[发明专利]混杂夹层复合材料可拆卸式导管结构

说明书

本发明公开了一种混杂夹层复合材料可拆卸式导管结构，包括无轴泵喷推进器导管，无轴泵喷推进器导管为可拆卸式导管结构，包括能拆卸连接的第一分段和第二分段；第一分段和第二分段均有沿壳体以及端板边缘设置的搭接边，搭接边分为沿壳体边缘的环向搭接片和位于端板边缘的径向搭接片；第一分段和第二分段上的环向搭接片内外叠置后通过螺钉机械连为一体，第一分段和第二分段上的径向搭接片内外叠置后通过螺钉机械连为一体；第一分段和第二分段上的凹槽对接形成一适合集成电机端部卡入的卡槽。本发明目的是提供一种无轴泵喷推进器混杂夹层复合材料可拆卸式导管结构。

技术领域

本发明涉及船舶推进器技术领域，涉及具有低噪声和高临界航速特征，可以用于实现水下潜器电力无轴推进技术的集成电机泵喷推进器，特别涉及混杂夹层复合材料可拆卸式导管结构。

背景技术

泵喷推进器(Pumpjet,简称泵喷)是一种旋转组合式水动力推进器，由轴对称环形导管以及导管内的旋转和静止叶栅组成。旋转叶栅和静止叶栅分别称为叶轮和定子。导管剖面通常为机翼型，一般设计为减速型导管，可以使流经叶轮叶片的水流减速以延迟空化产生，改善泵喷空化性能和辐射噪声性能。定子可以位于叶轮前或叶轮后，分别称为前置定子式泵喷和后置定子式泵喷。前置定子式泵喷目前主要用于核潜艇推进，后置定子式泵喷目前主要用于鱼雷推进。

泵喷的工作原理与水面船舶推进用的喷水推进器类同，也是由通过推进器水流的动量差决定产生净推力的大小。泵喷的突出优点是辐射噪声低、临界航速高。噪声低的主要原因是：①叶片数多，单位叶片面积的负载小；②导管对辐射噪声具有一定的屏蔽和吸声作用；③脉动压力幅值比螺旋桨小，产生的低频线谱噪声更低。临界航速高的主要原因是：采用前置定子和零推力或小推力导管，可以有效改善叶轮进流条件，减小叶梢负载，从而延迟叶轮叶片的叶梢空化初生时机。低噪、高临界航速的优点决定了前置定子式泵喷是潜器理想的推进器。

前置定子式泵喷未能在常规潜艇上获得大范围应用的主要原因是：配重难、辐射噪声难控制、设计难度大。为了解决配重和噪声问题，“机敏”级核潜艇泵喷制造商Rolls-Royce公开的泵喷专利中([1]Banks S,Fowler J O.Submersible propulsion unit(水下推进装置),United States Patent,No.US8147284B2,2012-4-3)将泵喷的定子导管结构采用了碳纤维复合材料，而叶轮仍然采用金属结构，如镍-铝-铜或者是钢。由此可以推断，复合材料的应用是泵喷成功用于核潜艇推进的关键技术之一。在“泵喷-艇体”声学激励系统中，除了泵喷和艇体自身的辐射噪声外，泵喷脉动推力和力矩通过推进轴系激励艇体辐射噪声也是一个重要的噪声源，并且在短时间内还无法找到有效的抑制该噪声源的措施。为了从源头上切断推进器声源通过轴系传播，美国海军和国防预先研究计划局(DARPA)于2004年联合发起了Tango Bravo项目。该项目拟取得的五项突破技术第一条即是实现无轴推进，以期望从源头上抑制推进器激励产生的低频线谱噪声分量[2]DARPATANGOBRAVO.16February 2011，USA.)。为了实现无轴推进，计划于2027年服役的“俄亥俄”级改进型弹道导弹核潜艇将采用集成电机泵喷推进器([3]Unite States Naval Institute,Ohioreplacementprogram,USA,2012.12.Wikipedia)。