喷水推进器

；?一牛f 喷 水 推 进 器 魏晓巍 6 6牛、 簦垂筻 摘 要 本文主要彳r绍俄罗斯 维特”科学生产联合公司在喷水推进器方面的开发情况，文章列出了几型喷 水推进器的主要性能参数。 捻罨 关键词 堕兰苎兰堡 坠生 糖 最 喷水推进器如今一致被公认是传统螺旋桨的一 种替代品．其结构简单，布置方便，应用范围正在不 断扩大，已不仅限于小型浅吃水船 喷水推进船舶具 有高度机动性和良好的倒航性能，没有附体，可在最 小吃水时工作 ，这些特点使喷水推进器已成为高速 船和浅吃水船不可替代的推进装置。喷水推进器的 水声特性也越来越引起人们的广泛关注。 “维特”(B“h )科学生产联 合公司的科研人员 与克雷洛夫中央科学研究院紧密合作，对俄罗斯喷 水推进器的发展作出了突出贡献。克雷洛夫研究院 的著名专家 C B 古利科夫、M．A．马夫留朵夫、B A 罗季奥诺夫和 A．A 鲁谢茨基长期从事喷水推进 器理论、流道和叶片系统几何尺寸方面的研究工作。 “维特”公司自其成立之目起就开始进行喷水推进方 面的工作，当初并人设计局(公司的前身)特种科研 实验的建立就是为了解决不用中间换能器而将压缩 气体(燃烧产物或空气)能量转化为液流能量的问 题。当时的工作成果之一就是为 Ⅱr．35和 204舰创 制了一种喷水推进器。其是一种管道中装有螺旋桨． 靠柴油机驱动的推进装置，还配有包括燃气轮机驱 动的压缩机在内的补充加速级。后来．随着更为经济 的船用燃气轮机动力装置的出现，这种双重工况的 喷水推进器被淘汰，但其研制时所积累的经验为后 来喷水推进器的发展奠定了基础。着重研究了螺旋 桨在水筒中工作的计算方法和喷水推进器的空泡问 题，还对多种工况喷口装置进行了检验，得到了有关 进水口的第一批实际数据。 70年代初，公司研制出它的首批“纯”喷水推进 器(见表)。 “维特”科学生产联合公司用于水面舰艇的喷水推进器主要性能 喷水推进器型式 驱动功率 叶轮直径 转速 使用船名和 单 级 双 缎 (kW (ram) (rlmin 已遣数量 供货年份 (或，设计号 带直流液压 2 1958 m L22 6 马达 带两圾被压 2425‘ l550 545 l0 l960 兀r．204 马达 3300’ l550 528 40 L968 nl】．2O4A 同上 4400’ L750 450 l8 1962一l970 Ⅲ ．35 普 罗米 修斯 ” 啊 l47L 736／8 L0 535 L55o／1600 82 L972一l 985 号 EIP 147 L 啊 1259 l73 735 636 L4 l973一 l 976 nl ．1259 气垫 艇 R_1 6 2650 l L00 1800 2 l974 R兀ll r丑 l 240 736 850 585 3 1975 nP l240 “海欧”号 啊 4 375 525 L500 2 1975 气垫船 r丑 1141 738 850 585 3 L976 Ⅱr．1“ l “海欧”号 B丑18 375 525 L500 2 L978 气垫船 气垫艇 BA 22 2650 920 l800 2 L983 『、BⅡ1i 加加拉”号 B丑8 35 280 1800 4 l975 L982 nl l4l0 r．／147M 736／810 535 l55o／l600 24 l980一L995 泥鳅 ”号 B l000 736 【 535 2400 l l996 *喷水推进器第一级功率 那时的喷水推进器以“普罗米修斯”型消防滑行 艇上使用的 r丑1471(见图1)为典型代表。其首制推 柏l L9gR年尊 ‘期 39 、1 ／ ／ 维普资讯 http://www.cqvip.com 进器样机由“维特”公司的“织女星”试验厂制造，并 在塞瓦斯托波里的海上试验站试验，而批量生产是 在塔干罗戈的“红色水压机”厂进行 图 l 喷水推进器 r丑1471(上图)和 B丑18(下图) ‘ 推进器 r兀1 471是双级轴流泵，流道进 口处有 进水口，出口处有倒航操舵装置，其艉轴支承叶轮， 通过高弹性联轴器与驱动电动机连接。安装在进口 管道上的推力轴承承受叶轮的推力，金属橡胶支承 轴承位于整流器的轮毂中。该推进器出流喷口的锥 管上有开孔，孔外罩有活动锥管。航行状态时开孔封 闭，以保证喷口出流的预定速度和在额定转速下使 用驱动电动机的全功率 在消防工况下，喷口上的开 孔打开，出流速度和使用功率降低，以确保喷水推进 器与艇上的消防泵协同工作时主机不过载 考虑到捎防船的机动性 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 高，其中特别是对 消防水枪反作用力的补偿要求，rⅡ1471装备了结 构独特的倒航操舵装置。正车时操舵控制，为把外部 阻力降至最小，将倒航操舵装置的转动喷口定在通 过导流叶片向船后喷水的位置 当舵转到与船中线 面垂直的固定位置时，停止向船后直接喷水，整个水 流方向通过转动喷口调节。当喷口转动时，喷水方向 改变，因而推力矢量方向也改变，这就保证了船的操 纵性 +并可在消防水枪工作时保持原地不动。当转动 喷口向与中线面垂直的方向喷水时，船在原地回转。 rⅡ1471成功应用的技术 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 使其保持了很长的生 命力。除“普罗米修斯”型艇外，这种推进器的改进型 还用在“泥鳅”型双轴消防船上。 当时，按照类似的水动力和结构型式还刨制出 4O 两种低速喷水推进器一 一r兀lI41和r兀124o，是在 off系列轴流泵的水动力模型基础上设计出来的 使用通用工业泵是想最大限度地利用这些泵的设计 经验以改善喷水推进器的推进性能和空泡性能。空 泡延缓问题的解决是依靠当时的传统方法——在一 个轴上依次安装两个带整流器的轴流泵 7O年代，新型动力支承船(水翼艇和气垫船)的 出现推动了对喷水推进器进一步细致深入的研究． 特别是侧壁式气垫船．使喷水推进器从根本上融入 了船的整体建造之中。用在这类船上的首批推进器 原打算使用传统结构的倒航操舵装置．例如 4 及其改进型B丑18(见图1) 但要想真正改善喷水推 进器 的性能和结构 ，就必须研制 出专门用于喷水推 进器的专用泵，同时还要解决其它一些问题．例如提 高泵的扬程+根本改善空泡性能，确保转速相对较高 时大功率叶轮的强度和艉部推力轴承的问题 对于高速船，特别是水翼艇来说，喷水推进器的 发展方向之一就是要研制出离心泵喷水推进器。7O 年代，国外发表了大量关于离心泵喷水推进水翼艇 的文章．推进器装在船体内部，进水口在承翼系统 中。这种喷水推进器有赦地解决了提高泵扬程的问 题，如果是双吸泵，还可将推力轴承的载荷降至最 小。与此同时，喷水推进器安装在船体内部也存在着 一 些明显的缺陷，即舷外水提升和运送的额外消耗， 而且水管的水力损失较高。因此，“维特”公司研制了 船体外部安装喷水推进器的结构型式(见图 2)。双 吸离心泵的叶轮装在固定于水翼支柱上的流线型壳 体内，壳体前部有平稳通入涡室的进水道 ，叶轮固定 在通入支柱内部的垂直轴上．这个结构经过精心研 究并在试验台上进行了试验。研制人员的主要任务 就是在保持叶轮直径，也就是保持泵效率的情况下， 尽可能地缩小壳体直径，结果得到的推进性能考虑 到了转角齿轮传动推进器水平面上的外部阻力。喷 水推进器的这种结构既保证了生态安全又非常简 单，无需减速器、推力轴承和舷外区的密封系统． 此沿用至今。 然而，研制人员的主要力量还是放在以叶片式 轴流泵为基础来完善喷水推进器的结构上。在研制 新概念喷水推进器的叶轮时，利用了通风管鼓风机． 火箭发动机燃油泵和高速航空泵的设计思想，还有 造船的经验。在相当短的时间内，这种泵组的首批摸 型在克雷洛夫研究院的实验室和公司在塞瓦斯托波 里的海上试验站进行了试验 这种泵的叶轮具有足 够大盘面比，叶片系统入口部分的设计保证了较高 的空泡性能，而主要荷载部分由于轮毂扩大而具有 一 种“斜向”流动的特点。象轴流泵一样，其泵室为 筒形，这对保证叶轮与泵室壳体之间留有必要空隙 维普资讯 http://www.cqvip.com 图 2 双吸离心式喷水推进器 l一离心泵叶轮j 2一推进器外壳； 3一水翼支柱 4一进水口： 5一尾轴 6一喷口 是很重要的。这种叶轮的水动力型式改善了空泡性 能，提高了扬程．并保证叶片系统的强度 ．降低尾轴 的轴向载荷。于是，叶轮轮毂直径顺流沿轴向加大． 一 方面减小作用在叶片上的力臂．以保证必要的储 备强度 ．另一方面减小反作用系数，降低尾轴受力 轮毂出口处相对较大的直径确保水流加速达到叶片 系统内的预定值 ，同时降低叶片间流道的扩散性．对 效率产生积极影响。 8o年代初，“维特”公司面临要为动力装置功率 29 41 2 kW 左右的高速船制造喷水推进器的任务。 在这种喷水推进器上打算要实现泵组与喷水推进器 一 体设计的新思路，选择钛作为喷水推进器的主要 材料．特别注意到设计的工艺性研究。施工图纸完成 后投入试生产，并在塞瓦斯托波里海上试验站的“奥 加”号浮动装置上准备好用于实机试验的试验台。 遗憾的是，这种推进器的制造由于造船计划暂 停而中断 但在这项工作进行的过程中解决了许多 方面的问题．其中包括水动力、强度 ，直径较大和几 何尺寸复杂的叶轮用特种台金制造的问题，推力卸 载装置和倒航操舵装置结构等方面．为研制任何实 际所需功率的喷水推进器奠定了基础。 精心研究的结构型式和 技术方案 房产测绘技术方案施工技术方案施工技术方案怎么写多媒体教室技术方案监控系统技术方案 被应用在一系 列喷水推进器的设计上并成功地进行了试验，其中 特别是安装在气垫艇 KBH11上的 B丑22 推进器叶 轮直径为 920 him．由两台M51 2柴油机驱动。图 3 所示为带倒航操舵装置气垫艇的艉端面视图。推进 器及其倒航操舵装置保证了艇的特性 因采用带转 动喷口的倒航操舵装置．艇在航行中表现出良好的 操纵性和倒航性能，并且保证了叶轮较高的空泡性 能．而从根本上不再采用那种两级结构。 今天的客户更喜欢由同一家厂商提供发动机和 推进器组台装置而不用分别购买主机、推进器、控制 系统并单独进行对接，这从技术维护保养的角度来 ‘船帖 L098年第 4期 图 3 带有倒航操舵装置，由B 22推进的气垫艇艉 端面视 图 说也很方便。 因此．“维特”公司就象对其它类型的推进器一 样 ，与柴油机公司协调好关系．与在高速船柴油机制 造方面领先的“明星”公司保持合作。图 4所示为发 动机推进器组台装置，主机功率 1100 kW．与“明星” 公司合作研制，用于航速 3o～4o kn的高速船艇。这 种装置的主要特点就是不用装倒顺车减速器或转角 齿轮传动装置．这就从根本上简化了结构和制造工 艺．提高了可靠性。 此外，还与“雷宾马达”公司合作 ．利用功率为 40 kW 和 55 kW 的兀 65 c和且 75 c柴油机．为小 型船队研制了类似的方案．这种推进装置由柴油机 直接驱动。 其它国家对喷水推进器亦有广泛应用．瑞典的 KaMeWa公司在这方面取碍了突出成绩 ，该公司的 喷水推进器使用比转速较低的混流泵 高推进性能 在很大程度上取决于进水口是否精心研制(从水动 力角度)并有足够的长度。叶片系统尽管有较高的泵 效率．还需要降低转速，这就在最终计算时使外形尺 寸有所增大并且一定要安装大传动比的减速器．俄 罗斯的科研人员在这些方面是相当有竞争力的。 图 4 用于高速船和摩托艇的 l 100 kW 发动机推进器 组合装置 (魏晓巍编译．王泽群校) 41 维普资讯 http://www.cqvip.com