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 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf )。 “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 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 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 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 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