轴面轮廓曲线控制参数选取方法

平进口式进水流道是当前喷泵系统应用最广泛的一种流道，也是泵类推进系统流道设计的基础。当船尾线型存在上扬角或者是布置时要求喷口轴线具有向下的俯仰角时（见图3.4），进水流道均可由平进口式流道通过几何变换得到。因此，平进口式流道的几何参数化设计将是整个流道系统设计的基础。在已知流道出口截面曲线为泵进口圆形、流道进口截面曲线为宽D～2D（D为泵进口直径）的方形、椭圆或两者形状组合曲线的条件下，平进口式流道三维几何参数由其二维轴面曲线型值决定。

图3.4　典型喷泵系统进水流道(www.xing528.com)

（a）平进口式流道；（b）船尾上扬角流道；（c）喷口下倾角流道

给定典型平进口式进水流道轴面轮廓曲线的几何描述如图3.5所示，由背部圆弧段、直管段、弯管段和唇部组成。图中，点A0为流道出口截面中心点，点A10和点A11分别为弯管段和背部圆弧段圆心，点A4为唇部圆弧圆心，点A9为背部圆弧段与船底相切点。点A0与A9之间的水平距离即为流道总长L。弯管段扇形角、直管段水平倾角以及背部圆弧段扇形角均为流道倾角αD。直管段A1A8的两端同时与弯管段A17A1和背部圆弧段A8A9相切。曲线A0A2A5为流道中轴线。点A13为唇部圆弧上相切点，点A12为唇部圆弧与水平线的相切点。通过上述几何参数定义以及五个全局参数的控制，平进口式进水流道的二维轴面曲线可以唯一确定。其中，五个全局参数分别为流道出口直径D（泵进口直径）、流道出口中心高度Dh、流道倾角αD、流道总长L和流道上壁面弯管段半径R1。