船舶喷水推进技术国内外研究与应用现状

喷水推 进高速 客渡 船 。 在 军用舰 艇领域 , 喷水推 进船舶 的尺度 也在不 断增加 。
澳 大利 亚 nI c at 造船厂 已 为美 国军 队建造 了数 型喷水 推进 高速舰船 。 例如 , 为美 国海军 建造 了长
1 12 m 、 排水 量 17 4 0 t 、 航速 4 8kn 的铝制喷水 推进船 J o i n t Ve n tu er (H S v- X I ) , 采 用 了 四 台 叭厄d s i l a 公 司 的 u p s 巧 OD 型 喷 水 推进 器 驱 动 。 美 国 陆 军受 此 影 响 , 租 用 了 98 米 的 喷水 推进 穿 浪 双体 船
上 采用 的 功率最 大 的喷水推 进器 。
2 喷水推进在 国 际上的研 究现状
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著 名研究 机构
喷水 推进 最近 20 多年 的高速发展 很 大程度上 归 因于制造 商、 研究 所 和大学 等多方 机构的努力 结
果。
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2 11
制 造商
R of is 一 R o yc e 公 司 和 v 白找 s ila 等国 际大 公 司 自身拥 有 实 力雄厚 的研 发 机 构。 R o ls 一 R oy c e 旗 下 K al 城e 叭a/ 公 司 的水动力 研究 中心 是其喷 水推进 产 品研发 的主要 机构 。 该 公 司的 A 叭 oj 自 , i 是 喷水 推进
中低航速 均有 较高 推进效 率的水 下喷射式喷水推 进器 , 典型 的例子是德 国 、 b iht 公 司开发 的 iL en ar eJ t
型喷水推 进器 。
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喷水 推进器 主要厂 商
wa 大型 喷水 推进器 的著名 制造商主要有英 国 R of ls 一 oy e 集 团的 K 司功e 公 司和芬 兰 v 角n i s il a 集
水 推进器 驱 动 , 最 大航速 43 节 。
美 国最新 服 役 的濒海 战斗舰 ( CL S ) 为 目前 世 界上最 大 的喷水 推进 战斗舰 艇 , 均 用柴 燃联 合动
力装 置驱 动 。 该型舰 有两种 船型 , Lo c 油 e d M iart n 公 司建造 的船型为 半滑行单 体 船 , 长 l 巧 米 , 航
作用。
1 喷水推进在国 际上 的应用现 状
虽然 喷水 推进 专利 的发 明比螺旋桨 还要早 19 年 , 但直 到上世 纪 60 年 代之后 这种 特种 推进技 术 才开 始被 重点 研究 , 最近 20 多年 得到 了巨 大 的发展 , 在高速高性 能船舶 、 两 栖车 辆 以 及一些 浅 吃水
工程 船上 得 到 了广 泛 的应 用 。
近的 十年 , 这一 主导地 位得到进一 步巩 固 。 ( 4 ) 不 断 向 中低航速 船舶延 伸。
喷水 推进 的应 用在不 断向中低 航速 船舶延 伸。 一是常 规 的喷水 推进 器正在 向 25 节左 右 的中速 范 围延伸 。 二是专 门开发 适用 于低航 速船舶 的喷水 推进器 。 例如 , 用 于低速浅水 工 程船 的舷外式喷 水 推进组 合体 , 用 于登 陆艇 、 舟桥 、 两栖车辆等低航 速载 运工具 的轴流式 喷水推进 器 。 三 是开 发兼顾
之 间 , 功率范围在 1 千一 4 万 k w 之间 。 S L 系列为超 大 型
不 锈钢混流 式喷水 推进器 , 泵进 口 直径 大于 Zm , 功率大于 2 .7 万 k w , 每一 型产 品都根 据具体 船型
的推进需求进 行专门的优 化设计。
新西 兰 H a n 五l t on 公 司是 中小 喷水推进器 制造商中 的佼佼者 , 提供 巧 0 一 3 0 O kW 之间 的系列 喷水
1 16
eW 节 。 美 国海 军陆 战队从澳 大利亚 A us tl 船厂a 租用 的 s tP E xPa re s ( s v 4 6 7 6) 长 1 0 米 , 采 用 四 台
wa R of
is
一
R
o
yc
e
公 司的
K aMe
l 2 5S n 型 喷水 推进器推 进 , 航 速 达 37 节 , 用 于太平 洋 战场 。 在 上述应
盯 ~ 推进 器 5[] 。 H 田旧 i l t on 喷水 推进 器包括 川 、 HM 、
三 大系 列 。 HJ 系列包 含直 径在 2 0 一 4 0
之间
Βιβλιοθήκη Baidu
的 8 型小 尺寸 喷水推 进器 , 适用 于 6一 20 m 长的船舶 , 功率范 围在 2 60 一 9 0() k W 之 间 。 H M 系 列包含 直
用 的基础 上 , 美 国军方 制定 了 s ep ar he ad 级联 合高速 船 ( HJ s v ) 项 目, 供海 军 、 陆军 和海 军陆 战队
DL 使用 。 该 项 目拟建造 10 艘 J H S v 喷水推进 支援舰 。 该 型舰长 103 米 , 四 台 叭厄找 s ila w 14 o o s R 喷
kw 团的
iL
公 司 p s
l’ 一 21 。
这 两 家公 司可提供单机功率
3
万
以下 的全 系列喷水 推进器 , 统领 着 国际大型
喷水 推进 器市 场 。
瑞典
N”
P
公司
目前也 能提供单机
.
15
万
r
刃
以 下 的系列喷水 推进 器 3[]
。
中小 型喷水 推进器 的制造 商较 多 , 较著名 的有新 西兰 的 H a ln l l otn 公 司 、 澳 大利亚 的 D oc n 公 司 、
3 5 0 0 一 S 0 0 k W 之 间。 该公 司已 生产 了数万套喷水推进 产 品 , 应 用遍布世 界各地 , 其中 IR Z 12 型一 型
产品截 止 2 0 12 年 已 销售 了 1 万台 。
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喷 水推进在 军船 上应 用
喷水推 进除 了风靡 于小 型高速 艇外 , 大功率喷水 推进器逐 渐 向更大 型的船舶 上应 用 。 澳大利 亚 在 大型 喷水推 进器 高速船 的建造 方面处 于 国际领 先 。 该 国的 nI c at 造船厂 和 A us alt 造船厂建 造 了大量
~ 径 在 4 2 0 一 8 10
之 间 的 7 型 中等尺 寸 喷水 推进 器 , 适 用 于 18一 60 m 长 的船 舶 , 功 率 范 围在
9 0 一 35 0 k w 之 间。 11T 系列 包含 三 型新 开发 的喷水推 进 器 , 直径 在 s or 一 10 以) m m 之 间 , 功率 在
已 可 满足 大多数 船舶 的推进 功率需 求。
( 2 ) 喷水 推进应 用 的船型 比较 广泛 。
喷水推 进适用 于排 水型 单 体船 、 滑行艇 、 水翼艇 、 双体船 、 穿 浪双 体船 、 小 水线 面船 、 三体 船 、
侧壁 式 气垫 船等绝大 多数船 型 以及 两栖 车辆 。
项 目资助 : 中央高校基本科研业务费专项 资金 资助 (项 目编号: 1 332 02 0( 为 )
公 司两 台 iL p s 认飞D 17 2 s R 和 两 台 iL p s W L D 1 5 0 s R 喷水推进 器推 进 。
瑞 典 61 0 吨 级 的 iV s by 级 多 用 途 轻 型 护 卫 舰 为世 界 上 第 一 艘 全 隐身 舰 艇 , 采 用 了 两 台
Kal 达e w a l 25 S n 型喷水 推进器 推进 , 航速可达 34 节 。 该舰采用 喷水 推进器 可显 著减小 推 进器 引起 的
意大 利的 c as ot ld i 公 司 、 美 国的 N A M J e t 公 司 4I] 等。 K a M e 认a/ 公 司和 M PJ 公 司也 提供 中小 功率的全
系列 喷水推 进器产 品 。
K al 城e 叭a/ 公 司是 国际喷水推进 制造 和应用 的引领者 。 该公 司的喷水推进器 产 品包 括 F 系列 、 A
0 前言
相 比螺旋桨 推进 , 喷水 推进具有 高航 速 时推进效 率高 、 抗空 化性 能好 、 机 动性 和操纵性优 越 、 吃水 浅 、 附体阻 力小 、 适应 变工况 能力 强 、 水 下声 辐射小 等众 多优点 , 在 高速 、 高性 能船舶和两栖 车辆上 得到 了越 来越 多 的应 用 , 在 发达 国家应 用 已 较普遍 。 本 世纪 以 来 , 国内喷水 推进 的应用 需求 呈 现逐 步增 长的趋 势 , 相关的技术研 究也得 到 了长足进 步 , 越来越 多 的单位 参与 到喷水 推进 的研究 、 设计 、 生产 和应 用 的各 个环 节 中来 。 基 于这一 背景 , 本 文就喷 水推进 在 国 内外 的应 用情况 、 研究 现 状 和 国内外 的差距 进行 了介 绍 , 并 就 国 内喷水 推进 技术未 来 的发展进 行 了探讨 , 以 期对 国内喷水 推 进领 域相 关机构 在推进 喷水 推进 的应 用 、 提 高喷水 推进技 术研 发能力 的相 关活动 中起到一定 的参 考
水 下声 辐 射强 度 。 德 国 lB o 加rn + Vo s 船 厂为南 非海 军建造 的 Va l ou r 级护卫 舰采 用 了喷水 推进器 与螺 旋 桨 混合推进的动力 装置 。 两 台柴 油机 驱动两个 调距 桨用 于 中低 速经济航 行 , 一 台 L M 2 5 0 燃 气轮 机 驱动 一 台 v 角叭 s ila IL sP 1Z 0 E 型 喷水 推进器 用 于高航速 和加速 工况 。 该喷 水推进 器是 目前 军用舰 艇
系列 、 5 3 系 列和 S L 系列 。 F 系 列是 中小尺寸 的铝制轴 流式喷水推进 器 , 功率范 围为 10 一加 o k w 。
A 系列为 中等尺 寸不锈 钢混 流式喷 水推进器 , 功率范 围 2 0 一 2 80 k w 。 s3 系列 为 大尺寸不 锈钢 混 流
~ 式 喷水 推进 器 , 泵进 口 直径在 4 5 ~ 2 0
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喷水 推进应 用 的特点
( l ) 喷水 推进 器 的功 率不断增 大 , 喷水 推进船 舶吨 位往 大型化发 展 。
采用 喷水 推进 的船舶 吨位小 到 1 吨以 下 , 大到 数千 吨 , 数万 吨 的喷水推 进船舶 也 在研发之 中 。
目前 实船应 用 的喷水 推进器 单泵最 大功率达 3 万千 瓦左右 , 虽然 比 目前 最 大的螺旋 桨 功率要 小 , 但
s 伴 har e ad 汀S 从 I X) 作为战场支援舰 , 采用 四 台 晒伯出 ila 公 司 的 U sP 120 E 型喷水推 进器 驱动 。 美 国海
军租 用 的 98 米 长的 S w ift (H S v 2) 号喷 水推进 船也采用 四 台 M角找 s ila 喷水推进 器推 进 , 航 速可达 47
( 3 ) 在 高速高性 能船 推进领 域 的主导地位不 断巩 固
喷水 推进 在高速 高性 能船舶上 的应用 已 占主导地位。 据 FA s Fe 叮 I t’l 统计 , 19 91 年至 2 0 03
年 的 13 年 内全世 界共建造 的 6 5 艘高性 能船舶 中 , 75 % 采用 了喷水推 进 , 25 % 采用 螺旋桨推进 。 最
速最 高可 达 60 节 , 由四 台 K a M e 认a/ 大型喷水 推进器 推进 ; G en e alr D yn a m ic s 公 司建造 的船 型为三体
船 , 长 127 米 , 基 于 A us alt 公 司大型 喷水推进 客渡船 B en c hij i g ua E xP er s 开发 而来 , 采 用 叭厄n s ila
船舶喷水 推进 技术 国 内外研 究与应 用 现状
丁江明
武汉理( 工大学交通学 院 , 武汉 43 以) 6 3 )
摘要 首先介 绍了喷水推进技术在国际高性能船舶上 的应用现状 , 分析了喷水推进应用 的特点 和主要的生产 厂商 。 然后介绍 了喷水推进在国际上 的研究现状 , 从制造商 、 研究所和大学这三个领域列举 了著名的喷水 推进研究机构 ; 从理论研究 、 试验研究 和数值计算研究三个方面分析了国际喷水推进技术研究 的进展。 最 后介绍 了国内喷水推进技术应用状况 和研究 现状 , 比 较了国内研究 和应 用水平与 国际先进水平 之间的差 距 , 提 出了加快国内喷水推进技术发展的一些建议。 关 键 词 : 船舶 ; 喷水推进 ; 研究现状 ; 应用现状 ; 综述