一种螺旋桨模型及空泡试验方法与流程

本发明涉及螺旋桨，尤其涉及一种螺旋桨模型及空泡试验方法。

背景技术：

1、船舶螺旋桨在加工制造之前，要经过一系列模型试验验证。将实际大小的螺旋桨按照一定的缩尺比例制作出微型螺旋桨，这种微型螺旋桨称为螺旋桨模型或桨模。模型试验就是将桨模放在专门的水池进行试验，来验证螺旋桨的各项性能。螺旋桨空泡模型试验(简称空泡试验)即为其中的一种，用来验证螺旋桨空泡和激振力性能。

2、船舶螺旋桨的叶数通常是4叶、5叶或6叶，常规空泡试验所采用的桨模其组成叶片采用完全相同的设计参数，以4叶螺旋桨模型为例，4片桨叶按照同一图纸加工，除了加工误差之外，4片桨叶完全相同，故每次空泡试验只能验证一种设计参数，如图1所示。

3、由于桨模加工周期长、费用高，空泡试验前期准备工作繁琐，且每次空泡试验都需提前一个月甚至更长时间来预约，故空泡试验的时间成本和金钱成本都非常高。如果某螺旋桨在空泡试验中没有达到设计要求，那么设计师就需要修改桨叶设计参数或重新设计桨叶并重新进行空泡试验，如此反反复复的过程会显著增加螺旋桨设计成本，且对整个螺旋桨产品交付周期带来不利影响。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种螺旋桨模型及其空泡试验方法，以解决由于桨模加工周期长、费用高，空泡试验前期准备工作繁琐，且每次空泡试验都需提前一个月甚至更长时间来预约，故空泡试验的时间成本和金钱成本都非常高，如果某螺旋桨在空泡试验中没有达到设计要求，那么设计师就需要修改桨叶设计参数或重新设计桨叶并重新进行空泡试验，如此反反复复的过程会显著增加螺旋桨设计成本，且对整个螺旋桨产品交付周期带来不利影响的问题。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种螺旋桨模型，包括轮毂和多个桨叶，其特征在于，多个所述桨叶沿所述轮毂周向间隔设置，多个所述桨叶与轮毂一体成型，且多个所述桨叶中至少有两种不同的设计参数。

3、作为优选，所述桨叶为四片，四片所述桨叶均匀分布于所述轮毂外周，相邻两个所述桨叶的所述设计参数不同，相对两个所述桨叶的所述设计参数相同。

4、作为优选，具有不同设计参数的多个所述桨叶间隔设置或相邻设置。

5、作为优选，不同设计参数的多个所述桨叶之间部分相邻设置，部分间隔设置。

6、本发明还提供一种空泡试验方法，其特征在于，采用上述螺旋桨模型进行试验，所述空泡试验方法包括以下步骤：

7、将所述螺旋桨模型安装于空泡试验筒中，在预设试验工况下进行试验；

8、观测并记录螺旋桨模型不同桨叶的试验数据；

9、根据试验数据选择实际设计参数。

10、作为优选，在进行空泡试验之前，还包括：

11、准备多个不同的螺旋桨叶片设计参数；

12、根据多个不同的设计参数制作出螺旋桨模型。

13、作为优选，所述试验数据为各个所述桨叶的空泡面积和激振力。

14、作为优选，所述观测并记录螺旋桨模型不同桨叶的试验数据包括：采用空泡观测摄像机观测并记录空泡形态和面积，所述空泡观测摄像机水平线数不小于480线，记录画面不小于25帧/s。

15、作为优选，所述观测并记录螺旋桨模型不同桨叶的试验数据包括：采用压力传感器测量激振力，其膜片直径不大于6.0mm，水中的频率响应不小于5.0khz，放大倍数不小于1000。

16、作为优选，所述根据试验数据选择实际设计参数包括：选取激振力小于预设激振力且空泡面积小于预设空泡面积的设计参数为实际设计参数。

17、本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明将不同的桨叶设计参数应用于同一个螺旋桨的不同桨叶中，使得通过一次空泡试验即可对多个不同设计参数进行验证，即便有一个方案没有达到设计指标，仍然可以采用别的设计参数，而无需重新设计桨叶、重新加工模型、重新空泡试验，使螺旋桨设计过程和空泡试验过程更加高效。

技术特征：

1.一种螺旋桨模型，包括轮毂和多个桨叶，其特征在于，多个所述桨叶沿所述轮毂周向间隔设置，多个所述桨叶与轮毂一体成型，且多个所述桨叶中至少有两种不同的设计参数。

2.根据权利要求1所述的螺旋桨模型，其特征在于，所述桨叶为四片，四片所述桨叶均匀分布于所述轮毂外周，相邻两个所述桨叶的所述设计参数不同，相对两个所述桨叶的所述设计参数相同。

3.根据权利要求1所述的螺旋桨模型，其特征在于，具有不同设计参数的多个所述桨叶间隔设置或相邻设置。

4.根据权利要求1所述的螺旋桨模型，其特征在于，不同设计参数的多个所述桨叶之间部分相邻设置，部分间隔设置。

5.一种空泡试验方法，其特征在于，采用如权利要求1-4任一项所述的螺旋桨模型进行试验，所述空泡试验方法包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的空泡试验方法，其特征在于，在进行空泡试验之前，还包括：

7.根据权利要求5所述的空泡试验方法，其特征在于，所述试验数据包括各个所述桨叶的空泡面积和激振力。

8.根据权利要求7所述的空泡试验方法，其特征在于，所述观测并记录螺旋桨模型不同桨叶的试验数据包括：采用空泡观测摄像机观测并记录空泡形态和面积，所述空泡观测摄像机水平线数不小于480线，记录画面不小于25帧/s。

9.根据权利要求7所述的空泡试验方法，其特征在于，所述观测并记录螺旋桨模型不同桨叶的试验数据包括：采用压力传感器测量激振力，其膜片直径不大于6.0mm，水中的频率响应不小于5.0khz，放大倍数不小于1000。

10.根据权利要求5-9任一项所述的空泡试验方法，其特征在于，所述根据试验数据选择实际设计参数包括：选取激振力小于预设激振力且空泡面积小于预设空泡面积的设计参数为实际设计参数。

技术总结
本发明属于螺旋桨技术领域，公开了一种螺旋桨模型及空泡试验方法。该螺旋桨模型，包括轮毂和多个桨叶，多个所述桨叶沿所述轮毂周向间隔设置，多个所述桨叶与轮毂一体成型，且多个所述桨叶中至少有两种不同的设计参数。本发明提供的螺旋桨模型及空泡试验方法能够将不同的桨叶设计参数应用于同一个螺旋桨的不同桨叶中，使得通过一次空泡试验即可对多个不同设计参数进行验证，即便有一个方案没有达到设计指标，仍然可以采用别的设计参数，而无需重新设计桨叶、重新加工模型、重新空泡试验，使螺旋桨设计过程和空泡试验过程更加高效。

技术研发人员：吴小平
受保护的技术使用者：上海船舶研究设计院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25