幾種水下推進器介紹及超小型水下推進器開發(fā)設計幾種水下推進器介紹及超小型水下推進器開發(fā)設計 幾 種 水 下 推 進 器 裝 置1?泵噴推進器80”(Trafalgar)級攻擊型核潛艇上率先裝備了一種新型的泵噴推進器(PumpJetThruster)。這種推進方式可以有效降低潛艇的輻射噪聲，因而倍受世界各海軍強國的關注。隨后，英國在“前衛(wèi)”(Vanguard)級以及“機敏”(Astute)級核潛艇上，法國在“凱旋”(LeTriomphant)級核潛艇上，美國在“海狼”(Seawolf)級、“弗吉尼亞”(Virginia)級核潛艇上，紛紛采用泵噴推進器取代已圖1?“北風之神”級核潛艇尾部泵噴射推進器特寫30353020圖2?泵噴推進器設計三維圖2WT系列蛙人助推器武漢維納凱樸工程技術有限公司生產(chǎn)的商用水下推進器圖3?WT1-50系列水下推進器WT1-50501。適用場合：單人水下蛙人推進、水底拍攝、潛水娛樂表1WT1-50系列主要技術參數(shù)表型號 尺寸 重 蓄電

電動機

速 最 潛水 備(mm) 量 池有長 寬 電池

轉速電壓（空載）

度 長運行深度 注時間WT1-50A系列

700 430 24.5kg

24V 750r/m

1.3節(jié)～2.3

最深無90min 50m3?水下空心無榖槳推進器4?水下空心無榖槳推進器基本結構圖4?水下球形電機推進器5?水下球形電機推進器基本結構圖一種超小型水下推進器的研究與開發(fā)摘要：介紹了國內外水下推進器的基本組成與工作原理，分析了水下推進器的主要關鍵技術，并針對這些關鍵技術進行優(yōu)化設計，開發(fā)出一種新型水下推進器。通過樣機的試制及試驗，該型水下推進器性能優(yōu)越，為進一步開展超小型水下推進器的研究提供了依據(jù)。引言水下推進器（divepropulsionvehicle,DPV），也叫水下推進器，蛙人助推器，是海軍蛙人或者潛水愛好者進行淺海潛水的重要援助手段之一，在國外越來越受到使用者的青睞。水下推進器提供給人們一種全新的娛樂方式，它提高了人們在水中的活動范圍和速度，它目前在國外，水下推進器十分流行，正成為一種普通的家用娛樂工具。水下推進器項目除了能夠滿足人們娛樂生活的需要，而且在娛樂用水下推進器基礎上進行改進后，可以順利的研制出性能更好，用于水下搜救、水下勘測等工業(yè)領域和蛙人運輸、特種作戰(zhàn)等軍事領域的水下推進裝置。AerisDPV、Torpedo、SeaDooOceanicMako7501?組成與原理目前，國內外水下推進器在加工制造及外形上也許有很大的差異，但其組成與原理大體上是相同的。分析了大量國內外現(xiàn)有產(chǎn)品，并結合先進的優(yōu)化設計建模方法與工具，武漢第WT1-40B，WT1-50?主要組成71浮力調整裝置：推進器需要漂浮水面或懸浮水下，其狀態(tài)切換就需要使用浮力調整裝置，浮力裝置相當于配重使其達到零浮力狀態(tài)，從而可以在水中任意位置懸浮工作。殼體：主要是水下推進器外形及內部骨架，是整個水下推進器的基礎。殼體外形涉及線性設計、分段位置以及密封方式，內部骨架涉及耐壓加強及各部件安裝形式。蓄電池：主要是水下推進器的動力來源，蓄電池的性能直接決定了水下推進器的性能與使用壽命?？刂蒲b置：主要是水下推進器的起?？刂婆c速度調節(jié)。起停方式有接觸式的按鈕開關與非接觸式的磁力控制等。速度調節(jié)有槳角機械轉換與電機電氣轉速控制等。驅動電機：水下推進器主要采用的電機有標準電機、水下電機、定制電機等多種。傳動裝置：傳動可以采用機械傳動與磁力耦合傳動兩種方式，根據(jù)電機轉速的不同通常需要配備減速器。螺旋槳：目前使用的主要有普通螺旋槳、導管螺旋槳、可調螺距螺旋槳等。螺旋槳的適當與否直接決定了產(chǎn)品最重要的性能指標，如速度與推力。1水下推進器示意圖12345671.13?1.2?工作原理150，75kg2～3100N，30～1202?主要關鍵技術目前國外開發(fā)的水下推進器對國內基本上都進行技術隔離，國內也有少數(shù)幾個廠家研發(fā)生產(chǎn)水下推進器，但其性能與國外產(chǎn)品比較起來還存在很大差距，國外廠家也曾經(jīng)大量召回其生產(chǎn)的水下推進器產(chǎn)品。分析原因，除了國內與國外工業(yè)制造水平的差距因素外，其涉及的關鍵技術國內生產(chǎn)廠家沒有完全解決，總結起來主要有以下幾個方面：?結構設計水下推進器的結構非常重要，結構設計的好壞直接影響到整個使用過程：如推進器殼體的線形設計影響水下推進器的水阻，從而影響水下推進器的航速等；推進器殼體可以采用整段結構，也可以使用分段艙位結構，從而影響水下推進器的密封性能及維修性能等；推進?螺旋槳設計目前水下推進器的螺旋槳種類繁多，有普通螺旋槳，導管螺旋槳，可調螺距螺旋槳，即使同類型的螺旋槳的設計也沒有統(tǒng)一標準，許多產(chǎn)品中的螺旋槳不是完全符合流體力學的標準螺旋槳，很多都是近似設計，國內有些廠家生產(chǎn)的水下推進器螺旋槳槳面幾乎為平面槳葉。這些設計嚴重影響了水下推進器的效率，不能最大程度的發(fā)揮水下推進器的性能，有的產(chǎn)品甚至因為螺旋槳的失敗設計，推進能力非常有限從而不被市場認可。?密封設計密封設計是水下推進器設計中最為重要的關鍵技術之一，密封不好將直接導致水下推進器進水，從而造成不可想象的危害，甚至是有傷及人身安全的危險。目前國內外生產(chǎn)的某些水下推進器都不同程度的存在進水現(xiàn)象，有的是使用操作不當所致，但更多是密封設計不周全所致。目前水下推進器的密封主要有密封件密封和密封材料填充密封兩種方式，密封件密封使得產(chǎn)品標準化程度高，維修更換方便，密封材料填充密封使得產(chǎn)品密封可靠，但一旦產(chǎn)品發(fā)生問題，對其維修更換將非常困難，密封設計有的產(chǎn)品綜合采用這兩種密封方式。安全性設計3?開發(fā)與實現(xiàn)WT1-40B，WT1-50?殼體設計根據(jù)分析現(xiàn)有水下推進器，我們開發(fā)的水下推進器主要采用水滴型線型殼體，其線型情況見圖2。該殼體截面均為橢圓型，線型從0＃~6＃為圓弧段，7＃~9＃為直線段，10＃~181。該線型使得該水下推進器水阻小，生產(chǎn)制造方便，承受壓力能力強。2水下推進器殼體線形圖1水下推進器線形數(shù)值表0?！?＃為殼體前段，7＃～14＃為殼體中段，15?！?8＃0＃之前加裝扶手，從而方便搬運與減少水阻。殼體前段與殼體中段通過密封槽、O?螺旋槳設計WT1-40B，WT1-50即19AKaKa3－65P/D，就有不同的倘水系數(shù)，因此采取多條件計算、并比D＝200mmD=250mmD＝300mm2.5kn900，750，600，450r/minP/D＝1.4，1.2，1.0，0.8，0.660設計追求的目標是導流管螺旋槳在什么樣的轉速，多大的直徑，多少的螺距比下產(chǎn)生的推力最大，與電機配合的最好。經(jīng)過對計算結果的比較分析，以及與電機的配合考慮，認為比較好的方案是P/D＝0.8，N＝600r/min，D＝250mm，2.5kn6.278kgf，螺旋槳12.425kgf1.5kn4.538kgf8.170kgf450r/minP/D600r/min2.5kn450r/min（或者轉速更高一些1.5kn600r/min450r/min19A＋Ka3－65D＝250mm，P/D＝0.8，N＝600r/min，P＝140W，L/D＝0.5，c＝1.5mm；3。圖3導管及螺旋槳總圖3.2?密封設計在密封設計中，WT1-40B，WT1-50OΦ250×5OO3.4安全及其他設計在安全方面除了上面的密封設計外，安全設計中還應包括電路設計，手柄設計，傳動設計等。電路設計主要是根據(jù)推進器的使用情況，電路能顯示剩余電量，根據(jù)電量提醒使用者WT1-40B，WT1-50根據(jù)以上設計結果，水下推進器的總體結構設計如下圖4。1234567891011121314151617螺旋槳18緊固螺母19尾蓋4水下推進器總體4?試驗水下推進器研制開發(fā)以后，必需對其進行相關試驗，以檢測其性能與安全可靠性。主要有密封試驗，耐壓試驗，性能試驗等。水下推進器密封試驗前，卸掉驅動電機與電池，并在殼體內部有可能進水之處涂抹感水物質，然后安裝完畢水下推進器，沉放入水中2～3耐壓試驗主要是測試水下推進器殼體的強度，從而保證水下推進器的潛水深度。在密封試驗完成后，確保水下推進器不進水的情況下，把水下推進器安裝完整，同密封試驗安裝一5MPa,2～350m100N；50m2100結合以上設計與試驗，WT1-40B，WT1-50就目前國內調查來看，在民用、軍用等各個方面，水下推進器的需求已經(jīng)突現(xiàn)出來。此開發(fā)研究主要完成了水下推進器樣機的試制工作，相關技術限于篇幅不能詳盡介紹。此水下推進器針對現(xiàn)有同類產(chǎn)品存在的問題進行了一系列的改進，經(jīng)試驗表明，該設計合理，方案可行，研制出的裝置性能穩(wěn)定可靠，為后續(xù)成批生產(chǎn)提供了較好的基礎，并對今后類似裝置的研制開發(fā)具有重要的參考價值。2015年水下玻纖套筒加固橋梁墩柱成功項目案例水下玻纖套筒加固系統(tǒng)(又稱“夾克法”)，主要應用于對各種腐蝕、沖刷、混凝土脫落、鋼筋露筋等病害的結構基礎碼頭樁基和橋墩柱(包括混凝土樁、鋼樁和木樁)等修復和加固防護，以及對新建墩柱的預先防護。20世紀70年代以來，此技術在世界范圍內已修復了成千上其中水下環(huán)氧灌漿料是一種可用于水下和潮濕環(huán)境的100%固形物環(huán)氧灌漿料。它的配方經(jīng)過特殊設計，可在水下固化，但是也可以在其它應用場合下使用。這種經(jīng)濟環(huán)氧灌漿料具有極佳流動性、高強度和低吸水性。水下環(huán)氧灌漿料具有長適用期，易于人工灌注或使用對于這個加固界的新寵，2015年加固案例也不乏身影!工程名稱工程名稱浙江省某大橋樁柱加固工程河南省某大橋橋墩加固工程玻纖套筒直徑玻纖套筒厚度1.69m，1.52m，1.28m5mm2.58m3mm真實案例一： 浙江省某大橋樁柱加固工程1、項目簡介：1、項目簡介：該橋是浙江省境內鐵路線上的關鍵性工程，總工程量為20根墩柱。2、主要病害：水流沖刷樁柱造成混凝土的脫落以及水中微生物對混凝土的侵蝕以及其他一些原因造成的混凝土缺失。3、套筒規(guī)格：1.56m1.67m91.69m1.39m1.5m41.52m1.2m和1.24m之間的71.28m實際使用規(guī)格根據(jù)現(xiàn)場實測直徑進行相應裁剪。實際使用規(guī)格根據(jù)現(xiàn)場實測直徑進行相應裁剪。CFGJ水下玻纖套筒加固系統(tǒng)具有耐久性、防腐性以及可在水下施工等特點，對于修復由于沖刷、混凝土脫落、鋼筋漏筋等病害水中受損的鋼筋混凝土樁，有很好的效果，故應用于本工程中，對樁柱進行加固。施工圖片案例二： 河南省某大橋橋墩加固工程1、項目簡介：大橋于1978 年建成通車后至今己近三十年隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，交通量增大，超載車輛增多，大橋長期處于超負荷狀態(tài)下，橋墩、橋梁均出