[发明专利]一种适用于高性能船的高效低噪混合推进装置及方法

说明书

本发明公开了一种适用于高性能船的高效低噪混合推进装置，属于高性能船推进装置及方法设计领域；本发明中左舷双联浸没式喷水推进器组4与右舷双联浸没式喷水推进器组10位于船尾1靠前位置，利用船体伴流提高推进效率；旋转叶轮位于流道内，使来流均匀且激振力小；左舷吊舱推进器6与右舷吊舱推进器12位于船尾1靠后位置，兼具推进和操纵性能。该混合推进装置及方法实现两种推进方式的优势互补，提高了整体的推进效率，降低辐射噪声水平，高性能船舶面对不同工况、不同噪音环境要求下可选择混合推进装置及方法的最佳工作组合模式以满足不同的性能需求。

技术领域

本发明涉及高性能船推进装置及方法设计领域，具体涉及一种适用于高性能船的高效低噪混合推进装置及方法。

背景技术

浸没式喷水推进器安装于船尾底板，由电机、传动轴系、叶轮、整流片及流道组成。船底周围水流被抽吸进入流道内，高速旋转的叶轮加速水流经整流片整流从喷嘴高速喷出，整流片能回收被加速水流周向能量，翼型剖面流道亦能产生向前的推力，因此浸没式喷水推进器在高航速下推进效率较高。此外，叶轮被包含于导管内部，导管具有吸声和声抑制作用，叶轮叶片载荷小空化性能较好，浸没式喷水推进器无论在宽频带还是窄频带下辐射噪声水平远低于常规螺旋桨。

吊舱推进器由电机、螺旋桨、舱体组成，电机和螺旋桨安装于封闭吊舱内，不需要机械式齿轮传动装置，提高了传动效率，节省船尾安装空间。通过操舵舵机可以自由转动产生任何方向上的推力，能实现船舶原地回转及倒车等运动，操纵响应快且效率高，提高了高性能船舶的机动性能。

本发明是一种适用于高性能船的高效低噪混合推进装置及方法，该系统集成了浸没式喷水推进器组和吊舱推进器组，提高了高性能船舶面对不同工况、不同噪音环境要求下混合推进装置及方法的推进效率，降低了推进装置及方法的整体辐射噪声水平，舰船舒适性好，显著降低船舶燃料费用。浸没式喷水推进器喷出的均匀高速尾流有助于降低吊舱推进器螺旋桨载荷，提高推进效率；吊舱推进器兼具推进和操纵性能，配合操舵舵机可实现高性能船在高速、低速工况下的操纵控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于高性能船的高效低噪混合推进装置及方法。

一种适用于高性能船的高效低噪混合推进装置，主要由船尾1、左舷双联电机组2、左舷双联轴系3、左舷双联浸没式喷水推进器组4、左舷吊舱舵机5、左舷吊舱推进器6、艉封板7、右舷双联电机组8、右舷双联轴系9、右舷双联浸没式喷水推进器组10、右舷吊舱舵机11与右舷吊舱推进器12；其特征在于，所述左舷双联电机组2，左舷双联浸没式喷水推进器组4、左舷吊舱舵机5、右舷双联电机组8、右舷双联浸没式喷水推进器组10、右舷吊舱舵机11分别固定在船尾1远离艉封板7底部；左舷双联电机组2与左舷双联浸没式喷水推进器组4通过左舷双联轴系3连接实现并动力传输；右舷双联电机组8与右舷双联浸没式喷水推进器组10通过右舷双联轴系9连接并实现定力传输；在靠近艉封板7处，左舷吊舱推进器6固定在左舷吊舱舵机5上，右舷吊舱推进器12固定在右舷吊舱舵机11上。

所述的左舷双联浸没式喷水推进器组4与右舷双联浸没式喷水推进器组10的浸没式喷水推进器外径满足0.1W≤D₁≤0.2W,其中W为船宽尺寸；从电动机到喷水推进器系统传动效率大于95％。

所述的左舷吊舱推进器6与右舷吊舱推进器12的吊舱推进器螺旋桨直径满足0.15W≤D₂≤0.3W；舵机操舵角度满足-180°≤θ≤180°。

一种适用于高性能船的高效低噪混合推进方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤一：高航速需求时，左舷吊舱推进器6与右舷吊舱推进器12舵角为零，左舷双联浸没式喷水推进器组4与右舷双联浸没式喷水推进器组10全部工作，高性能船加速启动快，全功率运行时提供最大推力实现最大航速；