一种带鳍梢小翼的前缘梳齿型低噪声减摇鳍的制作方法

本发明涉及一种船舶减摇鳍，具体为一种带鳍梢小翼的前缘梳齿型低噪声减摇鳍。

背景技术：

1、船舶在海上航行时，由于受到海浪海风及海流等影响，会产生横向摇摆运动，剧烈的横向摇摆会降低船舶的适航性和安全性，影响船载设备及仪器仪表的正常工作，甚至导致货物撞击损坏，同时会恶化乘务人员的工作和生活环境，为了减少船舶横摇带来的影响，国内外专家学者开展了系统全面的研究，并提出许多有效的减摇措施。目前广泛使用于减小船舶横摇的措施和方法包括舭龙骨、减摇鳍、减摇水舱和舵鳍联合减摇，其中减摇鳍被认为是减摇效果最好的装置。

2、减摇鳍是一种适用于所有船型的能够有效提升升力的减摇装置，它之所以能够产生升力是因为水流在上鳍面和下鳍面的流速不同，两个鳍面会产生压力差，从而产生升力。但是减摇鳍自由端的水流会从高压一侧流向低压一侧，水流在鳍翼梢附近会因为向后流动与向上绕流发生扭转形成翼尖涡流，致使减摇鳍的升力减小，阻力增加，涡流速度越高会使液体产生空化引起鳍面噪声和空蚀，影响减摇效果和航行安全。因此研制新的减摇鳍结构十分必要。

技术实现思路

1、为了进一步增强减摇鳍的减摇效果，提升航行安全，本发明提出了一种一种带鳍梢小翼的前缘梳齿型低噪声减摇鳍，该减摇鳍设计巧妙，结构新颖，通过在减摇鳍前缘布置波纹结构，上鳍面尾缘布置阶梯结构，同时在鳍翼梢加装小翼的方式，达到减小涡流的目的，提高减摇鳍的可靠性，并有效延长使用寿命。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种带鳍梢小翼的前缘梳齿型低噪声减摇鳍，包括减摇鳍，所述减摇鳍前缘布置波纹结构，上鳍面尾缘布置阶梯结构，翼梢上鳍面布置有小翼结构。

4、进一步，所述减摇鳍前缘布置的波纹结构，从外侧面延伸至内侧面，所述波纹结构在在平面布置按照三角函数分布：y＝a×cos(ωx+b)，其中，a为波纹结构的深浅，ω为波纹结构的疏密程度，b为波纹结构的具体起始位置。

5、进一步，所述波纹结构在在平面布置按照三角函数分布：y＝a×cos(ωx+b)中，a取鳍型最大厚度t的5～20％，即a＝5～20％×t，ω取值范围为ω＝0.5～1.5×a。

6、进一步，所述阶梯结构从上鳍面尾缘向前缘布置。

7、进一步，所述阶梯结构长度l为鳍型弦长b的1～5％，即l＝1～5％×b。

8、进一步，所述阶梯结构高度h的取值范围为h＝0.1～0.5l。

9、进一步，所述阶梯结构的阶数取值范围为5～20。

10、进一步，所述小翼结构从减摇鳍本体的前缘分布至后缘，与翼梢上鳍面为一体化固定连接。

11、进一步，所述小翼结构中心直线与水平呈一夹角α＝20～70°。

12、进一步，所述小翼结构厚度δ＝2～10mm。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

14、(1)本发明设计的减摇鳍在前缘布置有波纹结构，能够起到对减摇鳍前缘来流的控制作用，抑制上鳍面前缘空化现象的产生，有效减小鳍面噪声，提升运行稳定性和安全性。

15、(2)本发明设计的减摇鳍在上鳍面尾缘布置阶梯结构，能够增强减摇鳍尾缘水流的附着力，抑制脱落涡的形成，从而减小流动损失，提升减摇鳍的性能。

16、(3)本发明设计的减摇鳍在翼梢上鳍面布置有小翼，能够起到分流作用，减小翼尖涡流速度，减小阻力，提高升阻比，可以提高减摇效果。

17、(4)本发明整体结构相对简单，降低了机械加工的的技术难度，节省制造成本，并提高了经济效益。

技术特征：

1.一种带鳍梢小翼的前缘梳齿型低噪声减摇鳍，其特征在于：包括减摇鳍，所述减摇鳍前缘布置波纹结构，上鳍面尾缘布置阶梯结构，翼梢上鳍面布置有小翼结构。

2.根据权利要求1所述的带鳍梢小翼的前缘梳齿型低噪声减摇鳍，其特征在于：所述减摇鳍前缘布置的波纹结构，从外侧面延伸至内侧面，所述波纹结构在在平面布置按照三角函数分布：y＝a×cos(ωx+b)，其中，a为波纹结构的深浅，ω为波纹结构的疏密程度，b为波纹结构的具体起始位置。

3.根据权利要求2所述的带鳍梢小翼的前缘梳齿型低噪声减摇鳍，其特征在于：所述波纹结构在在平面布置按照三角函数分布：y＝a×cos(ωx+b)中，a取鳍型最大厚度t的5～20％，即a＝5～20％×t，ω取值范围为ω＝0.5～1.5×a。

4.根据权利要求1所述的带鳍梢小翼的前缘梳齿型低噪声减摇鳍，其特征在于：所述阶梯结构从上鳍面尾缘向前缘布置。

5.根据权利要求1所述的带鳍梢小翼的前缘梳齿型低噪声减摇鳍，其特征在于：所述阶梯结构长度l为鳍型弦长b的1～5％，即l＝1～5％×b。

6.根据权利要求1所述的带鳍梢小翼的前缘梳齿型低噪声减摇鳍，其特征在于：所述阶梯结构高度h的取值范围为h＝0.1～0.5l。

7.根据权利要求1所述的带鳍梢小翼的前缘梳齿型低噪声减摇鳍，其特征在于：所述阶梯结构的阶数取值范围为5～20。

8.根据权利要求1所述的带鳍梢小翼的前缘梳齿型低噪声减摇鳍，其特征在于：所述小翼结构从减摇鳍本体的前缘分布至后缘，与翼梢上鳍面为一体化固定连接。

9.根据权利要求1所述的带鳍梢小翼的前缘梳齿型低噪声减摇鳍，其特征在于：所述小翼结构中心直线与水平呈一夹角α＝20～70°。

10.根据权利要求1所述的带鳍梢小翼的前缘梳齿型低噪声减摇鳍，其特征在于：所述小翼结构厚度δ＝2～10mm。

技术总结
本发明涉及一种带鳍梢小翼的前缘梳齿型低噪声减摇鳍，包括减摇鳍，所述减摇鳍前缘布置波纹结构，上鳍面尾缘布置阶梯结构，翼梢上鳍面布置有小翼结构。本发明设计的减摇鳍可以有效控制减摇鳍前缘来流，抑制上鳍面前缘的空化现象，减小鳍面噪声；增强减摇鳍尾缘水流的附着力，抑制脱落涡的形成，减小流动损失；同时减小翼尖涡流，减少阻力，综合提高减摇鳍的稳定性和安全性，并延长使用寿命。

技术研发人员：李国平,章艺,马振来,冯海军,钟焱,赵鑫鑫,陈长盛
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七〇四研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22