CN101879935A - 船舶襟翼减摇鳍降阻装置 - Google Patents

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刘胜
常绪成
李冰
李高云
王宇超
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Abstract

本发明提供的是一种船舶襟翼减摇鳍降阻装置。包括一端带有鳍轴的鳍和一端带有襟翼鳍轴的襟翼，鳍轴和襟翼鳍轴与船舶船体相接，在鳍的自由端的上鳍面上设置有上鳍面挡板，在鳍的自由端的下鳍面上设置有下鳍面挡板，在襟翼的自由端的上襟翼鳍面上设置有上襟翼鳍面挡板，在襟翼的自由端的下襟翼鳍面上设置有下襟翼鳍面挡板。本发明结构简单，易于安装实现，能有效的减小减摇鳍的诱导阻力，提升襟翼减摇鳍的升力特性，防止水流介质空化现象的产生，提高襟翼减摇鳍的减摇效果，提高船舶航行的安全性和经济性。

Description

船舶襟翼减摇鳍降阻装置
技术领域
本发明涉及的是一种船舶的减摇装置，具体是襟翼减摇鳍的降阻装置。
背景技术
在船舶减横摇的装置中，减摇鳍是一种有效提供升力的减摇装置。减摇鳍是一种机翼型的控制翼面，由于翼梢的存在，在船舶行驶中，减摇鳍的上鳍面和下鳍面由于水流流速的不同，两个鳍面存在一定的压强差，则水流在自由端会从高压一侧转到低压一侧，鳍翼梢附近的水流就因向后流动与向上绕流发生扭转形成翼尖涡流。翼尖涡流的旋转产生了上洗及下洗水流，使减摇鳍的升力发生变化，诱导阻力随之产生。涡流的速度越高，所生成的低压可能达到液体的空化(即出现空泡)，导致减摇鳍的升力减小，并且会引起鳍面的剥蚀和噪声，降低了减摇鳍的减摇效果，危害船舶航行的安全性。
为了提高减摇鳍的减摇效果，将减摇鳍设计为具有襟翼的结构形式，由于襟翼的作用，这种襟翼减摇鳍的升力比普通减摇鳍的升力大，但是该种结构没能降低因为翼尖涡流而产生的诱导阻力，“诱导阻力”是船舶减摇鳍所受阻力的重要组成部分，是影响减摇鳍性能的主要因素。因此降低襟翼减摇鳍翼尖涡流引起的诱导阻力能够改善船舶减摇鳍水动力特性、提高减摇鳍减摇性能和船舶航行的安全性，并能减少昂贵的燃油消耗，这对于各种船舶都具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以减小襟翼减摇鳍的诱导阻力，提高减摇鳍减摇性能，并能减少能量消耗的船舶襟翼减摇鳍降阻装置。
本发明的目的是这样实现的：
包括一端带有鳍轴的鳍和一端带有襟翼鳍轴的襟翼，鳍轴和襟翼鳍轴与船舶船体相接，在鳍的自由端的上鳍面上设置有上鳍面挡板，在鳍的自由端的下鳍面上设置有下鳍面挡板，在襟翼的自由端的上襟翼鳍面上设置有上襟翼鳍面挡板，在襟翼的自由端的下襟翼鳍面上设置有下襟翼鳍面挡板。
所述挡板有削尖和后掠。
本发明的特点是在襟翼减摇鳍的自由端上装有挡板，上下鳍面各安装一个，并且在襟翼的上下鳍面自由端也各自安装一个挡板。上下翼面的两个挡板用于阻挡由流体压力分布差而在这些地方产生的翼尖涡流。从而减小减摇鳍的诱导阻力，挡板尺寸、厚度等参数的选择应根据具体减摇鳍的型号而定。挡板应有适当的削尖和后掠，以提高挡板的水动力效率。
本发明结构简单，易于安装实现，能有效的减小减摇鳍的诱导阻力，提升襟翼减摇鳍的升力特性，防止水流介质空化现象的产生，提高襟翼减摇鳍的减摇效果，提高船舶航行的安全性和经济性。
附图说明
图1是安装有本发明的襟翼减摇鳍三维示意图；
图2是安装有本发明的襟翼减摇鳍侧视示意图；
图3是没有安装有本发明的襟翼减摇鳍产生的翼尖涡流三维示意图；
图4是没有安装有本发明的襟翼减摇鳍产生的翼尖涡流迎面示意图；
图5是安装有本发明的襟翼减摇鳍产生的翼尖涡流的迎面示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1和图2。该结构为船舶的襟翼减摇鳍，与具有襟翼的机翼型相类似，鳍轴z1和襟翼鳍轴z2与船舶船体相接，上鳍面1和下鳍面2的自由端分别为5和6，襟翼上鳍面3和下鳍面4的自由端分别为7和8，在自由端5、6、7、8出分别装有挡板9、10、11、12(10和12在图2中标出)。挡板包括上鳍面挡板9、下鳍面挡板10、上襟翼鳍面挡板11和下襟翼鳍面挡板12。
结合图3、图4和图5对襟翼减摇鳍翼尖涡流的产生和本发明减弱翼尖涡流的作用原理做进一步的说明。
如图3所示，襟翼减摇鳍通过鳍轴z1和z2与船体相接，处在水流场16中，假设减摇鳍在正攻角状态下工作，上鳍面1的水流流速变大，水流场的压力降低。下鳍面2的水流流速减小，水流场的压力增加，这样在上鳍面1和下鳍面2形成一个压力差，下鳍面1处流场压力大，上鳍面2处的流场压力小，水流将会从下鳍面2翻转到上鳍面1，形成翼尖涡流15。襟翼上鳍面7和襟翼上鳍面8处同样也会产生翼尖涡流。图4从襟翼减摇鳍的正迎面说明了翼尖涡流的流向过程。由于减摇鳍的工作性质，减摇鳍要工作在正、负攻角两个状态，在负攻角状态下工作时，翼尖涡流的流向正好与图4中的翼尖涡流15流向相反。
如图5所示，为安装了本发明的襟翼减摇鳍的正迎面示意图，在上鳍面1和下鳍面2的自由端分别装有挡板9和10，图5说明了襟翼减摇鳍工作在正攻角状态时翼尖涡流15的流向。襟翼减摇鳍在工作时，虽然会在上鳍面1和下鳍面2形成一个压力差，但是由于安装有挡板9和10的原因，挡板9会切断下鳍面向上翻转的大部分水流的流向，挡板10会切断流向上鳍面的大部分水流流向，从而减弱了翼尖涡流的产生。在减摇鳍负攻角工作时，挡板9会切断上鳍面向下翻转的大部分水流的流向，挡板10会切断流向下鳍面的大部分水流流向，翼尖涡流的流向与图5中15的流向相反。
翼尖涡流减弱以后，襟翼减摇鳍的诱导阻力随之降低，提高了减摇鳍的升力和水动力特性，提高了船舶航行的安全性和经济性。

Claims (2)

1.一种船舶襟翼减摇鳍降阻装置，包括一端带有鳍轴的鳍和一端带有襟翼鳍轴的襟翼，鳍轴和襟翼鳍轴与船舶船体相接，其特征是：在鳍的自由端的上鳍面上设置有上鳍面挡板，在鳍的自由端的下鳍面上设置有下鳍面挡板，在襟翼的自由端的上襟翼鳍面上设置有上襟翼鳍面挡板，在襟翼的自由端的下襟翼鳍面上设置有下襟翼鳍面挡板。
2.根据权利要求1所述的船舶襟翼减摇鳍降阻装置，其特征是：所述挡板有削尖和后掠。
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