一種減阻節(jié)能型舵葉的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種減阻節(jié)能型舵葉，屬于船舶領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]船舶作為交通運(yùn)輸中載運(yùn)量比例最大的載運(yùn)工具，節(jié)能效果的好壞對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的影響較大，其節(jié)能問(wèn)題的研究已經(jīng)成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的長(zhǎng)期戰(zhàn)略任務(wù)之一。船舶在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，如果在較高的海況下、頻率很低的隨浪上航行時(shí)，極易發(fā)生橫甩現(xiàn)象，容易受到波浪橫向擾動(dòng)，舵效也易損失。因這種情況頻頻發(fā)生海上事故，造成重大的經(jīng)濟(jì)和財(cái)產(chǎn)的損失，為避免同類(lèi)事件的發(fā)生，除提高駕駛員的責(zé)任心外，還需要充分掌握船的操縱性能。由此可見(jiàn)，研究一種更加簡(jiǎn)易、實(shí)用、有效、投資少、無(wú)約束條件、適用于新舊船舶的舵已成為當(dāng)務(wù)之急。船用舵的減阻節(jié)能技術(shù)能很好的解決這方面的問(wèn)題，但是，目前對(duì)舵的節(jié)能和減阻的研究十分有限，現(xiàn)有的裝置和技術(shù)都是針對(duì)船舶自身的操縱性和穩(wěn)性進(jìn)行研制和開(kāi)發(fā)的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種減阻節(jié)能型舵葉，通過(guò)在舵葉中設(shè)置氣艙和水艙，當(dāng)船的航向改變時(shí)，通過(guò)排水和排氣，提高舵的效率。
[0004]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種減阻節(jié)能型舵葉，包含空心狀的舵葉主體，所述舵葉主體兩端分別連接頂板和底板形成密封腔，在密封腔中設(shè)有氣艙和壓載水艙，所述氣艙與進(jìn)氣管連接，在氣艙的外表面設(shè)有排氣孔，排氣孔上設(shè)置單向閥，舵內(nèi)氣艙向外排氣時(shí)，單向閥打開(kāi)，其余時(shí)刻，單向閥處于關(guān)閉狀態(tài)，所述壓載水艙與進(jìn)水管和出水管連接；當(dāng)船舶直線航行時(shí)，舵內(nèi)壓載水艙通過(guò)進(jìn)水管向壓載水艙進(jìn)水，保持航向的穩(wěn)定性，當(dāng)船舶需要改變航向，通過(guò)出水管向舵外排水，進(jìn)而減小轉(zhuǎn)舵力矩。
[0005]作為優(yōu)選，所述舵葉主體通過(guò)垂直隔板分別左右對(duì)稱(chēng)分隔為左右對(duì)稱(chēng)的左密封腔和右密封腔，左密封腔和右密封腔的氣艙和壓載水艙分別關(guān)于垂直隔板對(duì)稱(chēng)。
[0006]作為優(yōu)選，所述左密封腔和右密封腔內(nèi)均設(shè)有若干個(gè)相互獨(dú)立的氣艙和壓載水艙，每個(gè)氣艙分別與進(jìn)氣管連接，每個(gè)壓載水艙分別與進(jìn)水管和出水管連接。
[0007]作為優(yōu)選，所述頂板包含舵外頂板和舵內(nèi)頂板，所述底板包括舵內(nèi)底板和舵外底板，所述進(jìn)水管和進(jìn)氣管位于舵外頂板和舵內(nèi)頂板之間。
[0008]作為優(yōu)選，所述壓載水艙內(nèi)安裝有壓力感應(yīng)器，所述氣艙內(nèi)安裝有壓強(qiáng)傳感器。
[0009]作為優(yōu)選，船舶在航行過(guò)程中，需要轉(zhuǎn)舵改變航向，出水管向舵外排水，壓載水艙剩余量為總壓載水艙體積的1/3時(shí)停止排水。
[0010]作為優(yōu)選，所述舵葉上設(shè)有引流通道，引流通道與排氣孔連通。
[0011]船舶在營(yíng)運(yùn)過(guò)程中，需循環(huán)反復(fù)的向舵內(nèi)壓載水艙注水和排水，當(dāng)船舶直線航行的過(guò)程中，通過(guò)進(jìn)水管向壓載水艙注水，直至壓載水艙飽和，通過(guò)壓載水艙頂部壓力感應(yīng)器傳輸信號(hào)，自動(dòng)停止注水。如在注水過(guò)程中轉(zhuǎn)舵，則自動(dòng)停止注水，通過(guò)出水管向舵外排水。船舶航行過(guò)程中，需循環(huán)反復(fù)的向舵內(nèi)氣艙注入氣體和利用排氣孔向氣艙外排氣，在船舶直線航行時(shí)，通過(guò)進(jìn)氣管向氣艙內(nèi)注入氣體，當(dāng)氣艙內(nèi)壓強(qiáng)感應(yīng)器達(dá)到定值時(shí)，進(jìn)氣管停止進(jìn)氣。當(dāng)船舶航線發(fā)生變化時(shí)，需要利用排氣孔向氣艙外排氣，既可以減少舵在水中受到的阻力，也可以提尚航的效率。
[0012]在本發(fā)明中，船舶直線航行過(guò)程中，通過(guò)進(jìn)氣管向氣艙內(nèi)注入氣體，為轉(zhuǎn)舵做好準(zhǔn)備。當(dāng)船舶改變航向時(shí)，通過(guò)排氣孔向舵外排放氣體，氣泡附著在部分舵表面，減小舵與水的摩擦，進(jìn)而起到較好的減阻效果。同時(shí)，排氣孔向外排放氣體，可以打散螺旋槳產(chǎn)生的漩渦，減少螺旋槳旋轉(zhuǎn)能量損失。
[0013]在本發(fā)明中，在海洋環(huán)境載荷作用下，除依靠舵裝置的作用，使航向發(fā)生改變外，還有舵葉中排出氣體與水的相互作用，提高舵的效率。通過(guò)舵葉的引流通道向舵葉外排氣夕卜，改變舵葉表面的壓力分布，增加舵的橫向力。通過(guò)氣艙向外排氣，在舵的表面生成微氣泡后，含微氣泡混合流體較之無(wú)微氣泡的流體粘性大大降低，使摩擦阻力顯著減??；同時(shí)，微氣泡也影響了邊界層內(nèi)流體的速度分布，加厚來(lái)流速度下的邊界層厚度，使摩擦阻力減小，減阻效果明顯。
[0014]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0015]1、通過(guò)舵葉表面的排氣孔向外排放氣體，可以減少螺旋槳和舵之間的相互干擾。
[0016]2、在舵葉表面加設(shè)引流通道后，舵表面的總摩擦阻力基本無(wú)變化，粘壓阻力則明顯減小。
[0017]3、減阻節(jié)能型舵葉可以阻止部分渦的形成，減少部分橫向力損失。
[0018]4、通過(guò)舵葉表面的引流通道作用，減少發(fā)生舵空泡現(xiàn)象的可能。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明的A-A剖面俯視圖；
[0021]圖3為本發(fā)明E-E剖面圖；
[0022]圖4為本發(fā)明H_H尚]面圖；
[0023]圖5為圖1中I的放大圖；
[0024]圖6為圖1中II的放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0026]如圖1至圖6所示，一種減阻節(jié)能型舵葉，包含空心狀的舵葉主體，所述舵葉主體兩端分別連接頂板和底板形成密封腔，在密封腔中設(shè)有氣艙5和壓載水艙6，所述氣艙5與進(jìn)氣管9連接，在氣艙5的外表面設(shè)有排氣孔4，所述壓載水艙6與進(jìn)水管8和出水管12連接氣艙5壓載水艙6壓載水艙6進(jìn)水管8壓載水艙6氣艙5進(jìn)氣管9。舵葉主體通過(guò)扁鋼15焊接而成，在舵葉主體焊接多個(gè)鋼板分隔為氣艙5和壓載水艙6，在氣艙5內(nèi)安裝有壓強(qiáng)傳感器，在壓載水艙6內(nèi)安裝有壓力感應(yīng)器13。
[0027]在本發(fā)明中，所述舵葉主體通過(guò)垂直隔板7分隔為左右對(duì)稱(chēng)的左密封腔和右密封腔，左密封腔和右