专利名称：舰船用静压喷射式推进系统的制作方法
技术领域：
本技术方案属于泵压喷射领域。
背景技术：
当前各种舰船的推进系统主要是螺旋桨推进。它的主要特点是螺旋桨直径较小率较低，而直径较大时虽然推进效率较高，但又使驱动轴必须适应较大的扭距以及较低的转数，设计上会带来一些问题。此外，舰体也要对抗这种螺旋浆大扭距对其生产的影响，同时还存在空泡噪声，而现在的泵喷推进系统虽然提高了效率并避免了空泡噪声，但存在设计结构复杂，造价远高于相同功能的螺旋桨，同时还存在螺旋噪声及稳定性问题，另个，普通的泵喷系统在中低速航行时效率不如螺旋桨，经济性较差。对于要求高效的普通船舶与安静的军舰，特别是要求隐避性极高的潜艇都不太理想。因此当前需要一种高效快速安静的推进系统。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提高舰船推进系统的效率，并降低其噪声。主要是通过在船体内设“分区式摇摆活塞泵”(申请号200510119729.1)与推力室相结合的方法来实现的，同时在推力室喷口处增设引射器来达到抑制喷流扰动噪声，并在高速喷流时进一步提高推进效率。另外，在舰艇前后的左右两侧船体内分设小喷射系统，并有独立的动力(如电机或发动机等)，通过控制系统控制，可实现超常规机动，例如在零航速时实现左右横移，零航速的原地360°转向，使舰船进出港方便。而对军舰来说可以快速机动规避对方攻击，减短对敌方攻击时间，增加攻击次数和目标数大有好处，因此，这种超常规机动更是生命力和攻击力的倍增器。系统通过阀门调节还可实现倒车。另外，对于潜艇来说，这一系统还可作为疏水系统的主疏水泵，还可作为高压空气系统充气的压缩泵或用来发射武器。当它作为主疏水泵时，由于泵压大，流量大，所以对提高潜艇生命力大有好处；当它作为空气压缩泵时，由于流量大，充气快，而减少在水面的停留时间，提高隐避性。当潜艇以电池作动力，以这一系统低速推进时，由于具有超常规机动能力并特别安静，因此攻击力将十分强大。与普通舰艇相遇将稳操胜卷。另外用于潜艇的机动系统还要在艇前后的上下两侧安装小喷射系统及其动力，以提高潜艇机动力。使用机动系统的另一好处是，省略方向舵与升降舵，减小阻力，提高效率。本系统还能调节主压载水柜中的水来实现潜艇下潜上浮，对节约压缩空气有好处。如果单从提高推进效率和提高船速考虑，则要略去推力室，尽量缩短进水管和排水管的长度，且排水管口应大小可调，由于“分区式摇摆活塞泵”的出水口压力不随外界条件变化影响，所以不同航速时系统都能通过喷口调整达到最佳的推进效率。与超导电磁喷水系统相比，本系统没有巨大的技术障碍，同样可以达到或超过其理论航速(185节)，而且成本低，是一种现实可行的技术方案。另外，由于本系统的压力高，所以可通过增加流速来减小流量，减小喷射水占船体的重量，提高喷水系统的效率。
图1是静压喷射推进系统的整体结构。它采用左右轴对称的结构，并且系统中的左右运动部分的每一点都是轴对对称的。这样可以保证系统工作的稳定性。A和A′点是曲柄摇杆机构的转动轴，B和B′点、C和C′点分别是曲柄摇杆机构运动到最高点和最低点，D和D′点是泵组的一对泵，E点是推力室，F和F′点是进水管，G和G′点是泵轴，H和H′点是出水管。
图2是曲柄摇杆机构中左右曲柄运动到最近距离时的情形。图中虚线是连杆。
具体实施例方式
本系统通过使用左右对称的两个“分区式摇摆活塞泵”(以下简称泵)的两个出口总管分别与推力室连通组成(两个出口总管也可合二为一与推力室连通，也可略去推力室，也可两个出口总管直接与水相通，但不论哪种形式，出水口截面都大小可调)。推力室是一个中间为圆柱形，一边为半球形、另一边为喷口的耐压形容器，喷口大小可调。由于泵的静止和运动部分都采用左右轴对称的结构，所以可以保证稳定工作，另外当泵与曲柄摇杆机构构成的系统工作时，泵的活塞摆动到最左边或最右边时流量最小，而在左右摆动的中点处流量最大，这样水流就会生产一定频率的脉动，不利于系统的安静性。解决的办法是再增加一组如图1的系统，但增加的一组与原先的系统共用一个推力室，这样就可以通过协调使一组流量最大时，另一组流量最小，达到减小脉动的目的。另外还可以再增加几组，以使泵达到耐压极限时通过不同数目的泵组组合来适应不同的功率源，同时泵组的增多对于保证系统的安全性也有好处。本系统由于将功率源的功率全部转换成水的压力能由推力室的喷口喷出，所以推进效率要高于其它系统。
在系统的布置方面，泵组及推力室应在舰艇内部，推力室喷口在尾部并与外部水相通，进水管一部分在内部，另一部分穿过舰体露于外部与水相通，进水口处应设有粗细不同的几层滤网。在每个泵组的每个泵的进水管和出水管之间接入两跟管道，并设两个阀门，平时两个阀门将两个管道关闭。在舰艇推进时，进水管进水，出水管将有压力的水送入推力室由喷口喷出使舰艇前进。当需要倒车时，通过两跟管道和两个阀门的调整，使水从推力室进入泵，从进水管喷出实现倒车。当系统作为潜艇空气压缩泵时，首先应把泵中的水排空，然后把进水管和通向推力室的阀门关闭，泵的进口通向大气，出口通向高压气瓶实现充气。当系统作为潜艇主疏水泵时，应关闭进水口和出水口阀门，开启需要疏水管路和将水排出艇外管路的阀门。潜艇的引射器与推力室一起设于最尾部，并在潜艇轴心处。推力室位于耐压艇体内，喷口露于外部。而引射器位于外部，它是一个与舰体尾部外形相应的喇叭状壳体。它可以是固定的，也可以做成可动的。当潜艇需要零速机动时，将引射器收回，这时其前部与舰体结合平滑过渡并使尾部变短一些，使零速机动时阻力小些。潜艇用的机动系统中，前边的上下左右小喷射系统及动力和后边的上下左右小喷射系统及动力，每侧都应以一定间隔设两个小喷射系统及动力，各上喷射系统产生的推力大小由控制系统统一控制。特别是潜艇下面四个小喷口，它们产生的推力应大于潜艇下潜时的重量与潜艇浮力之间的差，这样既能保证潜艇在水中悬浮时向上机动，同时保证潜艇在下潜或坐沉时主压载水舱调节系统故障时，使潜艇安全浮出水面。为提高系统效率可使泵组的两个大小可调出水口直接与外界水相通。
权利要求
1.本发明要求保护的技术方案的名称是舰船用静压喷射式推进系统。与现有的泵喷推进系统的共同特征是都采用泵使水产生压力从喷口喷出产生推力。本方案的不同之处如下所述，其特征是本方案采用由曲柄摇杆机构控制的完全对称的两个“分区式摇摆活塞泵”组成的泵组(图1)和截面大小可调的喷口(可有引射器)组成的系统。
2.根据权利要求1，其中的泵组可以通过不同数目的组合产生不同的推力。
3.根据权利要求1，系统作为辅助系统时，可通过不同组合，使船舶实现机动，或使潜艇坐沉或故障时能自主浮出水面。
4.根据权利要求1，引射器的出水口大小应与喷口大小调整作相应调整，形状根据不同情况而定。
5.根据权利要求1，系统作为潜艇推进器时，可实现一个系统完成多种功能。
全文摘要
舰船用静压喷射式推进系统，属泵压喷射领域。主要解决舰船推进系统的推进效率、实现高航速(185节)及零航速机动等问题。通过采用“分区式摇摆活塞泵”组与大小可调的喷口组成的系统实现上述目的。主要用于各型船舶、军舰，潜水艇等。使用本系统能使各型舰船实现高速航行，缩短航运周期，提高航运效率，并且通过喷口大小的调整实现在不同航速时系统都具有最佳的推进效率。
文档编号B63H11/00GK1817739SQ20051012939
公开日2006年8月16日 申请日期2005年12月7日 优先权日2005年12月7日
发明者夏贤 申请人:夏贤