一种减阻节能型舵叶的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种减阻节能型舵叶，属于船舶领域。
【背景技术】
[0002]船舶作为交通运输中载运量比例最大的载运工具，节能效果的好坏对国民经济的影响较大，其节能问题的研究已经成为我国国民经济发展中的长期战略任务之一。船舶在运输的过程中，如果在较高的海况下、频率很低的随浪上航行时，极易发生横甩现象，容易受到波浪横向扰动，舵效也易损失。因这种情况频频发生海上事故，造成重大的经济和财产的损失，为避免同类事件的发生，除提高驾驶员的责任心外，还需要充分掌握船的操纵性能。由此可见，研究一种更加简易、实用、有效、投资少、无约束条件、适用于新旧船舶的舵已成为当务之急。船用舵的减阻节能技术能很好的解决这方面的问题，但是，目前对舵的节能和减阻的研究十分有限，现有的装置和技术都是针对船舶自身的操纵性和稳性进行研制和开发的。
【发明内容】
[0003]发明目的:为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种减阻节能型舵叶，通过在舵叶中设置气舱和水舱，当船的航向改变时，通过排水和排气，提高舵的效率。
[0004]技术方案:为实现上述目的，本发明的一种减阻节能型舵叶，包含空心状的舵叶主体，所述舵叶主体两端分别连接顶板和底板形成密封腔，在密封腔中设有气舱和压载水舱，所述气舱与进气管连接，在气舱的外表面设有排气孔，排气孔上设置单向阀，舵内气舱向外排气时，单向阀打开，其余时刻，单向阀处于关闭状态，所述压载水舱与进水管和出水管连接；当船舶直线航行时，舵内压载水舱通过进水管向压载水舱进水，保持航向的稳定性，当船舶需要改变航向，通过出水管向舵外排水，进而减小转舵力矩。
[0005]作为优选，所述舵叶主体通过垂直隔板分别左右对称分隔为左右对称的左密封腔和右密封腔，左密封腔和右密封腔的气舱和压载水舱分别关于垂直隔板对称。
[0006]作为优选，所述左密封腔和右密封腔内均设有若干个相互独立的气舱和压载水舱，每个气舱分别与进气管连接，每个压载水舱分别与进水管和出水管连接。
[0007]作为优选，所述顶板包含舵外顶板和舵内顶板，所述底板包括舵内底板和舵外底板，所述进水管和进气管位于舵外顶板和舵内顶板之间。
[0008]作为优选，所述压载水舱内安装有压力感应器，所述气舱内安装有压强传感器。
[0009]作为优选，船舶在航行过程中，需要转舵改变航向，出水管向舵外排水，压载水舱剩余量为总压载水舱体积的1/3时停止排水。
[0010]作为优选，所述舵叶上设有引流通道，引流通道与排气孔连通。
[0011]船舶在营运过程中，需循环反复的向舵内压载水舱注水和排水，当船舶直线航行的过程中，通过进水管向压载水舱注水，直至压载水舱饱和，通过压载水舱顶部压力感应器传输信号，自动停止注水。如在注水过程中转舵，则自动停止注水，通过出水管向舵外排水。船舶航行过程中，需循环反复的向舵内气舱注入气体和利用排气孔向气舱外排气，在船舶直线航行时，通过进气管向气舱内注入气体，当气舱内压强感应器达到定值时，进气管停止进气。当船舶航线发生变化时，需要利用排气孔向气舱外排气，既可以减少舵在水中受到的阻力，也可以提尚航的效率。
[0012]在本发明中，船舶直线航行过程中，通过进气管向气舱内注入气体，为转舵做好准备。当船舶改变航向时，通过排气孔向舵外排放气体，气泡附着在部分舵表面，减小舵与水的摩擦，进而起到较好的减阻效果。同时，排气孔向外排放气体，可以打散螺旋桨产生的漩涡，减少螺旋桨旋转能量损失。
[0013]在本发明中，在海洋环境载荷作用下，除依靠舵装置的作用，使航向发生改变外，还有舵叶中排出气体与水的相互作用，提高舵的效率。通过舵叶的引流通道向舵叶外排气夕卜，改变舵叶表面的压力分布，增加舵的横向力。通过气舱向外排气，在舵的表面生成微气泡后，含微气泡混合流体较之无微气泡的流体粘性大大降低，使摩擦阻力显著减小；同时，微气泡也影响了边界层内流体的速度分布，加厚来流速度下的边界层厚度，使摩擦阻力减小，减阻效果明显。
[0014]有益效果:与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0015]1、通过舵叶表面的排气孔向外排放气体，可以减少螺旋桨和舵之间的相互干扰。
[0016]2、在舵叶表面加设引流通道后，舵表面的总摩擦阻力基本无变化，粘压阻力则明显减小。
[0017]3、减阻节能型舵叶可以阻止部分涡的形成，减少部分横向力损失。
[0018]4、通过舵叶表面的引流通道作用，减少发生舵空泡现象的可能。
【附图说明】
[0019]图1为本发明的结构示意图；
[0020]图2为本发明的A-A剖面俯视图；
[0021]图3为本发明E-E剖面图；
[0022]图4为本发明H_H尚]面图；
[0023]图5为图1中I的放大图；
[0024]图6为图1中II的放大图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0026]如图1至图6所示，一种减阻节能型舵叶，包含空心状的舵叶主体，所述舵叶主体两端分别连接顶板和底板形成密封腔，在密封腔中设有气舱5和压载水舱6，所述气舱5与进气管9连接，在气舱5的外表面设有排气孔4，所述压载水舱6与进水管8和出水管12连接气舱5压载水舱6压载水舱6进水管8压载水舱6气舱5进气管9。舵叶主体通过扁钢15焊接而成，在舵叶主体焊接多个钢板分隔为气舱5和压载水舱6，在气舱5内安装有压强传感器，在压载水舱6内安装有压力感应器13。
[0027]在本发明中，所述舵叶主体通过垂直隔板7分隔为左右对称的左密封腔和右密封腔，左密封腔和右