[发明专利]一种带主动调节整流翼的水下泵喷推进器

说明书

本发明提供了一种带主动调节整流翼的水下泵喷推进器，属于水下推进器技术领域，包括导流罩、螺旋桨、动力电机、驱动器、后整流翼、前整流翼、调节电机、主齿轮和从齿轮，所述的导流罩、螺旋桨、前整流翼和后整流翼组成三级泵喷推进器结构，后整流翼为三体分段式结构，通过主齿轮和从齿轮与调节电机相连，调节电机根据螺旋桨的转速信号对后整流翼的攻角角度进行主动调节。本发明的有益效果为：具有前置定子式和后置定子式泵喷推进器各自的优点，可根据实际工作条件和需求，对后置定子的偏转攻角进行主动调节，从而能够始终确保转子处于较高的推进效率和水动力性能，扩大泵喷推进器高效区间范围和环境自适应能力。

技术领域

本发明涉及水下推进器技术领域，尤其涉及一种带主动调节整流翼的水下泵喷推进器。

背景技术

泵喷推进器是近年来发展起来的一种推进形式，由环状导管、定子和转子构成的组合式推进装置，可根据转子和定子的前后位置分为两类：定子布置在转子的前面称为“前置定子式”，定子布置在转子的后面则称为“后置定子式”。“前置定子式”泵喷推进器的定子可以使流入转子的水流产生预旋，起到均匀来流的作用、改善转子的进流条件，从而降低推进装置的噪声和转子负载，但对提高转子的推进效率贡献度稍低。“后置定子式”泵喷推进器由于定子可以回收转子尾流中的部分旋转能量，使得转子的推进效率相对较高，但对噪声抑制方面的贡献度较低。

此外，水下航行器均存在一个航行速度区间，航行速度通常是通过调节转子的转速进行控制，而转子在不同转速情况下产生的流体扰动结构也不同，现有的泵喷推进器的定子结构均为固定式结构，只能按照某一个工况条件进行设计，无法根据不同工况条件进行主动调节，从而使得现有泵喷推进器的高效工作区间局限于很小的一个范围内，无法适应复杂多变的海洋环境和水下作业任务的需求。

因此，研发一种能够根据实际工作条件和需求进行自主调节整流翼板迎流角度，且同时具有前置定子和后置定子优点的三级泵喷推进器，对于提高潜艇和水下航行器的动力系统性能具有重要的意义。

发明内容

本发明提供了一种带主动调节整流翼的水下泵喷推进器，采用前置定子-转子-后置定子三级串联结构，实现推进器在抑制水动噪声的同时提高推进效率，并将后置定子分为三体分段式结构，根据实际工作条件和需求，通过调节电机对后置定子的偏转攻角进行调节，从而始终确保转子处于较高的推进效率和水动力性能，扩大泵喷推进器高效区间范围和环境自适应能力。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种带主动调节整流翼的水下泵喷推进器，包括导流罩、螺旋桨、密封舱、动力电机、驱动器和水密插座，其特征在于，还包括后整流翼、前整流翼、调节电机、抱闸、主齿轮和从齿轮，所述的密封舱内设有动力电机；所述的动力电机的电机轴为空心结构，并且一端与轴承一相连，另一端穿过密封舱头部的密封圈后与螺旋桨的桨毂相连；所述的调节电机设置在动力电机的后方，两者之间设有固定座，固定座与密封舱的壳体通过螺纹固定连接，固定座的一侧设有轴承一，另一侧设有轴承二；所述的电机轴内部设有驱动轴，驱动轴与电机轴同轴心安装，并且一端与抱闸相连，中间穿过轴承二，另一端与设置在后毂内部的主齿轮相连接；所述的导流罩一端通过前整流翼与密封舱头部的锥形壳体固定连接，另一端通过后整流翼与后毂相连，后整流翼的旋转轴穿过后毂壁面处的轴承四后与从齿轮固定连接；所述的主齿轮与从齿轮垂直咬合；所述的桨毂前后两端通过轴承三分别与前毂和后毂相连，前毂另一端与密封舱固定连接，后毂的另一端通过螺栓设有毂帽；所述的动力电机上设有编码器一，调节电机上设有编码器二，编码器一和编码器二通过信号线与驱动器相连，驱动器通过水密插座与外部电源和控制器进行连接；所述的后整流翼分为固定段、柔性段和旋转段，其中旋转段和固定段分别设置在后整流翼前后两端的空腔内，旋转段通过旋转轴与从齿轮相连接，固定段通过固定轴与导流罩固定连接。

作为本方案的优选实施例，所述的驱动器中包括电机驱动系统和信号控制系统，其中电机驱动系统分别与动力电机和调节电机相连，信号控制系统的输入端连接编码器一，输出端连接编码器二。