[发明专利]一种自适应偏转前缘的变形舵叶及偏转方法

说明书

本发明涉及一种自适应偏转前缘的变形舵叶及其偏转方法，该变形舵叶包括舵叶主体和偏转装置，舵叶主体包括第一侧壁、第二侧壁和前缘壁，第一侧壁和第二侧壁相交形成尾缘棱，前缘壁的两端分别与第一侧壁和第二侧壁远离尾缘棱的一端连接，偏转装置设置于前缘壁远离尾缘棱的一侧，用于改变舵叶的前缘偏转角度，偏转装置包括若干舵层偏转组件，若干偏转组件沿尾缘棱的长度方向间隔分布在前缘壁远离尾缘棱的一侧。本发明提供的自适应偏转前缘的变形舵叶及其偏转方法，在复杂的水体下，若干层偏转组件能够根据水体垂向不同高度的实际入流角与入流速度大小灵活改变偏转角度，实现舵叶前缘能够在复杂且不均匀的螺旋桨后尾流场环境中产生较好的水动力性能。

技术领域

本发明涉及船舵技术领域，尤其涉及一种自适应偏转前缘的变形舵叶及偏转方法。

背景技术

船舶的操纵往往通过操舵来实现，船舵是一种用于操纵和控制船舶航向的装置，其一般安装于船舶的尾部，又称为船尾舵。而舵叶则是产生舵作用力的本体，通过舵叶面转过一定舵角后产生的升力形成船舶的转向力矩。舵叶的升力大小决定了船舶操纵性的优劣。

现有的大部分舵叶安装在螺旋桨后，由于螺旋桨后的旋转尾流场非常复杂且不均匀使得舵叶沿垂向不同高度的实际入流角及入流速度大小往往是不同的，造成传统平板舵沿着垂向高度升阻比不均匀且不一致，往往不能达到最佳的水动力效果；在直航运动时，0度舵角下传统平板舵依然会产生较小的横向力，需要频繁小幅操舵才能保持直航；在操纵运动时，固定舵角下部分舵叶，实际入射攻角较小舵效不佳，而部分舵叶实际攻角超过失速角，产生失速。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种自适应偏转前缘的变形舵叶及偏转方法，用以解决现有技术中舵叶在复杂且不均匀的螺旋桨后尾流场环境中流场利用不充分的问题，提升船舶直航稳定性和操纵性能。

本发明提供一种自适应偏转前缘的变形舵叶，包括舵叶主体和偏转装置，所述舵叶主体包括第一侧壁、第二侧壁和前缘壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁相交形成尾缘棱，所述前缘壁的两端分别与所述第一侧壁和第二侧壁远离所述尾缘棱的一端连接，所述偏转装置设置于所述前缘壁远离所述尾缘棱的一侧，用于改变舵叶的前缘偏转角度，所述偏转装置包括若干舵层偏转组件，若干所述舵层偏转组件沿所述尾缘棱的长度方向间隔分布在所述前缘壁远离所述尾缘棱的一侧。

进一步的，若干所述舵层偏转组件沿所述尾缘棱的长度方向间隔均匀的分布在所述前缘壁远离所述尾缘棱的一侧。

进一步的，所述舵层偏转组件包括至少两个偏转骨架和至少两个驱动装置，至少两个所述偏转骨架依次可转动的连接形成偏转骨架链，所述偏转骨架链靠近所述前缘壁的一端连接于所述前缘壁远离所述尾缘棱的一侧，所述驱动装置与所述偏转骨架一一对应设置，用于驱动所述偏转骨架链中的任一所述偏转骨架的转动。

进一步的，所述自适应偏转前缘的变形舵叶还包括柔性蒙皮，所述柔性蒙皮滑动覆盖于所述偏转装置的外表面。

进一步的，每一所述偏转骨架靠近所述柔性蒙皮的一侧开设有滑槽，所述柔性蒙皮与每一所述滑槽对应的位置设置有滑动铰，所述滑动铰与所述滑槽配合滑动。

进一步的，所述自适应偏转前缘的变形舵叶还包括两块密封板，两块所述密封板分别与所述第一侧壁和第二侧壁垂直于所述尾缘棱长度方向的两侧密封连接。

进一步的，所述自适应偏转前缘的变形舵叶还包括至少两个传感器，每一所述传感器与所述偏转骨架一一对应设置，用于实时测量偏转角度。