1. 国外船舶螺旋桨的计算机辅助设计与制造检索式
螺旋桨是指靠桨叶在空气或水中旋转,将发动机转动功率转化为推进力的装置,可有两个或较多的叶与毂相连,叶的向后一面为螺旋面或近似于螺旋面的一种推进器。螺旋桨分为很多种,应用也十分广泛,如飞机、轮船的推进器等。
1752年,瑞士物理学家白努利第一次提出了螺旋桨比在它以前存在的各种推进器优越的报告,他设计了具有双导程螺旋的推进器,安装在船尾舵的前方。1764年,瑞士数学家欧拉研究了能代替帆的其它推进器,如桨轮(明轮)。喷水,也包括了螺旋桨。
1836年,英国的“阿基米德号”使用了螺旋推进器,那是一个木制的长长的像螺丝钉的螺杆。开始试验时,它以每小时4海里的航速航行。突然,水中的障碍物碰断了螺杆,只剩了一小截。正当造船工程师史密斯急得不知所措时,这船却意外地加快了速度,达到每小时13海里。这事启发了造船工程师们,他们把长螺杆变成短螺杆,又把短螺杆变成叶片状,螺旋桨就这样诞生了。
潜水器和潜艇在水面下活动,传统的桨、帆无法应用,笨重庞大的明轮也难适应。于是第一个手动螺旋桨,不是用在船上,而是作为潜水器的推进工具。
蒸汽机问世,为船舶推进器提供了新的良好动力,推进器顺应蒸汽机的发展,成为船舶推进的最新课题。
第一个实验动力驱动螺旋桨的是美国人斯蒂芬,他在1804年建造了一艘7.6米长的小船,用蒸汽机直接驱动,在哈得逊河上做第一次实验航行,实验中发现发动机不行,于是换上瓦特蒸汽机,实验航速是4节,最高航速曾达到8节。
斯蒂芬螺旋桨有4个风车式桨叶,它锻制而成,和普通风车比较它增加了叶片的径向宽度,为在实验中能选择螺距与转速的较好配合,桨叶做成螺距可以调节的结构。在哈得逊河上两个星期的试验航行中,螺旋桨改变了几个螺距值,但是实验的结果都不理想,性能远不及明轮。这次实验使他明白,在蒸汽机这样低速的条件下,明轮的优越性得到了充分发挥,它的推进效率高于螺旋桨是必然的结论。
阿基米德螺旋的引入,最早见于1803年,1829年有英国的阿基米德螺旋桨的专利。并在此基础上于1840- 1841年建造了一些民用的螺旋桨。1843年,英国海军在“雷特勒”号舰上,第一次以螺旋桨代替明轮,随后由斯密士设计了20艘螺旋桨舰,参加了对俄战争,斯密士成为著名人物。
1843年,美国海军建造了第一艘螺旋桨船“浦林西登”号,它是由舰长爱列松设计,在爱列松的积极推广下,美国相续建造了41艘民用螺旋桨船,最大的排水量达2000吨。
尽管英、美等国取得了一些成功,但是螺旋桨用作船舶推进还有很多问题,如在木壳船上可怕的振动,在水线下的螺旋桨轴轴承磨损,桨轴密封,推力轴承等。
随着技术的进步,螺旋桨的上述缺陷,一个一个地克服,以及蒸汽机转速的提高,愈来愈多螺旋桨在船上取代明轮。到1858年,“大东方”号装有当时世界上最大的螺旋桨,它的直径有7.3米,重量达36吨,转速每分种50转,当时,推进器标准不再具有权威性,由于螺旋桨的推进效率接近明轮,而且它却具有许多明轮无法竞争的优点,明轮逐步在海船上消失。
在科学技术发展过程中,许多机械装置的性能在人们还不太清楚的时候,就已经广泛使用了。但是人们在不完全理解它的物理规律和没有完整的理论分析以前,这些装置很难达到它的最佳性能。螺旋桨也不例外,直到1860年,虽然它在海船上已经成为一枝独秀,但是它的成就全都是依靠多年积累的经验。螺旋桨的进步,只依靠专家们的直观推理,已经不能满足船舶技术的发展需要,它有待科学家对其流体动力特性做出完整的解释,这就促使螺旋桨理论的发展。
螺旋桨的理论研究,在船舶技术发展过程中,它比任何一个专业领域都做得多,从经验方法过渡到数字化设计,再进而应用计算机技术进行螺旋桨最佳化的设什。一个好的螺旋桨其设计是非常重要的,模型试验也起着主要的作用。
2. 船舶螺旋桨理论与应用
螺旋桨是指靠桨叶在空气或水中旋转,将发动机转动功率转化为推进力的装置,可有两个或较多的叶与毂相连,叶的向后一面为螺旋面或近似于螺旋面的一种推进器。螺旋桨分为很多种,应用也十分广泛,如飞机、轮船的推进器等。
中文名
螺旋桨
外文名
propeller
原理
旋转后产生反推力
始祖
阿基米德螺旋泵,竹蜻蜓
3. 船用螺旋桨设计软件
ansys公司 FLUENT软件几乎成为航空领域CFD分析的标准,特别是在ANSYS公司收购FLUENT以后针对航空领域做了大量高技术含量的开发工作,FLUENT内置六自由度刚体运动模块配合强大的动网格技术用于模拟飞行器外挂物分离、领先的转捩模型精确计算层流到湍流的转捩以及飞行器阻力精确模拟、非平衡壁面函数和增强型壁面函数+压力梯度修正大大提高边界层回流计算精度、多面体网格技术大大减小网格量并提高计算精度、密度基算法解决高超音速流动、高阶格式可以精确捕捉激波、噪声模块解决航空领域的气动噪声问题、非平衡火焰模型用于航空发动机燃烧模拟、旋转机械模型+虚拟叶片模型广泛用于螺旋桨旋翼CFD模拟、先进的多相流模型+动网格技术用于恶劣飞行条件下的结冰数值模拟、HPC大规模计算高效并行技术,这些都是航空领域CFD计算的关键技术。
4. 船舶螺旋桨设计软件
第一,安全飞行:
遥控飞行器不同于相机和运动相机,其危险系数较高,但是如果遵守飞行守则,飞行的安全系数还是很高的。那么如何保证安全飞行呢?
1. 特别对于初学者来说,在空旷的地方飞行,尽管飞行时不必抬头一直盯着飞行器,但是要保证飞行器一直处于视野范围内,高楼和植被的阻挡有时会影响遥控和实时信号。
2. 有时候因为GPS或者遥控信号丢失,飞行器会尝试自动返航,但是飞行器并不能预见周围的障碍物,此时应该使用遥控器的S1开关紧急取回遥控权。
3. 不要忽略启动相机后APP的任何提示。云台故障,SD卡未插入,矫正指南针等等提示都非常重要,忽略提示强行起飞,非常容易造成事故。
4. 时常检查。首先是检查电池寿命,按住电源五秒可以显示电池总寿命,一般来说4盏灯有三盏以上常量代表电池寿命正常。电池寿命下降时候有时会造成供电不稳定,飞行器会无预警下降。第二就是检查螺旋桨状态,这是飞行器最容易损坏的部件,要经常检查是否有缺损或者是裂痕。
5. 注意相关飞行的法律法规,比如在美国,所有国家公园内是禁止飞行的,还有很多地区也有相关的禁飞条例,请获取许可或询问后再进行航拍。
6. 海拔高度很重要,飞行器的升力有限,在高海拔地区会用升力不足的情况难以控制,要注意各个型号标称的最高飞行海拔高度
5. 船用螺旋桨技术研究及系列图谱
一是固定螺距螺旋桨这种螺旋桨的桨叶安装角度是固定的,也就是桨叶是一个整体,当船舶倒退时螺旋桨必须反转,这可以通过反转离合器,或者主机的转动方向来实现。而当船舶靠码头时,螺旋桨停止转动,固定螺距螺旋桨具有坚固、不易受损以及节能等优点,适用于小型轮船。
二是可变螺距螺旋桨也称可变螺距螺旋桨,它可通过毂内机构转动螺旋桨叶,以调节桨叶转动的螺距和角度来适应各种场景需求的螺旋桨。可变螺距螺旋桨的桨叶并没有直接固定在桨毂上,而是围绕着垂直于桨轴的轴线转动,通过桨毂内的机构改变螺距角度,从而改变推进功率的大小和方向。可变螺距螺旋桨非常适合用于,载重或者功率变化较大的轮船,例如说破冰船、拖船以及渔船等。
三是带导流罩螺旋桨导流罩的目的是增加螺旋桨的推力,由于进入导流罩的水流速度高于螺旋桨外的水流速度,产生的压力增加后螺旋桨的推力自然也就会增长。导流罩还可以减少噪声和震动,并且还会非常的节能,带导流罩的螺旋桨适用于挖泥船、渔船和供应船。
6. 船外机螺旋桨结构
在大吨位船舶中螺旋桨越大动力越好,是的。
要看船的的大小、发动机输出功率、吃水线高、船的流体阻力等很多因素,一般都是高速小螺旋桨,低速大螺旋桨,前者适用吨位较小的船舶800rpm每分以上,后者300-450转每分钟,如果发动机功率较小的中型货轮一般都是300转,实际上转速不一定越高越好主要看发动机的输出功率和螺旋桨的构造会不会浪费动力,假设即使发动机的功率很高转速也很高桨叶也很大可是桨叶设计不适用于高速水流的结构也白搭。