专利名称：潜艇舰船前置节能提速的无动力贯流式旋桨技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种潜艇舰船前置节能提速的无动力贯流式旋桨技术，尤其是套装在潜艇舰船舱体的球鼻艏外正前部的无动力或辅助动力的贯流式钻头旋桨，其转子桨叶三维超侧弧斜的叶高、叶宽、叶距的延叶造型参量，随30° 1080°后延周角等参量变大而渐增渐大的转子轮体为一体应力的动平衡旋转外廓为半椭球体的转子结构，定子贯流筒连体内设有环设一周喷流口，转换常规潜艇舰船航行正方向上的兴波阻力为反推动力，从而根本上消除兴波阻力的潜艇舰船节能与超速的旋桨技术。
发明背景
目前，公知的潜艇舰船，在航行时前部往往承受巨大的兴波阻力，阻力严重地限制了速度，尤其随航行加速度的提高还要加倍地奢耗单位航程所需的能量……正是由于这些个原因使得航母、核潜艇、军舰、轮船、游轮等无法再度提速，或提速以大幅度提高能耗才能满足些许的“超”速，即便如此，除少数能够行驶在水面减小阻力的快艇之外，最快的船舶的航速也不过是30 40节而已。发明内容
本发明的目的是在潜艇舰船舱体正前部的球鼻艏外套装有无动力或辅助动力的贯流式钻头旋桨，以其若干桨叶超侧弧斜的叶高、叶宽、叶距的延叶造型参量，随30° 1080°后延周角渐增渐变，形成三维一体化应力的多桨叶互为加强使之具有整个转子的周向载荷均匀、无振动的结构优势，被动或主动地吸收正方向上的海水而旋转，旋转将海水逐以提高水体即时速度到极致，而最终将巨大阻力转换为经定子贯流筒获得的相应地反向喷水推力，实现潜艇舰船节约单位能耗和倍增航速到60 80节的目的。
本发明的目的是这样实现的在潜艇舰船舱体的球鼻艏前部外套套设艏球套(套内与球鼻艏整艏相似模配合，而在套外一周塞有若干只随形刚体的楔子与旋桨定子系刚性结合为一体)，艏球套前有环台凸筒，筒与转子内的中心轴(轴末或设转轴变速齿轮组，轮组输出或输入动力而联接到艏球套前部上发电机发电系统和电动机电动系统)轴系游隙扣合，合内装有推力轴承和径向轴承，而转子桨轮母壳按一至若干倍于在公共短轴上对应短轴的等长轴线定型的半椭球(或圆、抛物曲面的半球)曲面截取成半椭球体的桨轮母壳造型，造型曲面上周侧布有八至若干条全等桨叶，自叶零起始线起沿半椭球面旋设其每个单叶一维视侧斜30° 60°，二维旋布在转子桨叶外廓旋转的半椭球曲面内，面内三维立体性超侧弧斜的叶高、叶宽、叶距延叶造型的参量，随30° 1800°后延周角以及“离心率为O. 05 I的二次曲线”旋转外廓的半椭球，与“离心率为O. 045 O. 9的二次曲线”的各系及系列性造型的衆轮母壳半椭球的两支半椭球的二次曲线叠合的I轴坐标绝对值增大而增大。转子体在半椭球体临近公共短轴辅助线处游隙动静配合于横式圆柱筒结构的定子体的贯流筒(顶上或设有定子调浮翼板)中段内，段内为扩延过公共短轴辅助线后后续的贯流筒内环布八至若干个径向喷流口壁并与艏球套体焊或栓联接一体的挑流(环)坎环体， 构成与转子水道游隙动静续流的八至若干个喷流(环)口。这样，当潜艇舰船按照常规速度航行运转正常，安装在球鼻艏体艏球套上的无动力旋桨(呈多桨叶互为加强实现周向载荷均匀、无振动整体应力的结构特征，其应力体因桨叶的三维超侧弧斜，随贯流筒过流逐渐渐对被、主动吸收水体加压，不仅具备了“渐增渐大”的通流水道，而且叶高、叶宽、叶距延叶造型的参量还要随30° 1800°后延周角增大而增大,如此，既将潜艇舰船航向上的海水整体贯流被压性分水而来，更因旋浆中循序贯流之水在原本巨大兴波阻力强压之下而使转子被动旋转，所有贯流来水都在转子水力半径值愈来愈大下逐渐获得愈来愈大的即时速度而转换阻力为动力，最后从射流的喷流口处获得与兴波阻力能量级基本相当的反向推力提供了科学性的前提)便可吸收这个航速下本应作用在球鼻艏上的兴波阻力，其相当于在航向上以航速之势“钻”向海水，桨叶因被动地吸收正方向上的海水而旋转，旋转即将海水阻力转换成旋水向后的动力(假如改造目的不是为了提高航速，则动力也可用来发电，发电用去节省原舰船常规螺旋桨的耗能，或予以蓄电储存，而当急需临时提高航速之时，又可以变换发电机功能为电动机或可终止发电机励磁发电而另外启电动机向转子旋转的工作方向施加动力)，这使球鼻艏前方所受的兴波阻力借助旋桨被动的旋转而转换成逐以提高贯流向后水体的在转子水力半径愈来愈大下的即时速度和即时压力，水体随喷流口即时速度的稳定，对喷流(环)口的定子施加与兴波阻力相等的等能量级的压力势能(桨叶前的海水借助潜艇舰船航行的兴波阻力被动流，因海水沿超侧弧斜的桨叶不断地“吸一压”续流，所流接近定子喷水口时兴波阻力被动流便进入贯流筒里，都要受到由桨叶水力半径循序增大而使水体在桨叶末端上的切向速度惯力……水体不断地接力射出喷流口)，经定子喷流口反向喷水施加给潜艇舰船相应地的推动力，力用于在原潜艇舰船稳定的航速标准之下额外地施加推力，当然是具有了原航速基础上约提速20 50%的现实意义，从这个意义上讲, 本发明配装后的单位能耗与常规潜艇舰船等谏之下的的单位能耗比较节能提高50、80% 左右。一个球鼻艏宽为20m的潜艇，配置的旋桨转子中，若桨轮母壳“离心率为O. 611的二次曲线”旋转半椭球体与桨叶“离心率为O. 735的二次曲线”旋转动平衡旋转外廓半椭球体叠合造型的话，倘在设计148km/h速度之下，其贯流筒被动贯流的水总量约为7500m3/s，如此巨量的喷流水，环射向后于整个潜艇舱体四周，喷流口后的超高速喷射水(速度至少高达 41m/s)，喷水在艇体上下左右四面形成“喇叭”流，流“筒”将潜艇体表与高压海水分开的同时又反向作用于海水对喷流口产生巨大推力，而无论潜艇速度快慢和下潜深浅，其被动吸水口面积上的兴波阻力和艇体表面摩擦阻力都必然被转子超效率地转换成了相应大小的喷射势能，势能正功化对应形成了反推潜艇前进的动力。关于所配置本发明旋桨所能转换兴波阻力为动力的创新点，这里尤其形象一点的表述是；安装在潜艇舰船球鼻艏前的旋浆， 是巧制了螺旋“尖刃”式顺势剪切的“钻头”，钻头被动或主动地切入到海水的“微阻力墙” 之中，并且转子内水流赋有循序必生的转子水力半径下桨叶末端即时速度的蓄势压力极效正功化喷射反推式“钻效”的能力，而决不是象常规螺旋浆那样把那么钝头钝脑的大“舰头” 蛮制成球鼻艏的“刀背”式横加蛮力“挤”进海水的“强大阻力墙”里，更何况常规桨叶常常 “空转”的有“汽”无力——此为本发明的“旋桨钻头效应”工作原理。
由于采用了上述方案本发明实现了潜艇舰船的球鼻艏前套装前置贯流式无动力旋桨的节能、提速技术上的新突破，实现了潜艇舰船倍增航速到60 80节的目的， 尤其是在大大地提高了被改造潜艇舰船的航速20 50%的同时，还比照常规潜艇舰船单位航程节能率提高50 80%。
下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。
图1，是本发明的第一个实施例的潜艇舰船前置贯流式无动力旋桨的主视图；图 2，是图1的i_i侧剖示意图；图3，是图2的i1-1i侧视剖面示意图。
图4，是本发明的贯流式无动力旋桨轴联齿轮变速电动或发电系的第二个实施例 的侧剖示意图。
图中1、在一至若干倍于短轴的长轴定型的椭球(或圆、抛物)曲线的旋桨半椭球 体造型，造型为转子八至若干桨叶以“离心率为O. 05 I的二次曲线”旋转外廓半椭球体， 体与桨轮母壳相对应以“离心率为O. 045 O. 9的二次曲线”外廓旋转的半椭球体两叠合， 在桨叶旋转外廓与桨轮母壳之间，桨叶自叶零起始线起，叶高、叶宽、叶距的延叶造型参量， 随30° 1080°后延周角渐增渐变和“旋转二次曲线”参考的y轴坐标绝对值增大而增大 的浆叶一体化应力的铸钢或铸钢件拼组而成的的桨叶(简称桨叶)；2、桨叶环布旋转外廓 为半椭球体次高纬度的零高、零宽、匀距起始线(简称叶零起始线)；3、旋桨贯式吸流的半 椭球转子体后游隙动静配合的水流聚压喷流水口置定，于微挑流挑流坎体环外筒续流流线 结构的定子贯流筒(简称定子)；4、浆叶渐宽渐斜水道(简称浆叶水道)；5、常规潜艇舰船； 6、桨轮母壳；7、转子径、轴向的双轴承主轴一体化轴承外架系(简称轴承外架系)；8、推力 轴承(被动)系；9、径向轴承系；10、定子环台(闭腔备装发电机室)“凸”起轴承外架系内 承轴心筒腔、腔室(简称环台凸筒)；11、转子的轴承筒“凹”外架中心轴系(简称中心轴)； 12、前顶设有椭球凸面的定子环台凸筒，后椭球内腔与球鼻艏外表整体相似模形配合的艏 球套(简称艏球套)；13、无动力旋桨转子轴传输主、被动电动动力或发电输出的兼有发电 并兼有辅助电动动力的齿轮组合变速系(简称变速发电系)；14、微挑流环布状喷流喷射口 (简称喷流口)；15、环坎外承滚子轴动系(简称滚子系)；16、微挑流环定子内承轴动坎(简 称挑流坎)；17、定子喷流口体连挑流坎环与艏球套配置间隙随形紧固的楔子(简称楔子)； 18、常规舰船的球鼻艏体(简称球鼻艏)；19、桨叶被动入水流；20、铸钢或铸钢拼组的螺旋 浆转子桨叶、桨轮母壳、转子轮体、坎外径向滚子以及结合轴心转轴、内推力轴承系、径向轴 承系三维混一一体化应力的桨叶旋转轮廓为椭球冠体，体或以公共短轴对称线为转子造型 单元扣合分界线，设贯流式无动力旋桨定子喷流口环楔塞楔子于艏球套上或后联置倒椭球 台转子段，以游隙置入贯流筒内的转子(简称转子)；21、常规舰船舱壁或舰艇体(简称舱 体)；22、被、主动吸水道前被动(或主动)吸水区(简称道前吸水区)；23、贯流筒定子系、 椭球冠(台)体转子系的椭球公共短轴对称线(简称短轴对称线)24、被(主)动吸水整口 定、转子游隙动静旋转通流的贯流筒(简称贯流筒)；25、以其转子实际吸水口面积设计需 要的随定子贯流筒前后移动或确认定子始吸口位置的被动或主动吸水口(简称吸水口)； 26、无(辅)动力旋桨(简称旋桨)；27、公共短轴线；28、等长轴线；29、可调节喷流角度的 喷射口板壁(简称喷流口壁)；30、闭腔备装发电机室(简称备机室)；31、桨轮母壳后向滚 子环口缘(简称环口缘)；32、楔铆钉；33、胶结填缝层；34、内备(用)置主动系推力轴承； 35、输电线；36、定子调浮翼板；37、翼延弧卡板；38、翼加强板。具体实施方案
在图1中，正圆形的定子3体贯流腔24内，均匀地每绕旋延设202. 5°的十六条 “三维超侧弧斜”的桨叶1，自叶零起始线2，构成十六条浆叶水道4唯以同心圆圆心为对称 中心的正圆形旋桨转子20而一体化应力的游隙动静配合在定子3的贯流筒24内构成正圆 形吸水口 25的旋桨26结构。
在图2中，旋桨26的转子20的桨轮母壳6呈半椭球(“离心率为O. 611的二次曲 线”旋转半椭球体)状，其内腔左顶里设有中心轴11与艏球套12左顶上的定子环台凸筒10 动静结合，结合在其间的轴向的推力轴承8和径向的径向轴承9上；桨轮母壳6上下全对称 的“三维超侧弧斜”桨叶1，构成自左侧顶上的叶零起始线2起叶高、叶宽、叶距(浆叶水道 4)的延叶造型参量，随“离心率为O. 735的二次曲线”旋转(动平衡旋转)半椭球体外廓渐 增渐大的转子20 ;转子20的半椭球体与桨轮母壳6半椭球等长轴线28，而共短轴线27的 主体的右侧的定子3体向后全对称设喷流口 14 ;的喷流口 14环设在微喇叭环形的挑流坎 16之上为一体，其挑流坎16向左过公共短轴线27伸入桨轮母壳6环口缘31内，内设滚子 系15 ;定子3的顶上水平设有定子调浮翼板36为一体的贯流筒24内以转子20的十六条 浆叶水道4为无动力旋桨26的被、主动吸水口 25。
在图3中，艏球套12内腔与球鼻艏21外表整体相似模形配合成套，套外由楔子17 塞填一周等或不等间隙与正圆形内环面的挑流坎16装配性结合，挑流坎16圆环体外匀设 十六径向喷流口壁29构成十六个环布喷流口 14，壁29与定子20外的贯流筒3为一体同心 圆的无动力旋桨26及与球鼻艏21安装配置系结构。
在图4中，是在图2全同结构的艏球套12顶上的定子环台凸筒10腔内的闭腔备 装发电机室30内装有变速发电系13和内备置主动系推力轴承34的无动力旋桨26兼有发 电或兼有辅助电动的主、被动旋桨26结构。
权利要求
1.一种潜艇舰船前置节能提速的无动力贯流式旋桨技术，其特征是在常规潜艇舰船(5)的球鼻艏(21)前部外套套设艏球套(12)，艏球套(12)前有环台凸筒(10)，筒(10)与转子(20)内的中心轴(11)，轴(11)系游隙扣合，合内装有推力轴承⑶和径向轴承(9)，而转子桨轮母壳(6)按一至若干倍于公共短轴(27)的等长轴线(28)定型的半椭球或是圆、 抛物曲线半球式曲线截取而成，半椭球体的桨轮母壳(6)外周侧表面勻布八至若干条全等桨叶(1)，桨叶(I)自叶零起始线(2)起沿桨轮母壳(6)半椭球面相对侧斜30° 60°在转子旋转轮廓的半椭球曲面内三维超侧弧斜的转子(20)轮体，轮体构成桨轮母壳(6)与桨叶(I)旋转外廓两支半椭球的二次曲线叠合造型特征，以桨轮母壳(6)上所设有的桨叶(I) 构成八至若干个全等的螺旋流线形渐宽水道构成转子(20)体；转子(20)体的半椭球体临近公共短轴线(27)游隙外套定子(3)体的贯流筒(24)，筒(24)段为扩延过了公共短轴辅 (27)后续于筒内环布八至若干个径向喷流口壁(29)与艏球套(12)体焊或栓联一体的挑流坎(16)环体构成与桨叶水道(4)游隙动静续流的八至若干个喷流口(14)的无动力贯流式旋桨(26)结构和创新工作原理。
2.根据权利要求1所述的无动力贯流式旋桨技术，其具体特征是正圆形的定子(3) 体贯流腔(24)内，均匀地每绕旋延长若干角度的十六条“三维超侧弧斜”的桨叶(1)，自叶零起始线(2),构成十六条衆叶水道(4)唯以同心圆圆心为对称中心的正圆形旋桨转子(20)而一体化应力的游隙动静配合在定子(3)的贯流筒(24)内构成正圆形吸水口(25) 100022002. 4的前置旋桨结构。
3.根据权利要求1所述的无动力贯流式旋桨技术，其具体特征是旋桨(26)上转子 (20)的桨轮母壳(6)为“离心率为O. 045 O. 9的二次曲线”旋转半椭球体，其内腔顶里的中心轴(11)与艏球套(12)顶上的定子环台凸筒(10)动静结合，结合在轴向的推力轴承 ⑶和径向的径向轴承(9)上；桨轮母壳(6)全对称的“三维超侧弧斜”桨叶(I)，构成桨叶(I)自叶零起始线(2)起沿半椭球面旋设其每个单叶一维视侧斜30° 60° ,二维旋布在转子桨叶外廓旋转的半椭球曲面内，面内三维立体性超侧弧斜的叶高、叶宽和浆叶水道⑷ 的延叶造型参量，随30° 1800°后延周角以及“离心率为O. 05 I的二次曲线”外廓动平衡旋转的半椭球曲面，与“离心率为O. 045 O. 9的二次曲线”的各系及系列性造型的浆轮母壳半椭球的两支半椭球的二次曲线叠合曲面上的y轴坐标绝对值增大而增大的转子 (20);转子(20)的半椭球体与桨轮母壳(6)半椭球体等长轴线(28)，而在共短轴线(27)的后侧的定子(3)体向后全对称设八至若干个喷流口(14);喷流口(14)环设在微喇叭环形的挑流坎(16)之上为一体，其挑流坎(16)过公共短轴线(27)之前伸入桨轮母壳(6)的环口缘(31)内，内设滚子系(15);定子(3)的顶上水平设有定子调浮翼板(36)为一体的贯流筒(24)内以转子(20)的十六条浆叶水道(4)为无动力旋桨(26)的被、主动吸水口(25) 的无动力前置旋桨结构和技术。
4.根据权利要求1所述的无动力贯流式旋桨技术，其具体特征是艏球套(12)内腔与球鼻艏(21)外表整体相似模形配合成套，套外由楔子(17)塞填一周等或不等间隙与正圆形内环面的挑流坎(16)装配性结合，挑流坎(16)圆环体外匀设十六径向喷流口壁(29)构成十六个环布喷流口(14)，壁(29)与定子(3)外的贯流筒(3)为一体同心圆的无动力旋桨(26)及与球鼻艏(21)旋桨反推的定子(3)的顶上水平设有定子调浮翼板(36)为一体的贯流简和喷流口无动力或辅动力前置旋桨结构。
5.根据权利要求3所述的无动力贯流式旋桨技术，其具体特征是是在艏球套(12)顶上的定子环台凸筒(10)腔内的闭腔备装发电机室(30)内装有变速发电系(13)的无动力旋桨(26)和内备置主动系推力轴承(34兼有发电或兼有辅助电动的无动力或辅动力前置旋桨技术。
6.根据权利要求1所述的无动力贯流式旋桨技术，其具体特征是“安装在潜艇舰船球鼻艏前的旋浆(26)，是巧制了螺旋‘尖刃’式顺势剪切的‘钻头’，钻头被动或主动地切入到海水的‘微阻力墙’之中，并且转子内水流赋有循序必生的转子水力半径下桨叶末端即时速度的蓄势压力极效正功化喷射喷射反推式‘钻效’的能力，而决不是象常规螺旋浆那样把那么钝头钝脑的大‘舰头’蛮制成球鼻艏的‘刀背’式横加蛮力‘挤’进海水的‘强大阻力墙’ 里”的旋桨钻头效应工作原理。
全文摘要
一种潜艇舰船前置节能提速的无动力贯流式旋桨技术，是套装在潜艇舰船舱体球鼻艏外正前部的无动力或辅助动力的贯流式旋桨，其转子桨叶三维超侧弧斜叶高、叶宽、叶距的延叶造型的参量，随30°～1080°后延周角以及浆轮母壳与桨叶动平衡旋转外廓的两支半椭球的二次曲线叠合的y轴坐标绝对值增大而渐增渐大的转子；定子贯流筒顶上水平设有定子调浮翼板为一体而后连体内设有环设一周的喷流口。本发明是可转换常规潜艇舰船正方向上的兴波阻力为航行动力，从而根本上消除兴波阻力的潜艇舰船节能与超速的无动力或辅动力前置旋桨技术。
文档编号B63H1/14GK103043197SQ20121056649
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月25日 优先权日2012年12月25日
发明者管理 申请人:管理