[发明专利]一种可变形螺旋桨

说明书

本发明公开了一种可变形螺旋桨，主要由桨叶蒙皮、主副支撑架、热延展材料等部分组成，利用不同热膨胀系数的两种热延展材料，并通过固定铰扣产生可控方向上的弯曲变形，最终达到根据流场特点作出有利于推进的翼型调整和螺距调节的目的；通过控制电流大小来控制电阻发热量，使得两种热延展材料有不同的伸长量，热延展材料会产生一个弯曲，达到改变翼型的目的；通过给两端两侧电阻不同的电流大小来造成使两端形成反向弯曲，从而使热延展材料形成S型弯曲，在不影响翼型的情况下改变螺距。本发明一种变形螺旋桨在不降低推进效率的前提下，利用两种热延展材料的热膨胀系数不同，对其分别加热使之发生弯曲以达成改变翼型和螺距的目的。

技术领域

本发明涉及一种船用螺旋桨的结构及控制形式，具体涉及的是一种可变形螺旋桨。

背景技术

螺旋桨俗称车叶，由若干桨叶所组成。桨叶的数目通常为三叶、四叶或五叶，各叶片之间相隔的角度相等。螺旋桨通常装在船的尾部，螺旋桨与艉轴的连接部分称为毂，桨叶就固定在毂上。有船尾向船首看时，所看到的螺旋桨桨叶的一面称为叶面(压力面)，另一面称为叶背(吸力面)。桨叶的外端为叶梢，而与毂的连接处称为叶根。螺旋桨旋转时叶梢的圆形轨迹为梢圆，此圆称为螺旋桨桨盘，直径称为螺旋桨直径，其面积称为盘面积。

螺旋桨正车旋转时，有船尾向船首看所见到的旋转方向为顺时针方向的称为右旋桨，反之为左旋桨。双桨船的螺旋桨装在船尾二侧，正常旋转时，若其上都向着船中线转动的称为内旋桨，反之为外旋桨。螺旋桨直径的大小往往受到船舶吃水的限制。一般来说，螺旋桨直径愈大转速愈低，其效率愈高。螺旋桨与船的尾框要有良好的配合，避免叶尖露出水面而影响效率。螺旋桨船体间隙要适当，以避免引起严重的振动。

螺旋桨旋转时，把水往后推。根据力的作用与反作用的原理，水给螺旋桨以反作用力，这就是推力，推船前进。螺旋桨的运动情况同螺钉的运动情况极为相似。把螺钉旋转一圈，它就在螺帽中向前推进一段距离，这段距离称为螺距。螺旋桨的桨叶叶面(压力面)通常是螺旋面的一部分，就像螺钉的螺纹的一部分那样，不过螺旋桨是在水中运动的，水取代的螺帽的地位。

螺旋桨是船舶推进系统的重要组成部分，船用螺旋桨作为水面或水下航行器使用最广泛的推进设备，自其问世以来就发挥着不可替代的作用，无论是水面航行器，如舰船、鱼雷等，还是水下航行器，如潜艇、潜航器等，它们的推进都离不开螺旋桨。目前，大多数水面和水下航行器所采用的螺旋桨，其设计方案主要有两种：方案一是特定几何螺旋桨设计方案，再设计工况下，该螺旋桨能够获得最佳的动力性能，这种设计方案也是目前最常用技术最成熟的设计方案；方案二是可调螺距螺旋桨设计方案，该螺旋桨可以在一定范围内改变其倾角从而使螺距发生改变，以适应不同工况下航行。上述两种设计方案都有其共同的特点，其中一个最明显的不足之处就是：在非设计工况下比如高机动行驶时，螺旋桨性能有明显下降。传统螺旋桨推进效率相对较低，无法根据流场特点作出有利于推进的翼型调整。在有比较特殊的需求时，开发一种适用于特种船舶的可变形螺旋桨将是非常有必要且十分有意义的。由于这一个原因，使得我们必须寻找新的方法来设计船用螺旋桨，从而提高船用螺旋桨的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种推进效率高、节能性好、调节方式灵活等优点的可变形螺旋桨。

本发明的目的是这样实现的：

一种可变形螺旋桨，主要由桨叶蒙皮(22)、主副支撑架、热延展材料等部分组成，所述主副支撑架由主支撑架(3)和副支撑架(9)以及桨叶弹性支架(7)构成；主支撑架(3)和副支撑架(9)固定在螺旋桨桨轴(4)上，副支撑架(9)以一定间距分列在主支撑架(3)左右；在主支撑架(3)和副支撑架(9)上设置不可转动的支撑架导轨(18)支撑两组热延展材料，所述桨叶弹性支架(7)外部包裹着桨叶蒙皮(22)；所述热延展材料由热延展材料A(2)和热延展材料B(8)组成，两组热延展材料通过固定铰扣(6)连接固定。

所述桨叶蒙皮(22)内部有夹层用来放置隔热材料(12)，桨叶蒙皮(22)内装有保护液(1)。