文献综述 船用推进器
高效能铝合金船用推进器的研究
高效能铝合金船用推进器的研究导言船舶是人类重要的交通工具之一，船用推进器是船舶的核心装备之一。
推进器的性能直接影响到船舶的航行速度、船舶的能效以及船舶的环境友好性。
近年来，随着航运业的发展，对船用推进器的性能要求也越来越高。
因此，高效能铝合金船用推进器的研究成为了当前船用推进器领域的热点课题。
一、背景介绍船用推进器是指用来带动船舶前进的装置，一般由推进器桨叶、轴和适配器等部分组成。
推进器的性能主要受到桨叶的设计和材料的影响。
传统的钢铁推进器因其重量大、摩擦阻力大等缺点逐渐被高效能铝合金推进器所替代。
高效能铝合金推进器具有重量轻、强度高、抗腐蚀性能好的优点，能够提供更高的航行速度和更好的船舶控制能力，因此受到船舶制造商和船东的青睐。
二、高效能铝合金推进器的设计与制造1. 材料选择高效能铝合金推进器的关键是材料的选择。
目前，常用的高效能铝合金推进器材料有铝合金7075、铝合金6061等。
这些铝合金具有高强度、耐腐蚀性好的特点，能够在恶劣的海洋环境下保持良好的性能。
2. 桨叶设计桨叶是推进器的核心组成部分，其设计直接影响到推进器的效率和性能。
高效能铝合金桨叶的设计主要考虑以下几个方面： - 流体力学：通过对桨叶的形状、螺距和倾角等参数进行优化，减小桨叶与水流的阻力，提高推进效率。
- 结构设计：通过增加桨叶的强度和刚度，提高推进器的可靠性和耐用性。
3. 制造工艺高效能铝合金推进器的制造工艺也是研究的重点之一。
常见的制造工艺包括压力铸造、数控加工和深孔加工等。
压力铸造能够实现桨叶的复杂结构，提高桨叶的精度和一致性。
三、高效能铝合金推进器的性能评价为了评估高效能铝合金推进器的性能，需要从以下几个方面进行评价：1. 推力与功率推力和功率是评价推进器性能的重要指标。
推力越大，船舶的加速度越大，航行速度也越快。
另外，功率的大小直接影响到船舶的燃油消耗量，因此需要尽可能减小推进器的功率损耗。
2. 水动力特性推进器的水动力特性指的是推进过程中产生的水流的特点。
毕业设计之船用推进器
螺旋桨曲面造型及加工的集成方法摘要：在螺旋桨的设计阶段，对于给定的在螺旋桨的不同圆柱的截线上的点的数据，用最小二乘三次B样条曲线的拟合方法来形成不同半径时的圆柱截面线。
然后将圆柱截面曲线的控制点来作为在另一个方向拟合的过程中的数据点，并且螺旋桨的压力面和吸力面能够由此最终获得。
为了克服目前螺旋桨加工方法的缺点，比如较低的加工精度和效率，重复装夹及有限的加工范围，一种新的加工方法——二阶密切值的加工方法，已被提出。
通过使用这种方法，不仅能使圆柱形切割和加工面可以保持线接触，而且还可以使加工螺旋桨一次性夹紧。
这非常适合较大盘面比的螺旋桨加工，而且加工精度和效率都将得到改善。
关键词：曲面造型侧铣二阶密切值船用螺旋桨圆柱形铣刀一、绪言船舶的性能主要依赖于船体、主发动机和螺旋桨;而螺旋桨效率主要依赖于它的设计和制造。
螺旋桨的叶片可分为压力面和吸力面。
在压力面的中部区域的设计采用螺旋表面恒定间距比率或可变间距的正常比例，而导边和随边的附近区域则被用简化的方式来设计。
螺旋桨的吸力面由压力面和螺旋桨的截面厚度决定。
归因于螺旋桨叶片的复杂性，目前，船用螺旋桨基本采用数控技术来制造的，主要是利用五轴机床来加工。
为了加工螺旋桨的叶片，首先需要桨叶的几何描述。
一般来说，对给出的在螺旋桨不同圆柱截面曲线上的数据点，将被拟合成自由形状曲面。
考虑到用在工程上的大多数自由曲面受到水力的限制，叶[1]提出了用于螺旋桨的曲面设计的方法。
在这种方法当中，正常表面媒介已被用作实体限制，表面设计的问题能转化为用最小二乘B样条曲面的拟合过程。
在目前，点铣和侧铣的加工方法常用于加工自由曲面[2]。
对于点铣削的方法，经常使用包括球头类型铣刀、平铣刀、端面铣刀和环形铣刀。
决定非球头铣刀方向的方法是基于局部形成自由曲线的方法。
在五轴机床上清根时，可容控制刀具方向的方法已被通过采用端面立铣刀进行铣削的李[3]提了出来。
基于局部表面形状的评价，发展了一种几何分析的方法来找到一个可行的刀具方向来沿着正交切削面进行清根操作。
文献综述
毕业论文（设计）文献综述课题名称：1900PS拖轮性能计算学院：船舶与建筑工程学院专业：船舶与海洋工程年级：指导教师：学生姓名：学号：060103206起迄日期：2009.10.15-2009.11.082009年11 月8日1900PS拖轮文献综述前言近年来，随着我国经济的不断成长、海运业务的快速发展以及船舶大型化的发展，对港口和航道的要求不断提高。
然而，在现有港口中，几乎所有的港口均为疏浚而成，虽能满足大型船舶进出港的要求，但在航速限制较低的情况下，必然影响大型船舶的操纵性。
因此，大型船舶在进出港时必须依靠拖轮进行操作。
这使得国家越来越重视拖轮项目相关行业的发展，拖轮在大型船舶进出港操纵中的作用也越显突出。
拖轮按其用途分有运输拖轮、港作拖轮和救助拖轮；按航区分有海洋拖轮和内河拖轮。
其中，全回转拖轮是港作船舶中最为核心、最为重要的组成部分，是保障港口生产正常进行的重要装备。
全回转拖轮是指在原地可以360度自由旋转的拖轮，一般都采用双Z型导流管式螺旋桨和中高速柴油机，与单车船相比，其操作更方便、更灵活，适宜在有限水域操纵。
在靠离码头，协助大船靠离泊和接送引水员作业中，能通过调整两桨的角度和转速使拖轮作任意方向的运动。
根据其操纵控制方式不同，可分为单柄船和双柄船两种形式。
[4]近年来港口事业的发展日新月异，随着港口海岸线不断拓展，到港船舶的日益增多，码头深水泊位的增加以及船舶大型化合超大型化的发展趋势，港口业务对全回转拖轮的依赖程度正逐步加强。
从20世纪末开始，拖轮开始向大型化、多功能化、智能化方向发展，人们对全回转拖轮的船型和性能提出了更高的要求，特别是耐波性、阻力性、操纵性、会转性等。
为了更好的满足客户的要求和市场前景随着船舶的大型化发展，研制新型、回转性强、操纵灵活、经济适用的全回转拖轮成为了从事船舶设计人员刻不容缓的任务。
现状与发展全回转拖轮是无舵双桨船舶，螺旋桨可在360度范围内自由转动，转向灵活，旋回圈小，并可以在原地打转。
动力装置设计文献综述
文献综述作者本次毕业设计的任务是9000吨供油船动力装置设计。
为了完成这个任务，作者在学校图书馆和网上查阅了一些资料，现在总结如下：船舶动力装置是各种能量的产生、传递及消耗的全部机械、设备及系统的有机组合体，是船舶的重要组成部分。
根据动力装置中各种能量的形式和特点，船舶动力装置可分为以下几个部分：推进装置、辅助装置、机舱自动化设备、全船系统以及船舶设备（主要指甲板机械）。
其中推进装置包括主机、传动设备、轴系和推进装置等，其作用是由主机发出功率，通过传动设备和轴系传给推进器，以实现推进船舶的使命。
在对船舶动力装置的基本结构有了足够的了解之后，作者在文献[1]中了解了国外舰船动力装置技术发展现状及趋势。
文献[2]和文献[3]是介绍船舶锅炉的文章。
锅炉用来制备蒸汽，蒸汽主要用来给燃油加热，驱动蒸汽泵（或者汽轮发电机等辅机），加热生活用水或凝冷制饮用淡水等。
废气锅炉主要利用主机排气的余热来制造蒸汽，节约能源。
由于锅炉安全可靠的工作对于船舶的正常运作非常重要，因此研究船舶锅炉是非常有必要的。
船用锅炉是目前远洋运输船舶必备的辅机设备之一。
船舶锅炉水位自动控制的目的是保持锅炉的正常水位, 即通过控制给水泵的启停或给水阀的开度来控制船舶给水量, 使其与锅炉中水的蒸发量相当,以适应锅炉负荷的变化。
通常采用常规PID 控制器对要求较高的汽包水位进行控制。
文献[2]采用多目标进化算法和多属性决策技术, 讨论了PID 参数整定中的多目标优化问题。
文献[3]则是通过建立蒸汽压力与喷油量、送风量、引风量和蒸汽流量之间的关系模型；建立氧含量和喷油量、送风量、引风量和蒸汽流量之间的关系模型及建立炉膛负压和喷油量、送风量、引风量和蒸汽流量之间的关系模型, 来对船舶锅炉燃烧控制系统的运行参数进行优化。
文献[4]-[7]是关于船舶侧推器的文章。
侧推器也叫横向舵、横向喷流舵。
它装设于船首、尾部较低处，以便于在船舶低速航行时和布置在船尾部的常规舵协作以完成转向操作，以及当船舶停车或后退时能获得较好的控向性能。
关于船舶动力装置中的推进器
轮机工程导论论文题目：船舶动力装置院系:船舶与海洋工程班级：1301XX：宇航学号：U201312245摘要推进装置是提供船舶正常航行所需推动力的一整套设备，其中包括：主机、船舶轴系、传动设备、推进器这四个主要设备来实现。
推进器是船舶能量转换的设备，是将主机发出的能量转换成船舶推力的设备。
对于船舶的转向航行能力至关重要。
推进器按作用方式可分为主动式和反应式两类。
靠人力或风力去驱动船前进的纤、帆等为主动式，浆、橹、明轮、喷水推进器、螺旋桨等为反应式。
本文将通过介绍推进器的发展过程来介绍推进器。
而由于船的种类很多，不同的船对于推进器的要求又不同，比如江中行驶的船对于转向能力要求就比较高。
所以推进器种类很多，按照原理不同，有螺旋桨、喷水推进器、特种推进器。
本文就将对各类型的推进器的用处和特点进行介绍。
一．正文（一）背景1.船舶推进装置的作用：推进装置是提供船舶正常航行所需推动力的一整套设备，其中包括：主机、船舶轴系、传动设备、推进器这四个主要设备来实现。
推进器是船舶能量转换的设备，是将主机发出的能量转换成船舶推力的设备。
对于船舶的转向航行能力至关重要。
推进器按作用方式可分为主动式和反应式两类。
靠人力或风力去驱动船前进的纤、帆等为主动式，浆、橹、明轮、喷水推进器、螺旋桨等为反应式。
2.船舶推进装置的发展：公元前6000年左右，原始人发明了独木舟。
于是陆续出现了浆，橹等推进装置。
随后人们又在长期航行的实践中，创造了利用风力行驶的船帆船。
接下来的几千年主要就是依靠帆风帆一直是船舶主要的推进器。
风帆推进器虽然可以利用无代价的风力，但其所能得到的推力依赖于风向和风力，以致船的速度和操纵性能都受到限制。
随着蒸汽机的发明和科学技术的进步，帆终于被机械所取代，帆船也逐渐发展成为装有引擎的船，最先代替帆的是蒸汽机。
开始的气船是由明轮推进的，然后又发展成为螺旋桨推进。
现代运输船舶绝大多数大多采用的是反应式推进器。
按照原理不同，有燃气轮机推进，螺旋桨推进，喷水推进，电力推进等。
一种船用无轴轮缘推进器的设计研究
一种船用无轴轮缘推进器的设计研究设计研究报告：船用无轴轮缘推进器一、引言船舶推进器是船舶动力系统中的重要组成部分，直接影响船舶的航行性能，特别是在船舶的速度、操纵性和节能性方面具有重要的作用。
无轴轮缘推进器是一种新型的船舶推进器，能够有效减少水流对轮缘的阻力，提高推进效率，减小船舶耗能，因此备受关注。
本文将对船用无轴轮缘推进器的设计研究进行详细讨论。
二、传统轮缘推进器的缺陷及无轴轮缘推进器的优势传统的轮缘推进器存在一些缺陷，例如轮缘表面存在船体表面阻力、漩涡损失和压力波损失等问题，导致推进效率低下。
而无轴轮缘推进器采用了全新的推进原理，能够减少水流对轮缘的阻力，提高推进效率，降低能耗，具有较大的优势。
三、无轴轮缘推进器的结构和工作原理无轴轮缘推进器由轮缘、扁平薄壁等组成。
其工作原理是利用薄壁的特性，在扁平薄壁的阻挡面上产生对水流的引导作用，从而达到推进的目的。
该设计有效减少了水流对轮缘的阻力，提高了推进效率。
四、无轴轮缘推进器的设计要点1.轮缘的形状设计：要设计适合水流流动的轮缘形状，减小水流对轮缘的阻力；2.薄壁的选择：要选择适合的薄壁材料，既要保证薄壁的强度，又要保证轻盈的特性；3.轮缘与扁平薄壁的组合设计：要充分考虑轮缘与扁平薄壁之间的结合方式，确保结构牢固、无漏水；4.推进效率的优化设计：要通过有效的流体动力学分析与计算，优化推进器的设计，提高推进效率。
五、实验验证通过实验验证，无轴轮缘推进器的推进效率明显优于传统轮缘推进器，在不同船速下，无轴轮缘推进器的能耗明显减小，推进效率提高。
六、结论无轴轮缘推进器是一种具有较大发展潜力的船舶推进器，其推进原理新颖、推进效率显著提高。
通过合理的设计和优化，可以进一步提高无轴轮缘推进器的性能，为船舶的节能减排提供重要支持。
综上所述，船用无轴轮缘推进器的设计研究具有重要的意义和价值，有望成为未来船舶推进器的重要发展方向。
希望本文能够对相关领域的研究者和工程师们有所启发，激发更多创新思路，推动该领域的发展和进步。
舰船常用推进器简介
舰船常用推进器简介普通螺旋桨推进器：结构简单，在低速下效率一般还是较高。
普通螺旋桨推进的能量损失：（1）产生轴向诱导速度的损失。
在螺旋桨作为推进器来工作时，这种损失是不能完全避免的，但可用适当措施使这种损失尽可能减小。
一般，这种损失值将随螺旋桨载荷系数的增大而增大。
（2）产生周向诱导速度的损失，或称为水流扭转损失，其损失值也将随螺旋桨载荷系数增大而增大。
（3）运转时桨叶与水的粘性摩擦作用而产生的损失，或称为剖面阻力损失。
螺旋桨的诱导损失和剖面阻力损失这两项约共耗螺旋桨35%~60%的功率，也就是说，螺旋桨一般从主机取得的功率中用于退出按的功率大约仅占40%~65%。
（4）螺旋桨与航体相互作用，即螺旋桨的附体阻力损失。
减小能量损失的措施：（1）为减小诱导损失，可采用直径更大的螺旋桨，但会增加剖面阻力损失。
（2）为了减小水流扭转损失，可采用特殊的导流设备，例如：反应舵，舵推力鳍以及流线型舵等，减小尾流旋转，回收尾流能量，达到提高推进效率的目的。
（3）为了减小剖面阻力损失，必须注意桨叶剖面形状的选择，在理论设计中，合理选取桨叶宽度，叶厚比及剖面形状，可使剖面阻力损失达到最小（4）螺旋桨与船体及附体的合理配合，不仅能减小推力减额分数和更有效的利用伴流能量，并且也能改进螺旋桨本身的效率。
导管螺旋桨导管螺旋桨也称套筒螺旋桨，它是在螺旋桨的外围加上啊一个环形的套筒构成的。
分为加速型导管（收缩管）和减速型导管（扩张管）。
优点：（1）对于螺旋桨载荷较大的船舶，可获得较高的效率。
（2）在海上航行时，导管桨受外界海况变化影响较小，导管螺旋桨比飞导管螺旋桨的效率降低要少。
（3）导管对螺旋桨有保护作用。
（4）导管能使航向稳定性得到显著改善。
（5）当采用“转动导管”时，导管可代替舵，主要用于小船。
缺点（1）倒车时操纵性差。
（2）在浅水区域航行时，易将碎石、杂物吸入导管；在冰区航行时，易遭破坏。
（3）导管内压力降低，易发生空泡现象，引起导管桨剥蚀。
【文献综述】可调螺距螺旋桨的优化设计及制造
文献综述船舶与海洋工程可调螺距螺旋桨的优化设计及制造一、引言船舶在水面或水中航行时遭受阻力，其大小与船舶的尺寸，形状及航行速度油管。
为了使船舶保持一定的速度向前航行，必须供给一定的推力或拉力，以克服其所受到的阻力。
船舶推进器是推动船舶前进的机构，它是把自然力，人力或者机械能转化成船舶推力的能量转化装置。
船舶推进器的发展过程与人类对能源的利用关系紧密，可分为人力：桨，篙，橹，拉纤，桨轮等；蓄力：拉纤等；风力：帆，旋筒推进器；机械动力：明轮，螺旋桨，直叶推进器，喷水推进器等。
其中应用最广的就是螺旋桨。
螺旋桨，以最少数量的构件，最高的推进效率推动船舶航行，它是造船业几代人劳动创造的结晶。
二、本课题研究的背景及意义在螺旋桨的发展过程当中，根据不同船舶的工作条件要求，一些特种螺旋桨在普通螺旋桨的基础上应运而生。
其中最为重要的一种就是可调螺距螺旋桨，简称可调桨，可按需要调节螺距，发挥主机功率；提高推进效率，船倒退时可不改变主机旋转方向。
螺距是通过机械或液力操纵桨榖中的机构转动各桨叶来调节的。
可调桨对于桨叶负荷变化的适应性比较好，在拖船和渔船上应用较多。
在正常操作条件下，其效率比普通螺旋桨效率低，而且价格昂贵，维修保养复杂。
在能源日益昂贵的今天，急需开发简便，节能，高效的新一代螺旋桨，可调螺距螺旋桨以其自身的优越性必将成为今后一段时间内的主流螺旋桨。
然而国内对于可调螺距螺旋桨的研究还刚处于一个起步阶段，对于可调桨的技术还处于摸索前进的阶段。
国内有能力生产可调桨的企业还很少，而且这些企业对可调桨的技术也并没有完完全全的掌握，很多都是和国外可调桨企业合作，所以在可调桨发展的道路上，国内的企业还要不断的探索创新。
本课题正是在这种背景下，为了对可调桨的设计与生产做一个初步的了解，并解决一些设计与生产脱节的问题而被提出。
由于可调螺旋桨在国内是一个新生的事物，无论在技术上还是在生产上，都处在一个摸索前进的阶段，设计与生产往往会出现很大的分差，有时候设计没有考虑实际生产，有时候生产不能很好的反应设计理念，所以通过对某一个可调螺距螺旋桨进行设计与生产的过程，会让设计人员认真的考虑生产过程中遇到的问题，会让车间职工更好的反应设计者的意图。
船舶推进器的流体动力学特性研究
船舶推进器的流体动力学特性研究船舶推进器是航海过程中不可或缺的组成部分，其流体动力学特性研究对于提高船舶性能至关重要。
本文将探讨船舶推进器的流体动力学特性及其研究方式，并分析其对船舶性能的影响。
1. 流体动力学基础流体动力学是研究流体运动和力学性质的学科。
船舶推进器的流体动力学特性研究主要涉及流体力学、湍流运动、气固两相流等领域。
流体力学研究了流体的运动规律和相关衡量指标，如流速、流压等；湍流运动研究了流体中复杂的涡旋和湍流能量传递；气固两相流研究了流体与固体颗粒的运动关系。
2. 推进器的类型与结构船舶推进器按照推进方式可以分为螺旋桨、喷水推进器、风帆等。
其中，螺旋桨是最常见的推进器，它由螺旋桨叶片和转轴构成，通过叶片受到流体冲击产生推进力。
喷水推进器通过高速喷水产生反作用力推动船只前进，具有较高的敏捷性和加速性能。
风帆则利用风力推进船只，可降低能源消耗。
3. 推进器的水动力性能研究推进器的水动力性能研究是对其水动力学特性的定性和定量分析。
该研究通过实验、数值模拟和理论分析等方式进行。
实验方法包括模型试验和全尺寸试验，通过测量推进器叶片周围的流速和压力来计算推进效率和推进力。
数值模拟则运用计算流体力学（CFD）方法，通过建立数值模型进行流场仿真和力学分析。
理论分析方法则从数学方程和物理原理出发，推导推进器的水动力学性质。
4. 推进器与船舶性能的关系推进器的流体动力学特性直接影响船舶的性能，包括速度、操纵性、燃油消耗等方面。
推进器的选型和设计应根据船舶的航行条件和任务进行优化。
例如，在高速航行条件下，喷水推进器的敏捷性优势体现出来，而节能环保型推进器则适用于长途船舶。
推进器的水动力性能研究可为推进器的优化设计和船舶性能提升提供科学依据。
5. 推进器研究的进展和挑战与船舶和推进器技术的不断发展相比，对推进器的流体动力学特性研究还有待进一步完善。
目前，推进器研究主要集中在螺旋桨和喷水推进器的水动力性能和噪声特性研究上。
船用螺旋桨推进器探讨
船用螺旋桨推进器探讨一，船用推进器的发展历程。
?船舶推进器的种类很多，最古老的要算篙了，它可撑着船前进。
后来又发明了桨和橹，它们一直沿用至今。
随后是利用风帆作为推进工具，出现了多种形式的帆船。
随着机器在船上的应用，就出现了明轮推进器。
19世纪初出现了螺旋桨推进器。
为了证明螺旋桨的优越性, 英国海军组织了一场有趣比赛:把动力相当的“响尾蛇号”螺旋桨轮船和“爱里克托号”明轮进行了竞赛。
两艘船的船尾用粗缆绳系起来，让它们各朝相反的方向驶去。
“响尾蛇号”的螺旋桨飞快地旋转，“爱里克托号”的明轮猛烈地向后拨水。
先是互不相让，但过了一会儿，“响尾蛇号”就把“爱里克托号”拖走了。
这场比赛证明了螺旋桨的优越性。
从此，螺旋桨轮船就取代了明轮。
?二，螺旋桨的基本构造与在船舶中的应用基本知识。
?螺旋桨俗称车叶，由若干桨叶所组成。
桨叶的数目通常为三叶、四叶或五叶，各叶片之间相隔的角度相等。
螺旋桨通常装在船的尾部，螺旋桨与艉轴的连接部分称为毂，桨叶就固定在毂上。
有船尾向船首看时，所看到的螺旋桨桨叶的一面称为叶面（压力面），另一面称为叶背（吸力面）。
桨叶的外端为叶梢，而与毂的连接处称为叶根。
螺旋桨旋转时叶梢的圆形轨迹为梢圆，此圆称为螺旋桨桨盘，直径称为螺旋桨直径，其面积称为盘面积。
?螺旋桨正车旋转时，有船尾向船首看所见到的旋转方向为顺时针方向的称为右旋桨，反之为左旋桨。
双桨船的螺旋桨装在船尾二侧，正常旋转时，若其上都向着船中线转动的称为内旋桨，反之为外旋桨。
螺旋桨直径的大小往往受到船舶吃水的限制。
一般来说，螺旋桨直径愈大转速愈低，其效率愈高。
螺旋桨与船的尾框要有良好的配合，避免叶尖露出水面而影响效率。
螺旋桨船体间隙要适当，以避免引起严重的振动。
?三，船用螺旋桨的工作原理。
螺旋桨旋转时，把水往后推。
根据力的作用与反作用的原理，水给螺旋桨以反作用力，这就是推力，推船前进。
螺旋桨的运动情况同螺钉的运动情况极为相似。
把螺钉旋转一圈，它就在螺帽中向前推进一段距离，这段距离称为螺距。
船用推进器——精选推荐
船⽤推进器本科毕业设计(论⽂) 船⽤推进器⽅向控制装置设计船⽤推进器⽅向控制装置设计摘要直翼摆线推进器(Cycloidal Propelle)作为⼀种性能优异的船舶推进器，被⼴泛应⽤于拖船、扫雷舰艇、浮吊、动⼒定位等⾼控制要求的场合。
本⽂简述了船⽤直翼推进器的基本概念和研究意义，以及国内外直翼推进器⽅向控制机构的研究现状，此外介绍了船⽤推进器的⼯作原理以及它的运动规律，总结两种常⽤⽅向控制装置：凸轮式和连杆式。
给出了船⽤推进器⽅向控制机构的总体设计⽅案，设计控制机构的关键部件，还有绘制出装配总图。
关键字：直翼摆线推进器连杆机构伺服电机全⽅向推进器The Design of Propeller Direction Dontrol DeviceStudent: Jiaao Wan Advisor: Dr.Changjing OuCollege of EngineeringZhejiang University of TechnologyAbstractCycloidal propeller is a performance ship propulsion,and the demand of offshore drilling platforms, semi-submersible vessels, lifeboats,platform supply vessels,cabling ships and other marine engineering equipment is increasing sharply. This paper presented the basic concepts of cycloidal propeller and the importance of cycloidal propeller sudy and analyzed the present research situation of cycloidal propeller. This paper introduced cycloidal propeller's working principle and law of motion,and summarized the two commom direction control device:cam-tape and link-tape.It proposed the overall design of marine propulsion direction and control institutions,designed the key components of control institutions and drawed the assembly drawing.Keywords:Cycloidal propeller; Linkage; Servo motor; Omni-directional thrusters⽬录摘要 (i)Abstract (ii)⽬录 (iii)第⼀章绪论 (1)1.1 研究背景与意义 (1)1.2 直翼摆线推进器研究现状 (1)1.3 本课题研究的内容 (4)第⼆章直翼摆线推进器分析 (4)2.1 直翼摆线推进器⼯作原理分析 (4)2.2本章⼩结 (7)第三章直翼摆线推进器控制机构 (8)3.1传统直翼摆线推进器控制机构分析 (8)3.1.1凸轮式直翼推进器的机构及特点 (8)3.1.2连杆式直翼推进器的机构及特点 (8)3.2 控制机构的设计 (10)3.2.1 总体设计⽅案. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103.2.2 丝杠结构. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103.2.3 连杆机构. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113.2本章⼩结. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 第四章控制机构的设计与校核. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .. . . . . . . . . . . 124.1主要设计参数 (12)4.2滑动丝杠轴设计 (12)4.2.1 材料与螺纹的选择 (12)4.2.2 螺杆的设计 (12)4.2.3 螺母设计与计算 (15)4.3 摇杆的设计计算 (16)4.3.1摇杆⽰意图 (16)4.3.2 计算与校核 (17)4.4 连杆机构的设计 (18)4.4.1 连杆机构 (18)4.4.2 连杆机构的设计计算 (19)4.5 伺服电机的选择 (22)4.6本章总结 (24)第五章全⽂的总结与展望 (25)5.1 设计总结 (25)5.2 ⼯作展望 (25)参考⽂献 (26)致谢 (27)第⼀章绪论1.1 研究背景与意义⽔上资源是⼈类的财富，⼈类的发展离不开对⽔资源的利⽤，最直接的就是捕捉⽔⽣⽣物，那么渔船就诞⽣了，如美国研究出得⼀种踏板控制⽅向的渔船，⼤⼤⽅便渔民。
舰船电力推进文献综述
舰船电力推进文献综述摘要：本文简要介绍了舰船电力推进的历史，以及国内外发展的现状，电力推进在民用和军用中的发展，最后介绍吊舱式推进器的应用以及优缺点。
关键词：电力推进，吊舱式推进器1引言：起源于19世纪前期的电力推进, 作为舰船推进技术的一个重要分支, 伴随着电力电子和变频调速理论、技术的重大突破, 自20世纪80年代起进入了快速发展阶段。
一般来说, 电力推进是指由舰船自带原动机组(电池、汽轮发电机、柴油发电机、燃气轮机发电机等)产生电能, 再由推进电动机将电能转换为机械能驱动螺旋桨(推进器) 实现舰船机动的一种推进方式。
电力推进从功能上可分为2类: 一是混合电力推进, 即在以大功率机械直接推进为主的动力系统中加入小功率电力推进, 以满足舰船低速巡航时的经济性和低噪声需求; 二是全电力推进, 即在舰船运行的全速范围内完全由电动机驱动螺旋桨(推进器)。
2电力推进的优缺点与传统推进方式相比, 电力推进系统的优越性主要体现在以下几个方面:( 1)减少了燃油消耗和维护费用, 船舶的全寿命费用相应大幅度降低, 而且在船舶负荷变化较大时效果更加显著。
如动力定位船的控位/机动操纵时间通常很长, 基本和行驶操作时间相当, 这类船舶使用电力推进系统可以大量减少燃油消耗和维护费用;( 2)不易受到单个故障的影响, 并且可以对原动机(柴油机或燃气轮机)的负荷进行优化;( 3)为电力推进系统提供电力的高中速柴油机, 其重量小于作为主机的低速机, 设备体积小, 占用的船体空间更少, 从而增加了船舶的有效载荷, 为舰船的总体布置和设计提供了更多的空间;( 4)通过电缆供电, 系统可以不与原动机布置在一起, 因此电力推进系统的位置选择具有较大的灵活性;( 5)动态性能好, 使船舶具有良好的灵活性, 大幅提高了舰船的机动性能;( 6)调速范围宽广, 可以保证船舶在不同工况下的各种船速。
电力推进系统与常规推进装置相比也有其不足之处:( 1)电力推进系统的价格较传统推进装置更为昂贵, 因而船舶建造的初投资将会增加;( 2)在原动机与螺旋桨之间增加的电器设备,如发电机、变压器、变频器和电动机等, 加大了船舶满载时的传输损耗;( 3)大量采用电气设备可能引起一些危害, 如火灾和电网的谐波干扰等;( 4)由于船舶安装了多种新型设备, 需要制定不同的运行、人员配备及维护策略, 对于操作人员和维护人员具有更高的要求。
船舶多工况【文献综述】
毕业论文文献综述轮机工程船舶多工况一、目前国内外的研究现状国内现状目前多工况船舶推进设计多凭经验，为了兼顾各种工作工况，将某一主要工况作一些偏移，这样处理后的缺点是无法说清该设计的优秀程度。
国内解决多工况船舶推进工况改变对推进效率提高的方法有很多，各种方法中有的是效果不是很理想，使用定距桨，作多工况船舶推进设计时，为了兼顾各种工作工况．将某一主要工况作一些偏移进行设计，这种多工况船舶推进器的工作特点是在某些工况螺旋桨呈重负荷，桨的转速上不去，转速低于额定转速，另一些工况螺旋桨呈轻负荷，桨的转速等于额定转速，但扭矩低于额定扭矩，即可能没有一个工况能利用发动机的全部功率；还有的方法是采用导管螺旋桨；使用调距螺旋桨，这种方法的螺旋桨的结构复杂，造价较高，且已损坏，维护和保养的困难；利用电动推进装置，这样可以操作灵活，对船速和负荷的控制也更加方便；双速比齿轮箱及与之相匹配的定距螺旋桨结合不但可保证主机在两种典型工况下都能发挥额定功率．同时也解决了“可调距螺旋桨”推进系统无法克服的难题，不失为一种经济实用而有效的技术方案。
国外现状随着近海石油资源的开发和利用以及航运业的突飞猛进的发展，与之相配套的拖轮，运输船，破冰船等船舶的应用也日渐广泛，对于多工况船舶的推进系统的研究在美国、日本以及欧洲各发达国家都受到了重视，他们对多工况船舶推进系统的研究水平也高于中国，解决问题的方法与国内的相同，再次不再赘述。
二、研究的目的及意义当今在世界船舶中拖船、渔船、破冰船等工作分为航行工况和作业工况的多工况船舶占很大一部分，对于多工况船舶的推进系统如何能够让主机的效率发挥到最高，直接影响着船舶的经济性，而且还会对船舶对环境的污染程度、船舶动力设备的保养有影响。
船舶推进装置对船舶营运的经济性起着决定性的作用。
在选择船舶推进系统时最重要的参数是投资费用、空间要求、推进效率或相应的燃油消耗率、可靠性和在船舶营运期间推进系统的有效利用率。
【文献综述】吊舱式船舶推进器设计
文献综述机械设计制造及其自动化吊舱式船舶推进器设计引言电力推进应用于工程船、破冰船及潜艇等,已经有很长的历史。
20世纪八九十年代吊舱推进器的出现,给电力推进注入了新的活力。
与传统的螺旋桨推进方式相比,吊舱推进器可以省去推进轴系,提高舱容,进一步优化船尾型线,提高推进效率,抑制螺旋桨空泡、船尾振动及水下辐射噪声,省去舵及侧推器并提高船舶操纵和紧急机动能力等,为船舶设计、制造及维护提供了诸多改进空间。
吊舱推进器首先在民用船舶上得到应用,但其各方面的潜力已受到发达国家海军的高度重视。
国外开展的吊舱式推进器研究已比较深入，各国海军对这一新技术投入了大量的财力和人力，与科研院所和高校合作，开发高效、低噪声、操作性能好的吊舱，并用于潜艇等舰船上。
我国吊舱式推进器研究工作尚处实验室阶段。
通常采用吊舱壳体模型和电机分离的形式，整个吊舱模型固定在支架上，电机没有置于吊舱内部，因此，并非实现真正意义上的吊舱式推进，无法准确反映吊舱式推进器的真实情况。
往往需要根据实际吊舱式推进器来设计实验模型，再结合模型实验结果来推断实际应用情况，最后再进行实船试验，对船舶的各项性能进行在线跟踪测量，获得数据以改进设计，提高吊舱推进器的各项性能指标。
一、吊舱式推进器的发展历史众所周知，能源和推进器是船舶推进的两个重要因素，而推进器的作用就是把能源转变为推船前进的推力。
而螺旋桨主要用来解决船舶的推进问题，是目前船用推进器中效率比较离、制造比较方便、应用最广的一种。
船用螺旋桨是造船行业必备的推进部件，它的设计与加工精度，将直接影响船的推进速度。
可见，螺旋桨的设计与加工对造船来说是很重要的。
人们在长期的实践中使用过多种形式的推进器。
吊舱式推进器是近年来发展起来的一种新型的船舶推进装置，该装置可以提高舰船总体性能，节省舱室空间,增加有效载荷，提高舰船的作战使用效能，可充分发挥电力推进系统的优越性，因而具有广阔的市场应用前景和极高的军事应用价值。
船舶推进器的设计与性能分析
船舶推进器的设计与性能分析随着全球贸易的发展和船舶运输的日益增长，船舶推进器的设计与性能分析变得更加重要。
船舶推进器是船舶的核心设备之一，对船舶的航行速度、操纵性能、能源消耗等方面都有着重要影响。
本文将探讨船舶推进器的设计原理、性能指标以及优化方法，旨在深入了解船舶推进器的设计与性能分析。
一、船舶推进器设计原理船舶推进器的设计原理是基于牛顿第三定律，即“作用力与反作用力相等、方向相反”。
船舶推进器通过产生推力将船舶推向前方，推进器与水流相互作用产生的反作用力将船舶向后推动。
推进器的设计原理就是通过优化反作用力和减小阻力的方式来提高推进效果。
推进器的设计需要考虑多个因素，包括船体的类型、船舶运营的需求以及环境条件等。
船体的类型决定了推进器的位置以及形式，如固定式推进器、舵柱式推进器和推进舵式推进器等。
同时，船舶运营需求主要包括航速、航行能力和操纵性能等方面的要求。
环境条件则包括水深、船舶运行区域以及海洋气候等。
综合考虑这些因素，才能确定最适合的推进器设计方案。
二、船舶推进器性能指标船舶推进器的性能指标主要包括推进效率、推力和功率等。
推进效率是指推进器产生的有效推力与所消耗的功率之比。
提高推进器的推进效率是船舶设计时的重要目标之一，可以减少船舶的能源消耗，降低航行成本。
推力是指推进器产生的推力大小，它直接影响船舶的航行速度和操纵性能。
功率则是指推进器所需的功率大小，它与推进器的设计参数以及航行条件相关。
船舶推进器的性能评估不仅要考虑上述指标，还需考虑其在不同航行条件下的工作性能。
例如，在航速较低的情况下，推进器可能会失去稳定性，对船舶的航行产生不利影响。
此外，推进器的噪音和振动也是需要考虑的因素，对船员的健康和船舶结构的安全都有一定的影响。
三、船舶推进器的优化方法为了提高船舶推进器的性能，可以采用多种优化方法。
一种方法是通过改变推进器的几何形状来优化推进器的气动力学性能。
例如，可以通过增加推进器叶片的扭矩、改变叶片的弯曲角度或者改变叶片的剖面形状等方式来改善推进器的推进效率。
文献综述 船用推进器
本科毕业设计(论文)文献综述题目：船用推进器方向控制装置设计学院：机械工程学院专业：机械工程及自动化班级： 2008级 1 班学号： 200802070121学生姓名：万家傲指导老师：欧长劲提交日期： 2012年 2 月 22 日船用推进器方向控制装置设计1研究的背景及意义水上资源是人类的财富，人类的发展离不开对水资源的利用，最直接的就是捕捉水生食物，那么渔船就诞生了，如美国研究出得一种踏板控制方向的渔船【1】，大大方便渔民，提高了生产率。
但是对水资源的利用，可不仅仅是捕鱼这么一说，比如说运输、能源开采等等，总之水上资源是无比巨大的，人类对他的使用只是很小的一部分，还需要继续去发掘，去开拓。
就我国而言，我国也是一个水资源大国，长江、黄河、雅鲁藏布江......但是我国极浅水河流众多，这些河流的弯多流急，有些地段河道坡度较大，由于内河航道窄、弯道多、吃水浅，这就要求航行船舶应具有良好的操纵性来保证航行安全。
普通螺旋桨船舶在这些地区的推进效率较低，操纵性能不佳，导致上滩能力不强，流急弯多处不易操纵，给水路运输带来了极大的困难。
这些地区水路运输的客观现实迫切需要开发一种适合这些地区的性能较好的船用推进装置。
因此，直翼推进器在内河运输船舶上的应用具有广阔的前景[2]。
目前，螺旋桨是海洋工程装备中普遍使用的船舶推进器。
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。
在船舶经过海峡或者返回港口，与其它的船舶靠近的时候都是低速航行，此时船舵产生的横向力变小，导致船舶控制力不足。
直翼摆线推进器弥补了螺旋桨的不足，无需船舵就能够在360 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控制力[3]。
2 直翼推进器相关技术的国内外发展概况优异的操控性能使得直翼摆线推进器非常适合配备在特种船舶上，例如反鱼雷舰艇、灭火船、拖船、动力定位系统等。
直翼线推进器相比于喷水推进器、全回转推进器、螺旋桨等推进器，具有操纵灵活方便、动态拖力大、抗风浪能力强、设备故障率低、维修成本低等优点[4]。
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本科毕业设计(论文)文献综述题目：船用推进器方向控制装置设计学院：机械工程学院专业：机械工程及自动化班级： 2008级 1 班学号： 200802070121学生姓名：万家傲指导老师：欧长劲提交日期： 2012年 2 月 22 日船用推进器方向控制装置设计1研究的背景及意义水上资源是人类的财富，人类的发展离不开对水资源的利用，最直接的就是捕捉水生食物，那么渔船就诞生了，如美国研究出得一种踏板控制方向的渔船【1】，大大方便渔民，提高了生产率。
但是对水资源的利用，可不仅仅是捕鱼这么一说，比如说运输、能源开采等等，总之水上资源是无比巨大的，人类对他的使用只是很小的一部分，还需要继续去发掘，去开拓。
就我国而言，我国也是一个水资源大国，长江、黄河、雅鲁藏布江......但是我国极浅水河流众多，这些河流的弯多流急，有些地段河道坡度较大，由于内河航道窄、弯道多、吃水浅，这就要求航行船舶应具有良好的操纵性来保证航行安全。
普通螺旋桨船舶在这些地区的推进效率较低，操纵性能不佳，导致上滩能力不强，流急弯多处不易操纵，给水路运输带来了极大的困难。
这些地区水路运输的客观现实迫切需要开发一种适合这些地区的性能较好的船用推进装置。
因此，直翼推进器在内河运输船舶上的应用具有广阔的前景[2]。
目前，螺旋桨是海洋工程装备中普遍使用的船舶推进器。
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。
在船舶经过海峡或者返回港口，与其它的船舶靠近的时候都是低速航行，此时船舵产生的横向力变小，导致船舶控制力不足。
直翼摆线推进器弥补了螺旋桨的不足，无需船舵就能够在360 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控制力[3]。
2 直翼推进器相关技术的国内外发展概况优异的操控性能使得直翼摆线推进器非常适合配备在特种船舶上，例如反鱼雷舰艇、灭火船、拖船、动力定位系统等。
直翼线推进器相比于喷水推进器、全回转推进器、螺旋桨等推进器，具有操纵灵活方便、动态拖力大、抗风浪能力强、设备故障率低、维修成本低等优点[4]。
直翼摆线推进器应用于动力定位系统，推进器数量大幅减少，有效降低系统成本与能耗。
但是国内关于它的研究却很匮乏，或者说没有完整的一套系统。
(a) 拖船 (b)摆渡船（c）反鱼雷舰艇（d）浮吊图l Voith Schneider Propeller的各种应用国外的摆线推进器理论与实验研究以德国、美国、日本取得的成果最为突出。
德国Voith公司的Voith Schneider Propeller摆线推进器结构，具有出众的操控性能。
VSP结构紧凑，控制方便，甚至有人认为它已经发展到了极限，无法再继续改进。
但近年来，Voith公司推出的六叶片VSP应用了现代设计工具，如CFD、FEM，对机构的流体力学性能和机械结构均进行了优化，采用六杆曲柄连杆机构, 设计了有更高效率的叶片外形，进一步提高了 VSP的性能[4]。
国内对直翼摆线推进器的研究起步较晚，研究主要集中在哈尔滨工程大学1980年朱典明教授改进了Taniguch的计算方法，计入了推进器叶片的曲线轨迹和叶片旋转的影响，提出诱导拱度的概念，同时放弃了一些线性假设以改进计算的精度[5]。
马庆位以朱典明的计算方法为基础，放弃了动量定理法，力求用漩涡理论计算叶片轨迹圆处的诱导速度，获得诱导速度后即可应用叶剖面升力和阻力计算公式求的直翼摆线推进器的水动力性能[6]。
苏玉民的硕士学位论文中采用了升力线方法计算直翼摆线推进器叶片展弦比对其性能的影响，他将叶片用一根升力线代替，升力线布置在叶片轴处，其基本方法与机翼升力线方法相同[7]。
哈尔滨工程大学的张洪雨教授在他的博士学位论文中设计了采用偏心盘一滑块一连杆机构的实验装置和实验测量装置，给出了计算直翼摆线推进器水动力性能的经验公式，建立了以直翼摆线推进器为推进系统的潜器模型，提出了叶片可以从尾流面中穿过而不影响尾流面连续性的假设，并在此假设前提下建立了直翼摆线推进器的水动力计算方法。
目前直翼推进器多采用广义摆线机构和改善的摆线机构，但由于其机构比较复杂以及受机构本身的运动限制，桨叶摆动规律不能很好地满足水动力的要求，限制了其推进性能，特别是推进效率的进一步提高。
这也是直翼推进器难以推广应用的主要原因之一[8]。
3 船用方向控制装置的相关分析3.1四种常用特种推进器槽道推进器、z形推进器、直翼推进器、方向推力推进器。
下面简述它们的特点：a.槽道推进器:这种推进器最早在本世纪五十年代首先作为水面船舶的推进器而被应用。
它的使用大大改善了大吨位船舶进、出港低速航行时的操纵性能。
槽道推进器作为一种反应式推进器是靠改变流体动量而获得推力的。
槽道推进器具有结构简单、安全可靠、操作方便的优点，但推进效率不高是这类推进器最大的缺点。
b. Z形推进器:Z形推进装置是根据带动螺旋桨的动力传动轴的机构与字母“Z”相似而得名。
Z形推进器又称为Z形导管螺旋桨。
Z形推进器和槽道推进器相比较，其结构要复杂，单机重量较大，它的舷外布置应从安全性方面予以充分考虑。
c.直翼推进器：它由一组伸出船体表面并与船体表面相垂直的叶片构成直翼推进器可以提供360︒范围内任意方向的推力，而且其效率也是较高的，但直翼推进器本身机构复杂，且叶片伸出艇体，容易损坏。
d. 全方向推力推进器:它是在直翼推进基础上的种改进，当它的螺距角都保持某固定值时，就起到普通螺旋桨作用，产生轴向推力[9][10]。
3.2直翼摆线推进器工作特性分析摆线推进器类型多样，但主体结构基本相同。
它垂直安装于船舶脊线，叶片均匀分布在转盘上，每个叶片除绕转轴O旋转外，同时绕自身轴线P摆动，以产生360︒任意方向的推进力，如图2所示。
推进器工作时可看成两个运动的合成，回转箱绕推进器轴心线转动，同时叶片以按照一定的规律绕自身轴心线转动，此时叶片运动形成的轨迹即是摆线[11][12]。
图2 摆线推进器工作原理图在整个运动过程中，摆线推进器的叶片由内部机构控制，叶片弦线始终与某一点到自身轴心P的连线相垂直。
该点称为摆线推进器的控制器，用C表示。
C点到推进器转轴O的距离为心距，偏心距与半径的比值即为摆线推进器的偏心率e[2]。
对偏心率e的控制机制,也即对于连杆机构的设计与分析是本设计的关键部分。
3.3 凸轮及连杆式直翼推进器的研究（1）凸轮式直翼推进器的机构及特点为了进一步改善推进器桨叶摆角曲线，桨叶自转采用凸轮轨来控制桨叶轴的摇柄,简化了推进器的整体结构。
图3 一种凸轮结构直翼摆线推进器动力由输入轴通过伞齿轮带动转盘作均速转动，等间距安装于转盘上的桨叶在作公转的同时，桨叶上部的摇柄轮在凸轮轨中运动并使桨叶按某种规律摆动，以产生方向相同的推力。
凸轮的旋转位置就代表了推力的方向。
凸轮轨可以转动，由操纵人员控制，如将凸轮轨转动至某个角度可使推力方向随之转动某个角度，即达到操纵船舶的目的[13][14]。
凸轮式直翼推进器的机械传动效率可用式(1、2) 表示 ：T j z q ηηηη∙∙=式中： j η----伞齿轮减速器的效率(一般取0.97)；zη----圆盘主轴 、桨叶摆动轴承的效率(可取0.97)； q η----凸轮及其它运动部件的传动的效率(可取0.96)。
其总的机构传送效率为0.970.980.960.90T j zηηη==⨯⨯= (2) 连杆式直翼推进器的机构(图4)及特点连杆式直翼推进器是采用连杆机构对桨叶角度变化进行控制的。
其最大的特点就是可以通过其中心的控制杆控制连杆机构调节桨叶的变化，使推进器产生的推力发生变化(即实现桨的调距功能)，推力方向可以360︒旋转(实现桨的操纵功能)。
该推进器具有极好的操纵和变距功能，是目前船用推进类型中性能优良的舵桨装置。
连杆式直翼推进器的机械传动效率略高于凸轮式直翼推进器。
图4 Voith Schneider 推进器曲柄连杆机构3.4直翼推进器与螺旋桨推进器的比较a.推进器的水力剖面面积船用螺旋桨一般是通过水密轴系安装于船体尾部，推力的方向和幅度不能沿任何线路改变正常的轮毂的旋转轴，从而需要定向舵，而直翼推进器则不需水密轴系,而直接安装于船体尾部。
设推进器叶梢距基线为t ，船体尾部( 推进器位置) 浸深为a ，船舶吃水d ，螺旋桨与船体之间间隙C ，则螺旋桨最大直径D d a t c =---,详见图4 。
则螺旋桨水力剖面积： 214Al d π= 若直翼推进器桨叶回转直径同为D ， 展长为 l C D =+，则0.14 1.14l D C D D D =+=+=此时直翼推进器水力剖面积 221.14A ID D == 两者之比21221.1414 1.45A A D A π==(a) (b)(c) (d)(a)、(b) 直翼推进器示意图(c)、(d) 螺旋桨推进器示意图图5 直翼推进器与螺旋桨推进器的水力剖面积即在相同吃水条件下,直翼推进器的水力剖面积为螺旋桨推进器的1.45倍。
直翼推进器桨叶回转直径D并不受船舶吃水的限制，如必要还可适当增加其回转直径以进一步增加水力剖面积，降低推进器的负荷,这对浅水船舶具有重要意义[15]。
b.具有良好的操纵性能直翼推进器的操纵力(舵力)比普通船舶的舵桨系统为大，采用舵桨系统的船舶处于倒车状态、停航状态或以极低航速运动时，其船舵丧失操纵力或操纵力极低。
而直翼推进器在低进速时其操纵力反而大。
由于该推进器推力方向可在360 范围内变化，因此，船舶能够进行原地回转。
特别当采用2台直翼推进器时，通过调整和控制2台推进器不同的推力方向，可使船舶侧向横移，这对航行在航道拥挤的内河及港作的船舶来说有其重要意义。
直翼推进器在调整舵力方向时，其桨叶在水中转动过程中阻力很小，在获得良好的操纵性能的同时能量损失也小。
4结论直翼摆线推进器研究已有几十年的时间，在各国研究人员的辛勤工作下取得了众多成果，Voith公司生产的vSP取得很好的应用效果。
国内直翼摆线推进器研究工作相对落后，李典明、张洪雨等教授对直翼摆线推进器开展了深入研究，并将其应用于水轮机，拓宽了直翼摆线推进器的应用领域。
但目前应用范围仍然较小，并没有得到大规模的推广。
扩宽直翼摆线推进器应用领域，加快直翼摆线推进器市场开发对于直翼摆线推进器的研究与发展具有重要的意义。
直翼推进器对水探测以及海洋开发领域有广阔的应用前景和重要的意义，结构合理、运动可靠的推进器结构不仅能保证满足全方向推进功能，可以改善构件受力状况，减少能量损失，效提高推进器工作效率。
它能够在3600方向上快速改变推进力方向和大小，实现船舶原地转换、精确定位等动作。
直翼摆线推进器将舵桨集合成一体，克服螺旋桨推进器在低速航行时操纵性下降的缺点。
直翼摆线推进器因其优异的控制性能，广泛应用于拖船、扫雷舰艇、浮吊、动力定位等高控制要求的场合。