[发明专利]一种气垫船模型垫升风机系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种气垫船模型垫升风机系统。

背景技术

气垫船的垫升系统是气垫船维持垫升状态的唯一装置，风机系统则是整个垫升系统动力的源泉。因此，在气垫船模型试验中，如何让气垫船在满足试验相似性要求的情况下垫升起来进行相关试验，是气垫船试验工作的重中之重。垫升状态下，垫升风机系统的相似性匹配最为关键，但这又是很难解决的问题之一，它需要让模型的风机特性曲线与实船的风机特性曲线相同。气垫船的风机系统对于空气流量，特别是风机总压都有着比较高的要求，同时实船用的垫升风机系统和试验用的垫升风机系统在尺寸、结构上有着很大的差别，而轴流式风机本身又存在喘振区（即风机性能不稳定区域），在要满足试验中风机性能特性曲线的相似，达到气垫船模型试验的垫升风机系统相似性要求，是非常困难的。

现有技术中，采用轴流式垫升风机进行气垫船模型试验时，为满足垫升风机系统的相似性要求，常采用两种方法。第一种方法是根据实船的风机性能进行相似性计算，获得试验用风机的相关性能指标，再选择专业厂家进行定制，但是由于试验用的风机体积小，转速高，风量和压力要求大，导致研发、制作费用非常高，成本太大；第二种方法是选择风机性能特性曲线在实际工作点附近区域尽可能相似的离心式垫升风机进行垫升，这也是目前气垫船试验中垫升系统所采用的主要方式。虽然离心式风机性能比较稳定，其风机特性曲线不存在喘振区，但采用离心式风机替代轴流式风机进行气垫船模型试验，还是存在不足之处：

1、轴流式风机与离心式风机的工作原理并不相同，气垫船模型要满足实船轴流式垫升风机系统性能特性曲线，采用离心式风机是无法完全模拟出实际的风机系统，其风机性能特性曲线也只能在特定的工作点附近尽可能达到相似性要求，对于垫升风机系统的相似性而言，这并不是理想的要求；

2、离心式风机尽管提供的风量较大，且性能较轴流式风机稳定，但它的风机压力总体偏低，而且结构更为复杂，重量也大得多。对于对风机压力与重量要求极为苛刻的气垫船试验来说，这是极其不愿意看到的状况。压力的不同和重量分布的改变都会不利于试验中气垫船结构与性能的相似性，对整个气垫船试验造成很大影响。

发明内容

本发明目的在于提供一种气垫船模型垫升风机系统，可以有效地达到试验中对轴流式垫升风机系统性能相似性的要求，实现在气垫船试验中对实船垫升风机系统性能特性曲线的模拟。

实现本发明目的技术方案：

一种气垫船模型垫升风机系统，气垫船模型本体内设有气道，其特征在于：气垫船模型本体上方设有垫升风机组，垫升风机组由两台风机串联组成，两台风机上、下设置；其中位于下部风机的出风口接套筒，套筒的底部与气垫船模型本体相接，套筒与气垫船模型本体内的气道相通。

套筒上开有多个排气孔，用于调节风机性能。

套筒呈喇叭形。

两台风机的外壳体通过环套连接固定。

两台风机型号相同，且均为轴流风机。

设有4组垫升风机组，每2组垫升风机组接1台垫升风机控制器。

本发明具有的有益效果：

本发明用串联式轴流风机的气垫船模型垫升风机系统，可以在不改变风机类型的基础上，保持进气流量的同时增大风机系统的压力，能够有效的提高风机系统的工作性能；同时在风机出气套筒处进行开孔排气，调整排气面积的大小，就可以有效的调整轴流式风机的喘振区域。本发明能够有效的实现气垫船模型试验中轴流式垫升风机与实船轴流式风机的性能特性曲线相似或相同，从而解决气垫船模型试验轴流式垫升风机系统的相似性要求。本发明整个风机系统可通过一套控制系统进行调节，可以将风机转速稳定控制在需要的阶段，达到相应的进气流量和压力要求。本发明串联式风机在重量上还是比离心式风机轻，对模型的重量和结构均影响不大，而且风机采用现有的成品，成本相对低廉，对于需要采用轴流式风机的气垫船模型试验而言，这是一种切实可行、简单方便的气垫船模型垫升风机系统。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明模型风机机组与实船风机的特性曲线对比图。

具体实施方式

如图1所示，气垫船模型本体内设有气道6，气垫船模型本体上方设有垫升风机组，垫升风机组由两台风机串联组成，风机采用现有风机，且风机型号相同，均为轴流风机。两台风机上、下设置，上部风机的外壳体1和下部风机的外壳体2通过环套3连接固定。环套3采用铝制环套，环套3的内径与风机内径一致，根据需要改变该环套的高度可以调整风机组的重心高以及两台风机之间的间隔。