可變形槳葉的船用螺旋槳的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及可變形槳葉的船用螺旋槳。
【背景技術】
[0002]船用螺旋槳作為水面或水下航行器使用最廣泛的推進設備，自其問世以來就發揮著不可替代的作用，無論是水面航行器，如艦船、魚雷等，還是水下航行器，如潛艇，潛航器等，它們的推進都離不開螺旋槳。目前，大多數水面和水下航行器所采用的螺旋槳，其設計方案主要有兩種:方案一是特定幾何形狀螺旋槳設計方案，在設計工況下，該螺旋槳能夠獲得最佳的動力性能，這種設計方案也是目前最常用技術最成熟的設計方案；方案二是可調螺距螺旋槳設計方案，該螺旋槳可以在一定范圍內改變其傾角從而使螺距發生改變，以適應不同工況下的航行。上述兩種設計方案都有其共同的特點，其中一個最明顯的不足之處就是:在非設計工況下比如高機動行駛時，螺旋槳性能有明顯下降。由于這一原因，使得我們必須尋找新的方法來設計船用螺旋槳，從而提高船用螺旋槳的性能。
【發明內容】
[0003]本
【發明內容】
是為了解決傳統船用螺旋槳在非設計工況下比如高機動行駛時，螺旋槳性能有明顯下降，須尋找新的方法來設計船用螺旋槳，提高船用螺旋槳的性能，進而提供可變形槳葉的船用螺旋槳。
[0004]本發明為解決上述問題而采用的技術方案是:
[0005]可變形槳葉的船用螺旋槳，它包括槳轂和多個槳葉，槳葉包括槳葉體和槳葉骨架，槳葉骨架包括骨架主梁、第一排合金絲和第二排合金絲，第一排合金絲和第二排合金絲對稱設置在骨架主梁的兩側，槳葉骨架安裝在槳葉體上，多個槳葉體沿徑向安裝在槳轂上。
[0006]本發明的有益效果是:通過對螺旋槳不同工況下的性能進行測試和分析，確定每種工況下最理想的螺旋槳構型，從而確定變形方案是整體變形還是局部變形；確定某一工況下最理想的變形方案后，在該工況時，給相應的某幾根或全部的第一排合金絲6和第二排合金絲7中的合金絲通電，則每根合金絲在通電后放熱，使得合金絲所在區域的形狀記憶聚合物復合材料溫度升高，當溫度升高至玻璃化轉化溫度(玻璃化轉化溫度為形狀記憶聚合物由剛度較大的玻璃態向剛度較小的橡膠態轉化的特征溫度)以上時，該區域剛度急劇減小，從而合金絲得以彎曲變形，從而驅動該區域彎度改變，在這一區域溫度降低至玻璃化轉化溫度以下后，該區域的形狀記憶聚合物變為玻璃態，剛度回復初始狀態；若再次進行降溫，直到合金絲又回復至直線形狀的趨勢時，此時由于形狀記憶合金和螺旋槳葉變形不協調導致有預應力存在，迅速加熱形狀記憶合金絲至形狀記憶聚合物的玻璃化轉化溫度，此時形狀記憶聚合物回復至初始狀態，即螺旋槳葉回復至初始狀態。同一轉速下，螺旋槳的不同形狀對應于不同的推進力和推進效率，該方案可實現螺旋槳推進力的改變，且在不同轉速下保持螺旋槳均具有相對更高的推進效率和更大的推進速度以及推進力，在最高轉速下具有相比同類螺旋槳更高的推進速度和更大的推進力，當船舶處于巡航狀態時，可以使螺旋槳發生某種變形使其工作效率最高，從而節省燃料，當螺旋槳負荷過重時，通過改變其局部彎度可以輕松卸掉部分載荷，在保護螺旋槳少受損傷的同時，也避免因變換船舶主機的工作模式而帶來的沖擊破壞，該螺旋槳的高度靈活性和多工作模式必將極大的提高其綜合性能，使其更加適應于復雜的海洋環境，使螺旋槳具有高效率、大推進力、高機動性的效果，螺旋槳的不同形狀局部變形或整體變形可實現不同工況下高效率或高機動運行，提高螺旋槳對不同復雜工況的自適應性。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發明整體結構正視圖，圖2是本發明整體結構軸測圖，圖3是雙向形狀記憶合金的溫度與彎曲變形的關系曲線圖，橫坐標是加熱溫度，縱坐標是變形程度，變形程度以合金絲的彎曲角度計算，該形狀記憶合金絲為雙向形狀記憶合金絲，其初始形狀為直線狀(T = 20°C )，為使其變形，給合金絲通電后，合金絲發熱升溫，直至溫度超過150°C (20°C?150°C為階段a)，合金絲開始發生彎曲變形，直至升溫至170°C變形最大(150°C?170°C為階段b)，此時的合金絲彎曲角度為10° ;若想使合金絲回復至原始形狀，減小通電電流，合金絲溫度開始下降，直至下降至低于40 °C (170°C?40 °C為階段c)，合金絲開始回復至直線形狀，直至20攝氏度回復完成(40°C?20°C為階段d)。
【具體實施方式】
[0008]【具體實施方式】一:結合圖1-圖2說明本實施方式，本實施方式所述可變形槳葉的船用螺旋槳，它包括槳轂1和多個槳葉2，槳葉2包括槳葉體3和槳葉骨架4，槳葉骨架4包括骨架主梁5、第一排合金絲6和第二排合金絲7，第一排合金絲6和第二排合金絲7對稱設置在骨架主梁5的兩側，槳葉骨架4安裝在槳葉體3上，多個槳葉體3沿徑向安裝在槳轂1上。
[0009]【具體實施方式】二:結合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式可變形槳葉的船用螺旋槳，所述骨架主梁5為空心管體，其它與【具體實施方式】一相同。
[0010]【具體實施方式】三:結合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式所述可變形槳葉的船用螺旋槳，所述第一排合金絲6是由多個長短不同的合金絲并排平行設置組成，第一排合金絲6上相鄰兩個合金絲間的距離為螺旋槳梢圓直徑的1/48?1/10，且每個合金絲的長度為骨架主梁5到螺旋槳導邊或螺旋槳隨邊距離的1/2?9/10，第二排合金絲7是由多個長短不同的合金絲并排平行設置組成，第二排合金絲7上相鄰兩個合金絲間的距離為螺旋槳梢圓直徑的1/48?1/10，且每個合金絲的長度為骨架主梁5到螺旋槳導邊或螺旋槳隨邊距離的1/2?9/10，梢圓即螺旋槳旋轉時，槳葉葉梢所畫的圓形軌跡，把螺旋槳槳葉葉梢(槳葉頂點)作為分界，槳葉葉面邊緣分為了兩段。“靠近”螺旋槳轉向的一邊則是導邊，另一邊就是隨邊。其它與【具體實施方式】一相同。
[0011]【具體實施方式】四:結合圖1-圖2說明本實施方式，本實施方式可變形槳葉的船用螺旋槳，所述第一排合金絲6上每個合金絲的兩端分別通過導線接入電源的兩極，第二排合金絲7上每個合金絲的兩端分別通過導線接入電源的兩極，且第一排合金絲6上每個合金絲的兩個導線和第二排合金絲7上每個合金絲的兩個導線設置在骨架主梁5的空心管體內，其它與【具體實施方式】一相同。
[0012]【具體實施方式】五:結合圖1-圖3說明本實施方式，本實施方式所述可變形槳葉的船用螺旋槳，所述骨架主梁5是由輕質金屬或復合材料制作制成的骨架主梁，所述骨架主梁5的長度為螺旋槳梢圓直徑的1/3?1/2，其它與【具體實施方式】一相同。
[0013]【具體實施方式】六:結合圖1-圖2說明本實施方式，本