据前文所述，当前实船应用的典型进水流道进口截面曲线为宽D～2D（D为泵进口直径）的方形、椭圆或两者形状的组合，均能较好地满足流道设计要求，如图3.10所示。考虑到前文所述的流道设计时要尽量兼顾设计航速和低航速使用工况，进一步将进口截面曲线一般化为梯形、方形与半椭圆曲线的组合（见图3.11），梯形短边B1=k1D，梯形长边B2=k2D，即2≥k2≥k1≥1，轴面曲线图中背部圆弧切点A9位于梯形短边中点，梯形长边同时为方形宽度和椭圆短轴长，方形长度和椭圆长半轴由轴面曲线上A12A9之间的距离综合决定。很明显，绘制进口截面曲线型线时虽然又引入了两个尺度系数k1和k2，但特征尺度D作为主控制参数并没有改变。方案设计阶段，这两个尺度系数可以根据经验赋值，如设计航速高于30 kn时优先采用k1=1、k2=1.4，设计航速低于20 kn时优先采用k1=1、k2=1.2，再结合轴面曲线型值，即可唯一确定进口截面形状与尺寸，从而补全进水流道的三维几何参数化设计所需的全部条件。
图3.10 进水流道典型进口截面曲线（椭圆、方形、方形与椭圆组合）
图3.11 进水流道进口截面参数化曲线
以k1=k2=1对应的方形与椭圆组合而成的进口截面曲线为例，椭圆短半轴为D/2、长半轴可取为0.5D（1/sinαD+1/tanαD），即中轴曲线的水平交点A5就是椭圆中心点，那么方形长度即为如式（3.27）所示的ΔA12A5，由此明确了进口截面曲线的型值。当1.4≥k2＞1时，可保持椭圆中心点A5和长轴长度不变，短轴增加为k2D即可。需要说明的是，将进水流道与泵匹配计算后，通常需要依据计算结果对k2给予小量优化调整，以使流道设计达到最优。如图3.12所示为设计航速为12 kn的某低速流道在设计工况下的内部速度流线及其涡量分布，可见无流动分离产生，流道出流品质也非常好，不足之处在于进口宽度略显不足，导致流体吸入时流动卷曲产生了两组对旋涡，直接诱导涡管吸入部位的泵转子叶梢局部成为空化初生部位，一定程度上降低了推进泵的抗空化性能。该进口截面为方形与椭圆的组合曲线，且k2=1，与船体壁面相交后得到图3.12所示的截面形状。
图3.12 伴流场中内置式无轴泵喷子系统定常计算速度和涡量场(www.xing528.com)
此外，考虑到梯形、方形与半椭圆曲线组合而成的通用曲线中几何形状在周向上不连续，容易诱导产生小尺度涡，通常采用相切过渡，或者直接将进口截面曲线改变为“鸡蛋形”进口（见图3.13），特别是在多套泵推系统并排安装，且横向安装空间极其有限的情况下尤其如此。在此基础上，要想将设计方案做到极致，可进一步探索两种设计思路，一是着重考虑高速状态的性能优化，将单舷两组进水流道的进口截面合二为一（见图3.14），一定程度上可以减小少量的船体阻力；二是着重考虑低速巡航状态，通过减小不工作流道对工作流道进流的干扰作用，使两组进水流道的进流“抢水”现象最小化，从而维持单组进水流道的最优性能，如图3.15中LCS单体船后续舰的结构布置所示。哪种设计方案的综合性能更优，则需要根据设计需求和船体线型量身定制。
图3.15 LCS单体船喷泵系统单舷两组进水流道轴向错落布置
图3.13 喷泵进水流道“鸡蛋形”进口截面
图3.14 喷泵系统两组进水流道的“鸡蛋形”进口截面合二为一
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
