中船集團(tuán)消息，上船院通過(guò)節(jié)能裝置的研發(fā)，探索產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方向，近期成功開(kāi)發(fā)了多型轂帽鰭。其中，應(yīng)用于3800車(chē)滾裝船的轂帽鰭節(jié)能效果得到了水池試驗(yàn)的驗(yàn)證：加裝該轂帽鰭后，螺旋槳敞水效率提高約2%。
轂帽鰭是一種應(yīng)用較廣泛的節(jié)能裝置，安裝在螺旋槳后方，可回收螺旋槳流場(chǎng)中耗散的能量，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用便捷、造價(jià)較低等特點(diǎn)。上船院將通過(guò)自行設(shè)計(jì)、銷(xiāo)售，委托配套廠商生產(chǎn)的模式將其拓展為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的新產(chǎn)品。
目前，上船院已具備常規(guī)螺旋槳、槳前扇形節(jié)能導(dǎo)管、槳后轂帽鰭等的設(shè)計(jì)能力，今后將進(jìn)一步加強(qiáng)基礎(chǔ)技術(shù)研究，通過(guò)船、槳、舵的整體設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)品質(zhì)，以技術(shù)優(yōu)勢(shì)帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
目前，上船院已具備常規(guī)螺旋槳、槳前扇形節(jié)能導(dǎo)管、槳后轂帽鰭等的設(shè)計(jì)能力，今后將進(jìn)一步加強(qiáng)基礎(chǔ)技術(shù)研究，通過(guò)船、槳、舵的整體設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)品質(zhì)，以技術(shù)優(yōu)勢(shì)帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
拓展知識(shí)：
定義轂帽鰭:連接在螺旋槳轂帽上與螺旋槳槳葉數(shù)量相同并與螺旋槳一同旋轉(zhuǎn)的幾個(gè)鰭狀葉片。
1986年，日本三井造船開(kāi)始研究在螺旋槳轂帽上安裝與螺旋槳槳葉數(shù)量相同的小鰭片，鰭片的半徑約為槳葉半徑的1/4，以期減弱在螺旋槳后轂帽處形成的渦流，消除轂渦引起的誘導(dǎo)阻力，從而達(dá)到提高螺旋槳效率的目的。轂帽鰭在1987年作為一種新型的節(jié)能裝置被正式提出，它被定義為連接在螺旋槳轂帽上與螺旋槳槳葉數(shù)量相同并與螺旋槳一同旋轉(zhuǎn)的幾個(gè)鰭狀葉片。
定義轂帽鰭:連接在螺旋槳轂帽上與螺旋槳槳葉數(shù)量相同并與螺旋槳一同旋轉(zhuǎn)的幾個(gè)鰭狀葉片。
1986年，日本三井造船開(kāi)始研究在螺旋槳轂帽上安裝與螺旋槳槳葉數(shù)量相同的小鰭片，鰭片的半徑約為槳葉半徑的1/4，以期減弱在螺旋槳后轂帽處形成的渦流，消除轂渦引起的誘導(dǎo)阻力，從而達(dá)到提高螺旋槳效率的目的。轂帽鰭在1987年作為一種新型的節(jié)能裝置被正式提出，它被定義為連接在螺旋槳轂帽上與螺旋槳槳葉數(shù)量相同并與螺旋槳一同旋轉(zhuǎn)的幾個(gè)鰭狀葉片。
安裝轂帽鰭前后消渦情況比較圖
船在航行中轂帽表面的水流是沿著螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方向流動(dòng)的，因而在轂帽后端中心位置形成低壓，產(chǎn)生很強(qiáng)的渦和空泡，這種渦和空泡降低了螺旋槳的效率。對(duì)于大型船舶，尤其是螺距比大的船舶這種現(xiàn)象更為突出。針對(duì)這種空泡現(xiàn)象，在轂帽上裝有適當(dāng)角度和形狀的轂帽鰭，使表面水流幾乎沿著鰭直線流出并向轂帽的后方離散，從而不能形成轂渦。由于消除了轂渦，槳轂后部的壓力降減少了，整個(gè)槳的阻力減少，使螺旋槳推力增加；另外，轂帽鰭小葉產(chǎn)生了扭力，從而降低了螺旋槳的扭矩并產(chǎn)生推力，提高了螺旋槳的推進(jìn)效率。同時(shí)，轂帽鰭還能有效消除螺旋槳噪音、減小螺旋槳的振動(dòng)幅度，提高船舶的舒適性。
轂帽鰭加工方便、成本低、長(zhǎng)期效益和安全性好。它的直徑為螺旋槳直徑的25%以下，與轂帽沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此可靠性很高，發(fā)生故障的可能性極小。為防止電解腐蝕，其材料宜與螺旋槳材料相同。其節(jié)能效果的大小與鰭的大小、安裝角度、傾斜角、鰭的葉數(shù)等有關(guān)系。
轂帽鰭模型試驗(yàn)和實(shí)船試驗(yàn)節(jié)能效果對(duì)比
鰭片的直徑：取值在0.18～0.33倍螺旋槳直徑之間，一般在0.25～0.3效果較好。鰭片的螺距角：與槳葉葉根螺距角相差-20°～+30°。鰭片軸向位置：不同螺旋槳差異較大，使轂帽鰭表面速度最大為佳，一般0.03倍螺旋槳直徑左右。
影響轂帽鰭節(jié)能效果的因素有很多，主要包括轂帽鰭自身參數(shù)，螺旋槳與轂帽鰭相對(duì)位置，以及螺旋槳的負(fù)荷形式等。在設(shè)計(jì)階段一般通過(guò)水池試驗(yàn)來(lái)預(yù)報(bào)轂帽鰭的節(jié)能效果，但其與實(shí)船試驗(yàn)結(jié)果相比，存在一定的誤差，如表1所示。因此，關(guān)于該裝置節(jié)能效果的預(yù)報(bào)需要依靠實(shí)船試驗(yàn)與模型試驗(yàn)對(duì)比，以得出經(jīng)驗(yàn)性的結(jié)論。
轂帽鰭實(shí)船應(yīng)用及節(jié)能效果
從表中可以得出，實(shí)船試驗(yàn)得到的轂帽鰭節(jié)能效果要明顯好于模型試驗(yàn)得到的節(jié)能效果。
隨著國(guó)際油價(jià)的上漲以及企業(yè)節(jié)能減排意識(shí)的增強(qiáng)，近年來(lái)，越來(lái)越多的船舶開(kāi)始在螺旋槳槳轂上安裝轂帽鰭，并取得了一定的節(jié)能效果。轂帽鰭在船上的應(yīng)用及產(chǎn)生的節(jié)能效果如下圖所示。
