一種能降低螺旋槳空泡噪聲和提高螺旋槳效率的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種能降低螺旋槳空泡噪聲和提高螺旋槳效率的方法，通過整個裝置使螺旋槳周圍流場的均勻性增加而降低離散譜的噪聲，改善船尾粘性湍流場和葉片的相互作用產(chǎn)生的升力脈動，降低低頻寬帶噪聲，減少螺旋槳葉片推力面和吸力面的壓力差，在艦船中高速行進時有效減少或延遲空泡的發(fā)生，以降低螺旋槳空泡噪聲，并能夠提高旋槳工作效率。
【專利說明】一種能降低螺旋槳空泡噪聲和提高螺旋槳效率的方法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】本發(fā)明涉及一種能降低螺旋槳空泡噪聲和提高螺旋槳效率的【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及艦船用螺旋槳降低噪聲和提高螺旋槳效率的【技術(shù)領(lǐng)域】。
[0002]技術(shù)背景艦船輻射噪聲主要由螺旋槳噪聲、機械噪聲及水動力噪聲組成，在這三大噪聲中，螺旋槳噪聲占據(jù)主要地位，艦船低速航行中，螺旋槳未發(fā)生空泡前，艦船機械噪聲最高，螺旋槳噪聲次之，但相差不是很大，一旦發(fā)生空泡，在幾千赫以上的中高頻段主要是螺旋槳空泡噪聲，隨著空泡的發(fā)展，螺旋槳空泡噪聲成為艦船總噪聲中最主要的成分；有關(guān)人員進行了大量的實驗研究，研究表明:艦船螺旋槳低頻噪聲是由離散譜噪聲和寬帶噪聲組成，螺旋槳的低頻離散譜噪聲是由船尾伴流場和葉片的相互作用引起的，而低頻寬帶噪聲是由船尾粘性湍流場和葉片的相互作用產(chǎn)生的；流場的不均勻性會使離散譜噪聲級明顯增加；不僅會影響艦船上人員的工作和休息，同時也是被聲吶探測發(fā)現(xiàn)的重要目標信號。
[0003]鑒于上述存在的缺陷，本設(shè)計人積極研究創(chuàng)新以期創(chuàng)設(shè)一種方法，使其能降低螺旋槳空泡噪聲和提高螺旋槳效率。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有艦船設(shè)計制造中存在的缺陷，提供一種新的方法，能夠降低螺旋槳空泡噪聲和提高螺旋槳效率，以改善艦船的噪聲環(huán)境，降低艦船被聲吶探測發(fā)現(xiàn)的機率，具有極大的市場前景和軍事方面的用途。
[0005]本發(fā)明主要通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):1.在艦船底部中前部至艦船尾部設(shè)置左右兩條內(nèi)部圓滑、前后平滑的管道，1.1中前部設(shè)置兩個可以閉合的管道入水口 2左右管道出水口分別設(shè)置在螺旋槳上下，位置位于螺旋槳稍后方，出水方向與螺旋槳轉(zhuǎn)向一致。
2.在管道內(nèi)設(shè)置可以控制水流壓力、流速的裝置。3.管道的出水口設(shè)置可以控制出水壓力、流速、方向、角度甚至出水形狀的裝置。4.在主控室設(shè)置隨著主機轉(zhuǎn)速而匹配調(diào)節(jié)管道內(nèi)水流壓力、流速和出水口方向的的匹配控制器。5.在尾部兩側(cè)設(shè)置柵欄形防紊流板。
[0006]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:1.可以通過整個裝置使螺旋槳周圍流場的均勻性增加而降低離散譜的噪聲；2.通過一定壓力、流速、方向、角度甚至出水形狀的水流，改善船尾粘性湍流場和葉片的相互作用產(chǎn)生的升力脈動，降低低頻寬帶噪聲；3.通過一定壓力、流速、方向、角度甚至出水形狀的水流，可以以一定角度的水流直接沖擊螺旋槳葉片，減少螺旋槳葉片推力面和吸力面的壓力差，在艦船中高速行進時有效減少或延遲空泡的發(fā)生，以降低螺旋槳空泡噪聲，并能夠提供一定的動力，提高旋槳工作效率。
[0007]具體實施實例:艦船低速行進時，水流通過管道向螺旋槳噴出，水流按一定的角度和速度噴向螺旋槳，使螺旋槳周圍流場的均勻性增加并能改善船尾粘性湍流場和葉片的相互作用產(chǎn)生的升力脈動，而降低離散譜和低頻寬帶噪聲；艦船中高速行進時，水流通過管道的速度也相應(yīng)增加，通過主控室的控制器控制管道內(nèi)裝置，控制管道內(nèi)水的流速，減少螺旋槳葉片推力面和吸力面的壓力差，由流體動力學(xué)可知，當水流繞經(jīng)槳葉時，在吸力面上它的局部速度將大于未擾動的水流速度；在槳葉推力面上其繞流速度將小于未擾動的速度，根據(jù)伯努利方程式可以導(dǎo)出槳葉吸力面上的壓力將小于末干擾時的水流壓力，當螺旋槳的轉(zhuǎn)速增加到某一定值時，槳葉的吸力面上的最大流速處的壓力降到該處溫度下的飽和蒸汽壓力時，在吸力面上便會出現(xiàn)空泡，隨著螺旋槳轉(zhuǎn)速繼續(xù)提高，空泡區(qū)域會逐漸擴大到整個槳葉吸力面，推力面和吸力面的壓力差減少，會有效地減少或延遲了空泡的發(fā)生，螺旋槳因空泡化產(chǎn)生的噪聲就會降低，而所產(chǎn)生的推力會隨著螺旋槳轉(zhuǎn)速的提高而增加；在尾部兩側(cè)設(shè)置防紊流板可以在高速行進以及存在著其他紊流時，減少紊流對螺旋槳和船舵的影響；使艦船可以安靜、平穩(wěn)、高效地行進。
[0008]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實例，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制，任何人員，在上述揭示的本發(fā)明方案內(nèi)，所做的任何變化、修飾、修改，均屬本發(fā)明的技術(shù)方案內(nèi)(經(jīng)過本 申請人:授權(quán)可以在本發(fā)明的技術(shù)方案內(nèi)設(shè)置技術(shù)分案)。
【權(quán)利要求】
1.在艦船底部中前部至艦船尾部螺旋槳處設(shè)置左右兩條管道，在尾部兩側(cè)設(shè)置防紊流板。
2.根據(jù)權(quán)利I的要求，管道前部設(shè)置兩個可以閉合的管道入水口。
3.根據(jù)權(quán)利I的要求.左右管道出水口分別設(shè)置在螺旋槳上下，位置位于螺旋槳稍后方，出水方向與螺旋槳轉(zhuǎn)向一致。
4.根據(jù)權(quán)利I的要求，在管道內(nèi)設(shè)置可以控制調(diào)節(jié)水流壓力、流速的裝置。
5.根據(jù)權(quán)利I的要求，管道的出水口設(shè)置可以控制出水壓力、流速、方向、角度甚至出水形狀的裝置。
6.根據(jù)權(quán)利I的要求，在主控室設(shè)置隨著主機轉(zhuǎn)速而匹配調(diào)節(jié)管道內(nèi)水流壓力、流速和出水口方向的的匹配控制器。
7.根據(jù)權(quán)利I的要求，管道內(nèi)部圓滑、前后平滑。
8.根據(jù)權(quán)利I的 要求，在尾部兩側(cè)設(shè)置柵欄形防紊流板。
【文檔編號】B63H5/07GK104015906SQ201410251623
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】趙志剛, 王東武, 其他發(fā)明人請求不公開姓名 申請人:王東武