一种控制航行器组合操纵面间隙流动的装置的制作方法

本发明涉及的是一种航行器操纵装置，具体的说是控制航行器组合操纵面间隙流动的装置。

背景技术：

船舶、潜艇和飞机等航行器都需要良好的操纵性，良好的操纵性要由性能优良的操纵面来保证。出于满足强度要求或提高操纵性等目的，许多船舶的操纵面设计成组合形式的，即操纵面由两部分或两部分以上组合而成，如水面船半悬挂舵和襟翼舵，潜艇的舵翼组合操纵面和飞机的尾操纵面等。组合操纵面的两部分之间通常存在一定缝隙。在转向的过程中，缝隙中会产生从舵的压力面流向吸力面的流动。而这样的流动会使舵的吸力面发生流动分离现象，产生漩涡，减小操纵面两侧的压力差，从而导致操纵面产生的转向力的减小。

中国专利“一种船舶用舵的整流装置”，公布号cn104875871a，公布日2015.09.02，其公开了一种船舶用舵的整流装置，包括舵角信息接收装置，通过信号电缆与船舶的操作机构相连；控制机构，包括根据舵角信息进行长度计算的模块和控制驱动机构的控制模块；舵与挂舵臂上部垂向间隙具有向前凸起的弧度，舵与挂舵臂下部垂向间隙具有向后凸起的弧度，服务于上部垂向间隙的第一对驱动机构，布置于挂舵臂结构内部两侧；第一对驱动机构带动第一对调整板前后移动，第一对调整板与上部垂向间隙等高度，其末端的第一对柔性接触板将上部垂向间隙封堵住；服务于下部垂向间隙的第二对驱动机构，布置于挂舵臂结构内；第二对驱动机构带动第二对调整板前后移动，第二对调整板与下部垂向间隙等高度，其末端的第二对柔性接触板将下部垂向间隙封堵住。

但是其结构较为复杂，寿命低，效果也不尽如意。并且在一段时间后容易失效维护也较为困难。其结构相对在舰艇领域，尤其是军事舰艇领域并不实用。

技术实现要素：

针对背景技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种能够抑制操纵面的流动分离现象，从而提高航行器的操纵性能的控制航行器组合操纵面间隙流动的装置。

为了达到上述目的，本发明设计的控制航行器组合操纵面间隙流动的装置，包括舵前段和舵后段，舵前段和舵后段之间设有间隙；其特征在于：所述间隙之间设有阻流面，所述阻流面为柔性隔水材质，所述阻流面与舵后段等高；阻流面的其中相对的两侧分别与舵前段和舵后段可拆卸连接，且连接处位于舵前段和舵后段的中截面；当达到最大舵角时阻流面完全展开。

优选的，所述舵前段和舵后段沿高度方向设有卡槽，所述阻流面的其中相对两侧均连接一嵌块，所述嵌块与卡槽卡接。这样，通过嵌块和卡槽的可拆卸卡接实现了阻流面的维护便利性，同时卡槽和嵌块也更加利于生产加工。

进一步优选的，所述嵌块的材料为不锈钢。

进一步优选的，所述嵌块的横截面为梯形，所述卡槽与所述嵌块适配。

进一步优选的，每个所述嵌块由两个截面为直角梯形的半嵌块组成，阻流面安装在两个半嵌块的直腰之间。

再进一步优选的，两个半嵌块通过螺钉连接，其中一个半嵌块设有平行底边的沉孔，另一个半嵌块设有螺纹孔。

优选的，所述最大舵角小于等于35°。

优选的，所述舵前段和舵后段组成共翼型舵。

优选的，所述阻流面为橡胶复合尼龙布。

本发明的有益效果是：本发明能够有效的控制组合操纵面间隙的流动，改善操纵面周围的流场情况，减缓流动分离的发生，显著提高大舵角时的舵效，提高航行器操纵性；能使操纵面的失速角增大，有效缩短航行器回转半径，提高航行器航行的安全性；易于对现有操纵面进行改装，而无需对操纵面进行重新设计。

附图说明

图1为本发明的剖面图

图2为本发明中前梯形柱的横剖面图

图3为本发明在0°舵角时的间隙处剖面图

图4为本发明在最大舵角时的间隙处剖面图

图5和图6分别为未使用本发明和使用本发明后舵周围流场情况示意图

图中：舵前段1、舵后段2、阻流面3、卡槽4、嵌块5、半嵌块6、钉7、沉孔8。

具体实施方式

下面通过图1～图6以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、图3和图4所示，本发明设计的控制航行器组合操纵面间隙流动的装置，包括舵前段1和舵后段2，舵前段1和舵后段2之间设有间隙；所述间隙之间设有阻流面3，所述阻流面3为柔性隔水材质，所述阻流面3与舵后段2等高；阻流面3的其中相对的两侧分别与舵前段1和舵后段2可拆卸连接，且连接处位于舵前段1和舵后段2的中截面；当达到最大舵角时阻流面3完全展开。

再如图3和图4所示，所述舵前段1和舵后段2沿高度方向设有卡槽4，所述阻流面3的其中相对两侧均连接一嵌块5，所述嵌块5与卡槽4卡接。这样，通过嵌块5和卡槽4的可拆卸卡接实现了阻流面3的维护便利性，同时卡槽4和嵌块5也更加利于生产加工。优选的，所述嵌块5的材料为不锈钢。嵌块5可以紧密的插入卡槽4中，将阻流面3的前后两端分别固定在舵前段1和舵后段2靠近组合操纵面缝隙处。

如图2所示，作为优选方案，每个所述嵌块5由两个截面为直角梯形的半嵌块6组成，阻流面3安装在两个半嵌块6的直腰之间；两个半嵌块6组成的嵌块5的横截面为梯形，所述卡槽4与所述嵌块5适配。

优选的，两个半嵌块6通过螺钉7连接，其中一个半嵌块6设有平行底边的沉孔8，另一个半嵌块设有螺纹孔。

优选的，所述最大舵角小于等于35°。

优选的，所述舵前段1和舵后段2组成共翼型舵。

优选的，所述阻流面3为橡胶复合尼龙布。

舵角为0°时，如图3所示，阻流面3在缝隙中处于松弛的状态。舵角达到最大舵角35°时，如图4所示阻流面3被拉伸至完全伸展。在整个舵角范围内，阻流面3均可以有效的阻止间隙中的流动，使得吸力面的流动分离得到抑制，从而提高舵效。由于阻流面3面积相对于舵面积很小，阻流面上的压力也较小，不会超过舵升力的五十分之一。

图5和图6分别为未使用本发明和使用本发明后舵周围流场情况示意图。本发明阻止了操纵面舵翼之间缝隙中从舵的压力面流向吸力面的流动，从而改善舵周围流场，减缓了舵背面在对现有的组合操纵面进行改装时，只需要分别在舵前后段靠近缝隙处开卡槽即可安装阻流面，对间隙流动进行控制，而不需要重新对舵进行设计。

本领域技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不以限制本发明，凡在本发明的精神和原则下所做的任何修改、组合、替换、改进等均包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种控制航行器组合操纵面间隙流动的装置，包括舵前段和舵后段，舵前段和舵后段之间设有间隙；其特征在于：所述间隙之间设有阻流面，所述阻流面为柔性隔水材质，所述阻流面与舵后段等高；阻流面的其中相对的两侧分别与舵前段和舵后段可拆卸连接，且连接处位于舵前段和舵后段的中截面；当达到最大舵角时阻流面完全展开。本发明能够有效的控制组合操纵面间隙的流动，改善操纵面周围的流场情况，减缓流动分离的发生，显著提高大舵角时的舵效，提高航行器操纵性；能使操纵面的失速角增大，有效缩短航行器回转半径，提高航行器航行的安全性；易于对现有操纵面进行改装，而无需对操纵面进行重新设计。

技术研发人员：翟朔;刘志华;骆飞洋
受保护的技术使用者：中国人民解放军海军工程大学
技术研发日：2019.05.30
技术公布日：2019.08.20