一種噴水與螺旋槳混合推進器的制造方法
【技術領域】
[〇〇〇1] 本實用新型屬于水下航行器設計領域，更具體地，是一種基于利用噴水裝置和螺旋槳混合推進器。
【背景技術】
[0002]目前，通常船舶常使用的推進器是螺旋槳，螺旋槳激振的根本原因在于螺旋槳葉負荷加重，在船后不均勻尾流中工作時容易產(chǎn)生局部的不穩(wěn)定空泡，從而導致螺旋槳作用于船體的壓力、振幅和相位都不斷變化。螺旋槳激振造成的船尾振動、結(jié)構損壞、噪聲、剝蝕等問題引起各國的重視。但是螺旋槳推進器經(jīng)濟性能好，結(jié)構簡單、堅固耐用，可以提高航速并節(jié)省燃燒，而且即使在風浪之中也能繼續(xù)發(fā)揮作用；而對于噴水推進也有許多優(yōu)點，其總推進效率高，抗空泡能力強，操縱性能和動力定位性能優(yōu)異，噪聲低等，但也存在轉(zhuǎn)彎時噴水推進裝置推力喪失，淺吃水航行吸入砂礫等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術的缺陷和改進需求，本實用新型提供一種推進器，該推進器將螺旋槳推進和噴水推進方式結(jié)合起來，取兩種推進方式的優(yōu)點，有效解決推進器與原動機最高效率不同步的問題。本實用新型提出一種噴水與螺旋槳混合推進裝置，包括水栗、空心軸、螺旋槳、球形噴口、電機、栗入水管、栗出水管，其特征在于，
[0004] 螺旋槳的旋轉(zhuǎn)軸為空心軸，栗出水管通過軸承穿過所述空心軸與球形噴口相通；
[0005] 從動齒輪鍵連接在空心軸上，主動齒輪鍵連接在電機轉(zhuǎn)軸上，從動齒輪、主動齒輪嚙合；栗入水管和栗出水管分別位于水栗的進水端和出水端，栗出水管與空心軸連接；
[0006]球形噴口一端為空心圓柱，用于和空心軸套接，用于水的栗入；空心圓柱上設有螺紋口，用于安裝固定；球形噴口另一端，嵌有球體，球體中心軸線上挖有圓柱形通孔，用于水的栗出；球體與空心圓柱之間設有密封裝置。
[0007]優(yōu)先的，所述的噴水與螺旋槳混合推進裝置，其特征在于，所述的球形噴口的球體的噴水方向可以受控改變。
[0008]所述的噴水與螺旋槳混合推進裝置工作模式包括：
[0009] 工作模式1 :電機旋轉(zhuǎn)驅(qū)動主動齒輪、帶動從動齒輪旋轉(zhuǎn)，從而帶動空心軸及軸上螺旋槳旋轉(zhuǎn)；同時，水栗從栗入水管吸水，通過與螺旋槳相連的空心軸中之中，從末端的球形噴口排出，產(chǎn)生向前推力。從而可以提供最大的推力，以供快速航行。
[0010] 工作模式2 :僅電機旋轉(zhuǎn)驅(qū)動主動齒輪、帶動從動齒輪旋轉(zhuǎn)，從而帶動空心軸及軸上螺旋槳旋轉(zhuǎn)，水栗作為輔助推進方式，在改變航向的時候可以改變末端的球形噴口的噴水方向，產(chǎn)生側(cè)向推力，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。
[0011] 工作模式3 :電機不工作，水栗間歇式工作，通過間歇式的工作方式，可以較好的控制航行器因為其慣性因素在位置精度上帶來的不利影響以在局部位置精確定位。
[0012] 工作模式4 :電機不工作，水栗連續(xù)式工作，由于單一的噴水推進噪聲較小，振動不嚴重，從而可以避免在水中被其他探測器監(jiān)視探測。
[0013]本實用新型設計有末端空心軸，并連接球形噴口，水下航行器需要改變航向時，通過調(diào)節(jié)球形噴口的出口方向，水流的反作用力會對航行器產(chǎn)生轉(zhuǎn)向力矩。航行器需要改變航速時，通過調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速或關閉/打開噴水推進裝置，實現(xiàn)航速調(diào)節(jié)。從烏賊的運動方式上獲得靈感進行仿生設計，通過栗的連續(xù)式工作與間歇式工作，實現(xiàn)連續(xù)噴水和間斷噴水，保證航行器的局部精確定位。
[0014]總體而言，通過本實用新型所構思的以上技術方案與現(xiàn)有技術相比，能夠取得下列有益效果：由于采用了噴水和螺旋槳雙推進系統(tǒng)，克服了傳統(tǒng)推進的效率低下問題。采用連續(xù)噴水和間斷噴水機動，可供在不同航行狀態(tài)下靈活調(diào)節(jié)，有效提高推進效率，同時提高了航行器的機動性。噴水推進的設計也使得有較好的操縱性。在潛入模式下使用噴水推進，振動噪聲小，隱蔽性好。能在首部形成負壓，降低航行器的航行阻力。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型的立體示意圖；
[0016]圖2是本實用新型的另一個角度立體示意圖；
[0017]圖3是球形噴口示意圖；
[0018]圖4是球形噴口剖視圖；
[0019]其中：1-水栗，2-從動齒輪，3-空心軸，4-螺旋槳，5-球形噴口，6-主動齒輪，7-電機，8-栗入水管，9-栗出水管，10-基座一，11-基座二，12-軸承，13-螺紋孔，14-球體。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0021]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。
[0022]在圖1、圖2所示實施例中，電機與栗分別通過支座二與支座一與所需航行器相連接固定。且入水管以及出水管的長度可根據(jù)實際所需航行器的大小而相應的進行調(diào)整。圖
3、圖4示出球形噴口結(jié)構，圖中13表示球形噴口上的螺紋孔，可用緊定螺釘將其和空心軸的末端進行固定。14為球形噴口的結(jié)構之一一一可滾動孔。噴口常見于空調(diào)送風口、城市噴泉和與人員活動范圍有較大距離的環(huán)境里，如公共場所如各種大廳及裝配車間等，本實用新型的球形噴口可以實現(xiàn)電動變向。
[0023]該實用新型的推進方式主要有噴水推進與螺旋槳推進兩種，其中噴水推進方式為：水栗連接其入水管與出水管，從入水管吸水，通過與螺旋槳相連的空心軸中之中，從末端的球形噴口排出，產(chǎn)生向前推力。螺旋槳推進方式為：螺旋槳旋轉(zhuǎn)軸為空心軸，空心軸上安裝齒輪，與電機軸上齒輪嚙合，由電機帶動螺旋槳旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生推力，該設計減小空間占用，防止與出水管產(chǎn)生干涉。此兩種推進方式可同時進行，也可單獨進行，從而可以衍生出一系列的工作模式，如下：
[0024]工作模式1 :電機（7)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動主動齒輪￠)、帶動從動齒輪（2)旋轉(zhuǎn)，從而帶動空心軸⑶及軸上螺旋槳⑷旋轉(zhuǎn)；同時，水栗⑴從栗入水管⑶吸水，通過與螺旋槳（4)相連的空心軸（3)中之中，從末端的球形噴口（5)排出，產(chǎn)生向前推力。
[0025]工作模式2 :僅電機（7)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動主動齒輪￠)、帶動從動齒輪（2)旋轉(zhuǎn)，從而帶動空心軸（3)及軸上螺旋槳（4)旋轉(zhuǎn)，水栗（1)作為輔助推進方式，在改變航向的時候可以改變末端的球形噴口（5)的噴水方向，產(chǎn)生側(cè)向推力，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。
[0026]工作模式3 :電機（7)不工作，水栗（1)間歇式工作，以在局部位置精確定位。
[0027]工作模式4 :電機（7)不工作，水栗⑴連續(xù)式工作。
[0028]該實用新型的球形噴口可以自由調(diào)節(jié)方向，從而可以改變出水方向，如球形噴口朝斜上方，則末端出水向斜上方向噴出，根據(jù)力學原理，可以帶動首部向斜下方運動。同理球形噴口朝左運動。
[0029]本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種噴水與螺旋槳混合推進裝置，包括水栗(1)、空心軸(3)、螺旋槳(4)、球形噴口(5)、電機(7)、栗入水管(8)、栗出水管(9)，其特征在于， 螺旋槳(4)的旋轉(zhuǎn)軸為空心軸(3)，栗出水管(9)通過軸承(12)穿過所述空心軸(3)與球形噴口(5)相通； 從動齒輪(2)鍵連接在空心軸(3)上，主動齒輪(6)鍵連接在電機(7)轉(zhuǎn)軸上，從動齒輪(2)、主動齒輪(6)嚙合；栗入水管(8)和栗出水管(9)分別位于水栗(1)的進水端和出水端，栗出水管(9)與空心軸(3)連接； 球形噴口(5) —端為空心圓柱，用于和空心軸(3)套接，用于水的栗入；空心圓柱上設有螺紋口(13)，用于安裝固定；球形噴口(5)另一端，嵌有球體(14)，球體(14)中心軸線上挖有圓柱形通孔，用于水的栗出；球體(14)與空心圓柱之間設有密封裝置。2.權利要求1所述的噴水與螺旋槳混合推進裝置，其特征在于，所述的球形噴口(5)的球體(14)的噴水方向可以受控改變。
【專利摘要】本實用新型提供一種噴水與螺旋槳混合推進裝置，該推進器將螺旋槳推進和噴水推進方式結(jié)合起來，取兩種推進方式的優(yōu)點，有效解決推進器與原動機最高效率不同步的問題。本實用新型技術是螺旋槳尾部設有球形噴口，水下航行器需要改變航向時，通過調(diào)節(jié)球形噴口的出口方向，水流的反作用力會對航行器產(chǎn)生轉(zhuǎn)向力矩。航行器需要改變航速時，通過調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速或關閉/打開噴水推進裝置，實現(xiàn)航速調(diào)節(jié)。由于采用了噴水和螺旋槳雙推進系統(tǒng)，克服了傳統(tǒng)推進的效率低下問題，有利于提高推進效率，同時提高了航行器的機動性。噴水推進的設計也使得有較好的操縱性。
【IPC分類】B63H11/04, B63H1/14
【公開號】CN205059973
【申請?zhí)枴緾N201520830774
【發(fā)明人】陳慕豪, 公晨, 夏利福, 龍周, 李夢楠, 夏衛(wèi)生
【申請人】華中科技大學
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年10月22日