泵推进器设计步骤:
1、以33号减速导管参数建立导管模型进行设计导管长度取为0.8D设计初始阶段可取33号导管的1/3倍厚度分布和0.05倍拱度分布作为设计初值即fk=0.05。
2、 面元法预报导管的力Td及流场,由于导管的力受径向速度的影响较大。因此设计中要充分考虑艇体的径向伴流的影响。导管的诱导速度以轴向诱导速度为主,由于轴对称性,周向诱导速度为0。
3、将导管在桨盘面处的诱导速度计入伴流中,考虑轴向伴流和周向伴流根
据转速、推力、推力减额等设计条件,以设计要求推力减去导管的推力和定子的推力作为转子实际产生推力,应用变分法进行转子最佳环量的计算。
4、由艇体航行速度、轴向伴流、导管和其它附体的轴向诱导速度计算转子前
端的来流速度。
5、 应用升力法设计转子剖面建立转子模型。
6、导管和转子确定后,通过直接求解方法计算导管和转子的性能按图5.3或5.4的方法设计前置定子或后置定子,建立定子模型。前置定子一般采用对的
NACA翼型,后置定子可以设计为有拱度分布的翼型。
7、应用面元法预报泵喷推进器性能。导管和转子以直接求解方法计算,导管和转子系统与定子的干扰以诱导速度势迭代计算,在导管和转子与定子的迭代中根据定子和导管的径向诱导速度修正转子尾涡模型。
8、 判断泵喷推进器的推力系数和转矩系数和上一次设计结果是否收敛,如果不收敛,则需要计入转子诱导速度的影响,重新计算导管、定子在桨盘面处的诱导速度及其产生的力Td、Tf,从步骤3开始重新进设计。
(1)推进效率高。泵喷推进器的定子可以减少推进器尾流中的旋转能量损失,增加有效的推进能量:泵喷推进器的导管(无论是减速导管还是加速导管)可以减少转子叶稍滑流损失、增加有效推力,从而提高泵喷推进潜艇的推进效率。
(2)辐射噪声低。泵喷推进器的辐射噪声低是由于:①泵喷推进器的转子在导管内部,导管可起到屏蔽和吸声的作用,另外,位于前方的定子可以使转子进流场更均匀,从而减少转子的脉动力,降低推进器的线谱辐射噪声,②泵喷推进器旋转叶轮(转子)的直径一般小于螺旋桨,在相同转速下,泵喷推进器桨叶的旋转线速度较低,可以降低推进器的旋转噪声。
(3)临界航速高。潜艇的临界航速是指潜艇在一定潜深下推进器不产生空泡的航速。泵喷推进器采用减速导管和前置定子,使转子叶片处的进流场速度相对较低且更均匀,从而有效推迟了叶片梢涡空泡和桨叶空泡的产生,提高了潜艇的低噪声航速。
(4)构造复杂、重量大。泵喷推进器是一种组合式推进器,构型和结构比螺旋桨要复杂得多。