[发明专利]脉动螺旋推进器

说明书

技术领域

本发明涉及机械设备零件，具体是一种脉动螺旋推进器。

背景技术

船在高速航行时，根据在作用力和反作用力做功时，质量小速度快的一方消耗更多的能量，速度越快能量消耗越大。因为船喷水的速度远大于船的航行速度，喷出水的质量远小于船的质量，因此喷水消耗的能量远大于船推进所需的能量，究竟有多少功率用于船克服阻力保持匀速前进，多少功率变为喷水的动量损失。通过下面的例子可以估算出，总功率中有百分之多少用于船的推进，多少被抛弃在波涛汹涌的尾流中。

根据牛顿第二定律 F=M*A推导：

船：F=M₁*A₁，M₁：船的质量，A₁：船的加速度

水：-F=M₂*A₂，M₂：水的质量，A₂：水的加速度

其中加速度 A=(v-v₀)/t=v/t，因为v₀=0；

F= M₁*V₁/t

-F=M₂*V₂/t

由于作用力=反作用力，

M₁*V₁/t=M₂*V₂/t，因此 M₁*V₁=M₂*V₂

假设船质量M₁为1000吨，速度V₁每秒10米，假如船每秒喷水M₂=100吨，那么水速V₂=M₁*V₁/M₂=1000*10/100=100米/秒。

因此水的动能为 E=1/2*M₂*V₂^2=1/2*100000*100^2=500000000公斤/米

船的动能为 E=1/2*M₁*V₁^2=1/2*1000000*10^2=50000000公斤/米

船所获得的动能只有水动能的1/10。

从这个结论可以看到水所消耗的能量远大于船推进的能量，10000马力的船其中9000马力作用水的动能，1000马力用于船的推进。其中水速越快能量消耗越大，水速以指数的方式增长消耗能量。因此现代的大型商船普遍采用大直径的螺旋桨来增加排水质量，降低排水速度以提高船的航行效率。目前的大型商船采用直径10米的螺旋桨，转速100转/分钟，排水速低于50米/秒。但是大直径的螺旋桨不适合高速航行，一般航速越快螺旋桨排水的速度就需要更快，一般航速超过30节的船只就需要使用喷水速度更快的喷水推进器，这样无疑大量的能量消耗于水的动能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高船的推进效率、减少能耗的脉动螺旋推进器,以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

脉动螺旋推进器，由3-15组螺旋桨组成，所述螺旋桨由10-300个叶片组成，叶片的长与宽的比例为20-100: 1。

作为本发明进一步的方案：螺旋桨采用轻质材料。 

作为本发明进一步的方案：叶片采用柔性或弹性薄片。

作为本发明进一步的方案：所述脉动螺旋推进器还用于飞行器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明大幅度提高船的推进效率，在同样的航速下大幅度减小发动机的功率，减小发动机的尺寸和重量，减少燃油消耗，减少废气排放。适用于高速航行的船只，解决了高速船只航行效率低下的问题，同时也适合低速船只的使用。船只航行时减少浪花和尾流，特别对内河航行的船只，汹涌的尾流会影响两岸和周边船只的航行，在内河高速航行甚至会掀翻小船破坏岸边的设施。可以使船只提高航速减少航程时间，同样可以减少能源的消耗，同时节约了时间。本发明同样适用于飞行器，可以极大的减少能量的损耗，减少大气的污染。

附图说明

图1是本发明的脉动推力图；

图2是本发明的脉动速度图；

图3是本发明的结构示意图。

具体实施方式