抛物线型导流翼的制作方法

本技术涉及一种船舶桨前水动力的导流翼，具体涉及一种船用抛物线型导流翼。

背景技术：

1、水动力节能技术在过去四十年进行了广泛的研究，开发了补偿导管、舵附推力鳍、mewis导管等多种节能装置并广泛应用于实船。近年来，出现了一些新型组合节能装置，如：

2、申请号cn201710152823.x公开的“一种船用前置导流翼”，包括左圆弧翼板、右圆弧翼板和多片导叶。但左圆弧翼板的半径限制在0.4-0.7r(r为螺旋桨半径)内，无法改变0.7r以外的不利流动，且导叶直接与船体连接，破坏了0.4r以内的有利预旋；右圆弧翼板与左圆弧翼板在螺旋桨轴下方未封闭，无法改善桨轴下方0.4r以内的不利流动，因此节能效果受到限制。

3、申请号cn202111325560.0公开的“一种船用螺旋线型导管鳍”，提出了一种导管鳍与流动精细配合的解决方案，通过螺旋线型导管与多片辐射状鳍片的有机组合，显著提高了节能效果。但由于结构形式较复杂，设计、加工、安装具有一定难度，实际应用受到一定限制。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述问题和局限，本实用新型提出一种与船体尾部流动更加匹配、且节能效果明显的抛物线型导流翼，通过抛物线型导流翼与放射状鳍片的合理布局和恰当衔接，实现对船舶尾部流场的明显改良和节能。

2、为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种抛物线型导流翼，由不同开口方向的抛物型导流翼与放射状鳍片有机组合而成，其中，左开口导流翼与右开口导流翼形成的封闭结构，用于加速内部流动；左开口导流翼突出封闭结构的部分，用于改善左弦不利预旋；放射状鳍片用于改善不利预旋、支撑抛物线型导流翼。

3、进一步，所述抛物线型导流翼均分为上、下两个分支，分别位于坐标系不同象限，其中坐标系的定义为：从船尾向船首看，+x轴指向船体右舷，+y轴垂直向上；不同抛物线型导流翼与放射状鳍片相互配合，形成有机的抛物线型导流翼。

4、进一步，从船尾向船首方向看，所述抛物线型导流翼由一组左开口抛物线、一组右开口抛物线及若干鳍片构成，包括焦点位于x轴上、顶点分别位于+x和-x轴上的左开口和右开口抛物线型导流翼及呈辐射状分布鳍片。

5、进一步，顶点位于+x轴的左开口抛物线型主干导流翼，其控制方程为x＝a1y2+b1y+c1；顶点位于-x轴的右开口抛物线型加速导流翼，其控制方程为x＝a2y2+b2y+c2，其中，a1、b1、c1和a2、b2、c2分别为待定常数，且a1<0,a2>0；c1>0,c2<0。

6、进一步，顶点位于+x轴的左开口抛物线型主干导流翼顶点c位于x轴正半轴上，螺旋桨半径设为r，c点与原点o之间线段设为co，co的长度为0.4-0.7r；其上支位于第一、二象限，上支与+y轴的交点分别设为b，b点与原点o之间距离为0.4-0.7r；起始点设为a点位于第二象限，a点与原点o之间线段设为ao，ao的长度为0.5-1.0r，ao与+y轴之间的夹角为15～75°；所述左开口抛物线型主干导流翼下支位于第三、四象限，与-y轴的交点设为d，d点与原点之间距离为0.4-0.7r；末端点设为e点位于第三象限，e点与原点o之间线段设为eo，eo的长度为0.5-1.0r，eo与-y轴之间的夹角为15～75°。

7、进一步，位于船体左舷的右开口抛物线型加速导流翼顶点h位于-x上，h点与原点o之间线段设为ho，ho的长度为0.4-0.8r，其上支位于第二象限，起始点设为i点，i点与原点o之间线段设为io，io的长度为0.4-0.9r，io与+y轴之间的夹角为10～50°；其下支位于第三象限，末端点设为j点，j点与原点o之间线段设为jo，jo的长度为0.4-0.9r，jo与-y轴之间的夹角为10～50°其中，r为螺旋桨半径。

8、进一步，所述放射状鳍片以螺旋桨轴线为中心，向外侧呈放射状分布；第一象限和第四象限内设有至少两片预旋支撑鳍片，靠近原点的一端与船体连接，远离原点的另一端连接且不超出左开口抛物线型主干导流翼；第二象限和第三象限内设有至少一片预旋鳍片，靠近原点的一端与船体连接，远离原点的另一端连接且穿过右开口抛物线型加速导流翼。

9、进一步，位于第二象限和第三象限内的预旋鳍片，剖面弦长沿展长方向变化，轮廓为两个底边相等的等腰梯形拼接。

10、进一步，所述抛物线型导流翼分支单个或整体能在平面内平移或旋转。

11、进一步，所有抛物线型导流翼分支的剖面均为机翼剖面，机翼的剖面弦长、剖面形状、角度随着机翼周向可变。

12、本实用新型的有益效果是：

13、本实用新型提供了一种节能效果明显的抛物线型导流翼，通过与流场精细配合，两支抛物线型导流翼及鳍片有机配合能够高效改变不利轴向(船舶前进方向)、周向(螺旋桨旋转方向相同)流动，达到节能效果明显的目的。

14、1、根据船舶尾部流场特点，抛物线型导流翼可以布置在最恰当的位置，并采用最合理的形状和尺寸，精准改变船体尾部不利流场，从而提高螺旋桨的推进效率，最终达到在相同航速时所需的主机功率显著降低的目的；

15、2、左开口抛物线型主干导流翼位于船体左舷一侧机翼布置在船体不利预旋较强处；左开口抛物线型主干导流翼位于船体右舷一侧机翼、右开口抛物线型加速导流翼主要起加速机翼内部轴向流动作用。

16、3、放射状分布鳍片均布置在船体不利预旋较强处，位于船体左舷的鳍片靠近船体一侧弦长变短以减小对0.4r以内的有利预旋的破坏。

17、4、通过机翼翼型、尺度、安装位置、角度的精准设置，可以进一步提高推进效率。

18、本实用新型由四组抛物线型机翼有机组合而成，具有明显的节能效果。

技术特征：

1.一种抛物线型导流翼，其特征在于：由不同开口方向的抛物型导流翼与放射状鳍片有机组合而成，其中，左开口导流翼与右开口导流翼形成的封闭结构，用于加速内部流动；左开口导流翼突出封闭结构的部分，用于改善左弦不利预旋；放射状鳍片用于改善不利预旋、支撑抛物线型导流翼。

2.根据权利要求1所述的抛物线型导流翼，其特征在于：所述抛物线型导流翼均分为上、下两个分支，分别位于坐标系不同象限，其中坐标系的定义为：从船尾向船首看，+x轴指向船体右舷，+y轴垂直向上；不同抛物线型导流翼与放射状鳍片相互配合，形成有机的抛物线型导流翼。

3.根据权利要求1所述的抛物线型导流翼，其特征在于：从船尾向船首方向看，所述抛物线型导流翼由一组左开口抛物线、一组右开口抛物线及若干鳍片构成，包括焦点位于x轴上、顶点分别位于+x和-x轴上的左开口和右开口抛物线型导流翼及呈辐射状分布鳍片。

4.根据权利要求3所述的抛物线型导流翼，其特征在于：顶点位于+x轴的左开口抛物线型主干导流翼，其控制方程为x＝a1y2+b1y+c1；顶点位于-x轴的右开口抛物线型加速导流翼，其控制方程为x＝a2y2+b2y+c2，其中，a1、b1、c1和a2、b2、c2分别为待定常数，且a1<0,a2>0；c1>0,c2<0。

5.根据权利要求3所述的抛物线型导流翼，其特征在于：顶点位于+x轴的左开口抛物线型主干导流翼顶点c位于x轴正半轴上，螺旋桨半径设为r，c点与原点o之间线段设为co，co的长度为0.4-0.7r；其上支位于第一、二象限，上支与+y轴的交点分别设为b，b点与原点o之间距离为0.4-0.7r；起始点设为a点位于第二象限，a点与原点o之间线段设为ao，ao的长度为0.5-1.0r，ao与+y轴之间的夹角为15～75°；所述左开口抛物线型主干导流翼下支位于第三、四象限，与-y轴的交点设为d，d点与原点之间距离为0.4-0.7r；末端点设为e点位于第三象限，e点与原点o之间线段设为eo，eo的长度为0.5-1.0r，eo与-y轴之间的夹角为15～75°。

6.根据权利要求3所述的抛物线型导流翼，其特征在于：位于船体左舷的右开口抛物线型加速导流翼顶点h位于-x上，h点与原点o之间线段设为ho，ho的长度为0.4-0.8r，其上支位于第二象限，起始点设为i点，i点与原点o之间线段设为io，io的长度为0.4-0.9r，io与+y轴之间的夹角为10～50°；其下支位于第三象限，末端点设为j点，j点与原点o之间线段设为jo，jo的长度为0.4-0.9r，jo与-y轴之间的夹角为10～50°其中，r为螺旋桨半径。

7.根据权利要求1所述的抛物线型导流翼，其特征在于：所述放射状鳍片以螺旋桨轴线为中心，向外侧呈放射状分布；第一象限和第四象限内设有至少两片预旋支撑鳍片，靠近原点的一端与船体连接，远离原点的另一端连接且不超出左开口抛物线型主干导流翼；第二象限和第三象限内设有至少一片预旋鳍片，靠近原点的一端与船体连接，远离原点的另一端连接且穿过右开口抛物线型加速导流翼。

8.根据权利要求7所述的抛物线型导流翼，其特征在于：位于第二象限和第三象限内的预旋鳍片，剖面弦长沿展长方向变化，轮廓为两个底边相等的等腰梯形拼接。

9.根据权利要求1所述的抛物线型导流翼，其特征在于：所述抛物线型导流翼分支单个或整体能在平面内平移或旋转。

10.根据权利要求1所述的抛物线型导流翼，其特征在于：所有抛物线型导流翼分支的剖面均为机翼剖面，机翼的剖面弦长、剖面形状、角度随着机翼周向可变。

技术总结
本技术涉及一种抛物线型导流翼，由不同开口方向的抛物型导流翼与放射状鳍片有机组合而成，其中，左开口导流翼与右开口导流翼形成的封闭结构，主要用于加速内部流动；左开口导流翼突出封闭结构的部分，主要用于改善左侧不利预旋；放射状鳍片用于改善不利预旋、支撑抛物线型导流翼。本技术的抛物线型导流翼，通过与流场精细配合，能够高效改变不利轴向(船舶前进方向)、周向(螺旋桨旋转方向)流动，达到显著提升节能效果目的。

技术研发人员：于海,韦红刚,王金宝,袁帅,吴琼,石磊,马翔,李兆辉
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七○八研究所
技术研发日：20230615
技术公布日：2024/2/1