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作为一种新型的推进系统,一种在运动中螺距角可以周期性变化以提供不同方向推力的螺旋桨,即全方向推进器正在研究开发当中。该推进器的设计基于一种全新的构思,它最大特点是在桨叶旋转的过程中,通过控制叶片螺距角的周期性变化,从而能够产生前后、上下、左右六个方向推力。该种推进器有广阔的工程实用前景。 潜器是海洋开发与研究的重要工具之一,它的发展要求本身更加轻量化、小型化,同时还要满足其操纵性能的要求;全方向推进器便是基于上述要求应运而生。使用这种螺旋桨可以减少推进器的数目,这将对改善潜器内部的布置和减轻潜器本身重量有利。它将在海洋工程领域里得到广泛应用。 本论文的工作主要有两个部分:理论计算部分和试验设计部分。 在理论计算部分,本文首先给出了全方向推进器的工作原理,然后基于常规螺旋桨升力面理论、势流理论和格林定理建立了定常和非定常状态下全方向推进器纵向、横向运动的水动力性能计算的数学模型,并利用有限基本解法、非定常涡格法和Hess-smith方法分别对考虑和不考虑桨毂影响时的全方向推进器纵向、横向运动水动力性能进行了数值预报。 在不同的使用要求下,全方向推进器的桨叶纵倾角采用不同的角度。为了考察纵倾角对全方向推进器的水动力性能的影响,本论文分别计算了纵倾角为0度、15度、30度、45度的全方向推进器的水动力性能,并对这些结果进行了比较、分析,最后得出相应的结论。 在试验设计部分,本文给出了全方向推进器敞水试验的具体思路,有关设备、装置,需要测量的主要数据,处理数据所要用到的主要公式等。 本文提供的预报方法可以作为理论设计和工程实用的基础,试验设计也可以应用到相应的试验中去。