英语原文共 13 页
摘要
未来海军舰船将持续受到创新设计能力、平台性能和可承受能力（包括资金与生命两方面）的共同影响。螺旋桨推进的军舰由于其拥有效率高、较为成熟的系统，长久以来在大型水面作战舰船的设计中占据主导地位。然而，当下浸没式喷水推进技术的发展为这类型的船舶提供了一种切实可行的替代方案。同时，对于那些水下声学性能至关重要的、承担反潜作战角色的舰船来说，这项技术可能特别具有吸引力。在研究中浸没式喷水推进系统应当以全船的推进效率为基础发展优化，而非推进器的敞水效率。
浸没式喷水推进器为减轻推进系统重量和节省推进系统空间提供了可能性，并被视为在小型舰船上应用全电力推进（FEP）的关键因素。对于总体布置和机械设备布置而言，它的优点在于多角度利用空间，例如舷外系统的开发。浸没式喷水推进器的特性为提升船舶水下声学性能提供了更大的优势。尽管浸没式喷水推进器有着这些潜在的优点，然而与传统的螺旋桨推进相比，对于能够影响整个推进系统的推进效率的船体外型而言，整合和优化船型的不确定性会影响整体推进效率。船体与推进器的相互影响是一个需要特别关注地领域。
在过去的几年里，劳氏公司已经成功研发出一款浸没式喷水推进器——AWJ-21trade;。本文介绍了AWJ-21trade;的最新发展情况和浸没式喷水推进器对于船舶设计的广泛影响。
绪论
劳氏军品部（RRNM）已经开发出一种可用于未来水面作战计划的先进的推进器——AWJ-21trade;。虽然RRNM在推进器的设计上已经取得了相当大的进展，但是一直以来关于如何将该系统整合到概念设计中的研究始终进展缓慢。
浸没式喷水推进技术的引入（例如AWJ-21trade;）为船体设计带来了巨大的挑战和机遇：
（1）推进器本身在几何结构、推力产生、操作响应速度和信号等方面均具备不同的特性；
（2）对于护卫舰尺度的水面战舰来说，船型优化方向几乎完全只是对接螺旋桨推进方式；
（3）喷水推进器在水流与船体的相互作用方面与常规的螺旋桨有很大不同；
（4）推进器的选择影响推进系统的整体效率；
（5）以上几点均会对船体总布置产生影响。
为了探究浸没式喷水推进器对船型的影响，本文使用了一种螺旋桨推进的传统船型，并对其进行了整型和优化，同时，基于AWJ-21trade;型推进器开发了一种新船型，并对其进行首次迭代。使用CFD方法对每种船型的流动特性进行分析，得到推进系数，并探索这些系数的敏感性。然后用得到的功率曲线分别对采用AWJ-21trade;推进和螺旋桨推进的船舶进行全电力推进架构评估，从而对比两艘船的整体推进效率。最终，通过设计一个不同于传统船舶的总体布置方案，去研究喷水推进器所占舱容及由此产生的高效利用舱内空间的机遇。
AWJ-21trade;的特性
几何特性
AWJ-21trade;是一款具有完全浸没式喷射功能的喷水推进器。它的混流泵、喷口和相关联的转向/倒车装置全都安装在一个被称作“吊舱”的水动力整流罩中，该吊舱同进水流道连在一起，并与船体连成一个整体。通过改变进流道外形使入口流场畸变最小化的形状，同时改变吊舱外形使“机舱”阻力最小化。
整合在船体上的AWJ-21trade;的几何外型如图1所示，其示意图如图二所示。船尾的布置取决于AWJ-21trade;的类型（加速、加速-倒车、转向和倒车）。用于转向和倒车的液压驱动器安装在船体内部。通过旋转出口喷嘴，从而使出口射流侧向偏转来实现转向，从而不需要舵或者传统的大型转向装置。驱动器和转向喷嘴之间的连接全部整合在机舱内。通过使用与整合在机舱底部的出口挡板结合的倒车斗来机械化地改变出口流动的方向。
图1 安装了AWJ-21trade;的AESD
图2 AWJ-21trade;的示意图
AWJ-21trade;已通过船模试验，同时已经被美国海军在“先进电力演示舰”（AESD）上进行了评估。AESD全长133英尺（41米），使用小型柴油发电机组或者电池提供能量。为了进行安静的、高速的测试操作，可以使用电池代替柴油机作为能量来源消除使用柴油机时发出的噪声。
推进器的尺寸
AWJ-21trade;的相关尺寸、质量和运行速度如表1所示，几何外型详见图3。
表Ⅰ:AWJ-21trade;系列的详细信息
|
单位名称(标准十进制 几何系列R15) |
推进器进口直径 (CM) |
推进器安装法兰浸没尾板直径(CM) |
安装制动功率/推力的指示范围(KW) |
推荐工作速度指示范围(RPM) |
预估尾部法兰推荐安装长度(CM) |
预估安装法兰到密封安装尾轴管的正面入口长度 （CM） |
操舵与转向单位质量（KG） |
升压推进器干量（KG） |
进水管和吊舱质量(KG) |
附连水质量（KG） |
||
|
-SR, -B, -RB0 |
DINLET1 |
DMOUNT2 |
Min |
Max |
Min3 |
Max3 |
LOUTBD4 |
LINLET5 |
MBR6 |
MB7 |
MIN8 |
MBW9 |
|
AW J21-58 |
58 |
90 |
1100 |
1700 |
1030 |
1220 |
145 |
232 |
400 |
700 |
500 |
200 |
|
AW J21-68 |
68 |
106 |
1400 |
2400 |
880 |
1040 |
170 |
272 |
700 |
1100 |
700 |
400 |
|
AW J21-80 |
80 |
124 |
2000 |
3200 |
750 |
880 |
200 |
320 |
1000 |
1800 |
1000 |
600 |
|
AW J21-94 |
94 |
146 |
2700 |
4500 |
630 |
750 |
235 |
376 |
1600 |
2800 |
1400 |
900 |
|
AW J21-110 |
110 |
171 |
3700 |
6100 |
540 |
640 |
275 |
440 |
2500 |
4300 |
1800 |
1400 |
|
AW J21-129 |
129 |
200 |
5000 |
8400 |
460 |
550 |
323 |
516 |
3800 |
6600 |
2500 |
2200 |
|
AW J21-151 |
151 |
234 |
6900 |
11500 |
390 |
470 |
378 |
604 |
5900 |
10300 |
3400 |
3500 |
|
AW J21-177 |
177 |
275 |
9400 |
15700 |
330 |
400 |
443 |
708 |
9100 |
16000 |
4700 |
5600 |
|
AW J21-207 |
207 |
321 |
12900 |
21500 |
290 |
340 |
518 |
828 |
14100 |
24700 |
6400 |
9000 |
|
AW J21-242 |
242 |
376 |
17600 |
29300 |
240 |
300 |
605 |
968 |
21900 |
38300 |
8800 |
143 |
以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
