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舰船的推进装置

[字体: ] [ 中学生科技网 | 时间:2013-05-09 10:42 ]

明轮是一种局部入水的推进器,装在明轮周围的用来向后划水的叫蹼板。划水产生的反作用力通过转轴到船体上,推动舰船前进。根据蹼板在明轮上的安装形式,分为“定蹼式明轮”和“动蹼式明轮”。<BR><BR>1,定蹼式明轮(见下图a)特点是构造简单,缺点是效率太差:蹼板在入水时是压水,而在出水前是提水,因而浪费了大部分能量,所以它的直径往往做得很大,入水深度一般不超过半径的1/2。
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2,动蹼式明轮(见下图)
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  它的蹼板以铰接方式与轮体相连,通过偏心作复合运动,因为它的蹼板能以适宜的角度入水和出水,提高了效率。动蹼明轮产生的推力略次与定蹼明轮(所有的书上都是这样说的,未细研究,估计是机械效率和结构限制的缘故)
3,明轮推进器仅适用于推力大、吃水浅、航速低且无大的浪涌的内河船舶。它在船上的常见布置方式如下图:
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二.螺旋桨
  螺旋桨(又称螺旋推进器)是一种由若干个桨叶呈放射状装置在一个共同的桨(轴)毂上,每个桨叶与旋转平面相交一个角度。常见的一些螺旋桨形式见下图:
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  螺旋桨的设计理论非常复杂,就不在这里详述了,但由于目前在船模上使用最多的动力推进装置就是螺旋桨,所以船模爱好者对于有关概念应该有所了解。现简述如下:
  
1,直接影响螺旋桨性能的主要参数有:
  a.直径D——相接于螺旋桨叶尖的圆的直径。通常,直径越大,效率越高,   但直径往往受到吃水和输出转速等的限制;
  b.桨叶数N;
  c.转速n——每分钟螺旋桨的转数;
  d.螺距P——螺旋桨旋转一周前进的距离,指理论螺距;
  e.滑失率——螺旋桨旋转一周,船实际前进的距离与螺距之差值与螺距之比;
  f.螺距比——螺距与直径的比(P/D),一般在0.6~1.5之间;一般地说来,高速轻载船选取的值比较大,低速重载的船选取的值比较小;
  g.盘面比——各桨叶在前进方向上的投影面积之和与直径为D的圆面积之比。通常,高转速的螺旋桨所取的比值小,低速、大推力的螺旋桨所取的比值大。例如,拖轮的螺旋桨盘面比大于1.2甚至更大的情况也不少见;
  2,螺旋桨的数目:
螺旋桨的数目通常等于主机的数目,一般根据船的用途、排水量、航速和总功率等确定。

  3,变距式螺旋桨:
这是原来发布在灌水区的一张图片,上面就是一种变距螺旋桨,变距式螺旋桨最大优点是可以根据不同的航速选择最佳的螺距,以提高航行的经济性,倒车时,只要将将叶片的螺距调至负值即可,省去了倒顺车装置。再看一遍老照片:
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4,涵道式螺旋桨:
这类螺旋桨因为装于导向环或船体内的管道里,为了进一步提高效率,它的外观形状被做得象轴流式水泵的叶轮。它常被用在拖轮(为了提高低速时的效率)、浅水船的轴流式喷水推进装置、艏(艉)侧推装置等。

5,螺旋桨在舰船上的布置:(参见下图)
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螺旋桨的驱动:
  螺旋桨的驱动系统示意图如下:
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  主机——推力轴承——传动轴(及连轴器、轴承)——尾轴管装置(含密封装置)——螺旋桨
其中,主机提供原动力;推力轴承用于卸载螺旋桨产生的推力,不让巨大的推力损坏主机;尾轴管装置则用于支承螺旋桨,并同时提供密封,过去使用得最普遍的是“填料函”(一种使用填料压盖将石棉之类的填料压紧在轴与衬套之间的缝隙上的装置),现在还有的使用了“机械密封”装置等。现代大型船舶尾轴管装置则要复杂得多,下图为2003年第9期《国际船艇》上介绍的一种尾轴管装置
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  a.主机——舰船上常见的主机类型很多,主要的有:
   (a) 蒸汽往复机——一种利用过热蒸汽在汽缸里推动活塞作功的外燃机;
   (b) 蒸汽轮机(蒸汽透平)——蒸汽从喷嘴吹向叶轮作功的外燃机;
   (c) 柴油机:因其经济性和安全性好,广泛地用于各种舰船;
   (d) 汽油机:常用于气垫船、游艇、救生艇和冲锋艇等小型船艇;
   (e) 燃气轮机:航空燃气轮机经转化而成的舰船专用燃气轮机,常被用在     大中型军用舰艇上;
   ……

  其他的还有柴——电联合推进系统、柴——燃联合推进系统等,就不在这里介绍了。

三.特种推进装置
  1,艏、艉侧推装置:
    现代大型船舶为了方便停靠码头,少对港口拖轮的依赖以及执行特种作  业的船舶(如港工船、消防船、海洋支援船、渡轮、滚装船等)为了获取更  好的操纵性能、减少操舵工作量,一般都在船的艏、艉各装上了一至数个侧  推装置(普通船舶仅在船艏布置一个艏侧推装置情况居多),其原理示意图  如下:
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  2,悬挂式全回转推进器:
  港内的“太古”号就是采用的该种推进器,因讨论较多,不再赘述;                    
  3,平旋轮推进器:
  平旋轮推进器的大致外形与安装方式见下图:
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  工作时,它的叶片同时进行两种运动:绕推进器的立轴作圆周转动并同时受偏心装置的作用绕自身的立轴转动。
  4,喷水推进器:
  常被用在浅水船和港口消防船上,历史上曾被用在一种鱼雷艇上。(略)

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