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VSP直叶推进器原理及应用

VSP直叶推进器原理及应用

——自然资源部第二海洋研究所轮机长   刘红宾

一、VSP桨简介

直叶桨推进器又称摆线推进器,竖轴推进器或直翼推进,目前世界上最有声望的摆线推进器就是德国福伊特公司所生产的VSP桨(VOITH SCHNEIDER PROPELLER)。

目前,螺旋桨是船舶普遍采用的推进器,但是装备螺旋桨推进器的船舶在低速航行时,控制性能下降明显,其原因是船舵产生的横向力的大小与船速有关。在船舶低速机动航行时船舵产生的横向力变小,导致船舶控制力不足。直叶桨推进器弥补了螺旋桨的不足,其结构属于舵桨一体设计,能够在360度方向上快速改变推进力方向和大小,在任意航速下船舶都具有良好的操控性。

二、VSP桨结构组成

福伊特公司所生产的VSP推进器主要由以下部件组成,见下图:


三、工作原理

直叶桨的叶片垂直均匀的安装在半径为R的转轮上,推力电机通过齿轮箱(6)经过锥形齿轮机构(7)传导力矩到斜面转动圆盘装置(3)带动叶片在转轮的旋转带动下产生定向推动力。叶片随转轮绕转轮圆心转动的同时,叶片又绕自身的轴摆动。叶片在转动过程中,它的弦线始终垂直于叶片轴与偏心点的连线。对于直叶桨来说,推力的方向是可以变化的。直叶桨的推力方向始终与偏心点的方向垂直,因此改变偏心点的方向便可以改变推进器的推力方向,偏心点的方向与转轮旋转轴相垂直,产生的推力方向所在平面也与转轮旋转轴相垂直。改变偏心率的方向,可以得到与叶片旋转轴相垂直的平面上360度方向上的推力。

四.减摇功能

福伊特VSP推进器在推进器舱水线下2舱壁安装了2个压力传感器用以感知船舶在水中摇摆状态及幅度计算后通过综合控制单元输出命令给两台VSP桨产生抵抗摇摆的反向推力从而能够达到减摇目的,见下图:

五.VSP直叶桨的优势

1.舵桨一体,具有低航速工况船舶操纵灵活,舵效反应迅速优势;

2.低转速,低噪音,维护成本低,符合科考船推进器低噪音要求;

3.具有宽幅DPcapabilities ,并具有减摇功能在海工船领域具有广泛应用前途;

4.机动航行及DP作业具有低能耗优势。

六.福伊特直叶桨在国内应用

由中船重工701研究所设计,隶属于上海海洋大学的“淞航号”渔业调查船

由中船重工701研究所设计,隶属于中国大洋协会的“大洋号”科考船

 

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