7-新型船舶推进结构及性能.ppt

第七讲：新型船舶推进结构及性能焦 磊Tel：13093767519Email：船舶动力装置与设备船舶动力装置与设备1 推进装置简介推进装置简介 20世纪我国海军各型船舰绝大多数采用螺旋桨推进装置，且基本上都是机械推进。改革开放以后，随着国家的强盛和海军使命任务的变化，出现了许多自行研制或国外引进的船舰推进新技术，如喷水推进、方位推进、泵喷推进、气垫推进等。螺旋桨推进系统螺旋桨推进系统喷水推进系统喷水推进系统2 2 喷水推进系统喷水推进系统2.1 喷水推进的原理 船舶喷水推进的推力是通过推进水泵喷出的水流的反作用力来获得的，并通过操纵喷水管路风流设备分配和改变喷流的方向来实现船舶的操纵。2.2 喷水推进装置的结构 喷水推进器本体包括进水流道，推进泵，传动轴以及转向倒车等部件。2.3 喷水推进的优缺点优点：1）喷水推进具有优良的机动性和操纵性2）能满足高航速要求3）抗空化能力强4）振动小，水下辐射噪声低5）喷水推进器安装在船体内，船外附体少，阻力小瑞典喷水推进型护卫舰缺点：1）低速时推进效率低2）进水流道中的水使排水量增加3）叶轮拆卸和检修比螺旋桨复杂4）最大单泵功率没有螺旋桨大5）喷水推进器具有“舵桨合一”功能，其比单个螺旋桨价格高2.4 喷水推进在海军舰船上的应用1）高速攻击艇2）隐身舰艇芬兰“哈米纳”高速攻击艇 喷水推进机动性和操纵性好，与传统螺旋桨推进器相比可以减轻推进器尺寸和重量瑞典visby全隐身护卫舰 采用喷水推进对抑制空泡，降低舰艇的声学信号具有良好的效果3）高速运输舰4）护卫舰和大中型舰艇HSV-2双体穿浪船 喷水推进非常适合快速地将中等规模的兵力和轻型装备投运到前沿阵地“独立”号 美国“独立”号是全世界第一艘以作战为目的建造的三体军舰。采用全铝合金建造，并具有隐身功能的外形设计，喷水推进器作为动力系统。3 方位推进器方位推进器3.1 方位推进器概述 方位推进器是指能在水平面上360自由旋转的螺旋桨推进器。这种推进器可以提供水平面上任意方向的推力，因而无需常规意义上的舵。根据驱动方式不同，方位推进器可分为机械传动和电力传动两类，方位推进器现今大多采用电力传动方式。3.2 机械式方位推进器机械式方位推进器根据轴段布置的不同可分为Z驱动和L驱动1）L驱动方式 L驱动有一根垂直的输入轴、一根水平的输出轴和一个正交齿轮副，L驱动一般采用电动机或液压传动。2）Z驱动方式 Z驱动有一根水平的输入轴、一根垂直的中间轴、一根水平输出轴和两个正交齿轮副，Z驱动一般采用柴油机直接驱动。3.3 电力式方位推进器 电力式吊舱方位推进器的电动机安装在船外的吊舱内，电动机轴直接驱动螺旋桨而无须减速齿轮。电力由船内的柴油发电机组或燃气轮发电机组提供。电力吊舱式方位推进器于1955年由F.W.Pleuger和F.Busmann发明，但吊舱方位推进器使用技术的首次使用是1990年芬兰的ABB公司的Azipod方位推进器。ABB公司的Azipod4 泵喷推进泵喷推进4.1 泵喷推进器的概念 泵喷推进器是一种旋转组合式水动力推进器，由轴对称环形导管以及导管内的旋转叶栅（转子）和静止叶栅（定子）组成。定子位于转子前方时泵喷主要用于核潜艇推进，定子位于转子后方时泵喷主要用于鱼雷推进。“海狼”级潜艇用前置定子式泵喷MK48鱼雷用后置定子式泵喷4.2 泵喷推进器工作原理 从泵喷提供轴向推力，满足推进性能要求的角度来说，泵喷的原理是动量定理，即泵喷轴向推力等于所通过泵喷质量流量的动量差。4.3 泵喷推进器的优缺点1）推进效率和临界航速高，空化性能优2）辐射噪声低，隐身性能好3）设计难度大，泵喷操纵性能评估难 其中其中1,2两点是泵喷的显两点是泵喷的显著性能特征，也是泵喷设计著性能特征，也是泵喷设计质量的衡量准则。质量的衡量准则。4.4 泵喷推进在海军舰艇上的应用目前泵喷推进技术主要应用于潜艇和鱼雷两大领域1）核潜艇领域英国“机敏”级核潜艇美国“海狼”级核潜艇2）鱼雷领域美国MK48型鱼雷中国鱼6型鱼雷5 5 气垫推进气垫推进5.1 气垫船的基本概念 气垫船：利用船舶和水面/地面之间产生的空气压力即气垫来支承其重量，使之部分或全部脱离水面，从而实现减小阻力高速航行的新型船舶。气垫推进是利用气垫船的垫升系统及推进器（空气螺旋桨，风扇，水螺旋桨等）产生的支撑力和推力使船体抬升并高速航行的推进方式。5.2 气垫船的工作原理 利用船上的大功率风机产生高于大气压的空气，把空气压入船底，并与水面、围裙/侧壁之间形成气垫，在气垫垫升作用下将船体全部或大部分脱离水面（或地面）在推进器的作用下高速航行。5.3 气垫船的类型和特点按照维持气垫压力的形式不同，可分为全垫升气垫船（ACV）和侧壁式气垫船（SES）1）全垫升气垫船 全垫升气垫船的体重量全部由气垫支撑，脱离支撑表面航行，具有两栖性能的气垫船2）侧壁式气垫船 侧壁式气垫船垫升力支承船体的大部分重量，而另一小部分船重由浮力支持，船体不能全部脱离水面航行。瑞典“斯米格”级侧壁式气垫船气垫船的特点1）良好的通过性和独特的两栖性2）具有宽广的甲板面积和很大的舱室容积3）开辟了大型船舶高速化的有效途径4）对水下物理场影响小5.4 气垫船的典型军事用途1）输送登录兵2）扫雷破障3）作为武器平台