委;吴铁成;孙守超;赵庆新;景涛;林健峰
受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学
技术研发日：2017.05.02
技术公布日：2017.09.22
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