全向推進器

全向推進器通過斜齒輪系統能繞豎軸作360度轉動，用以推進和操縱船舶的螺旋槳或導管推進器。其軸系佈置呈Z字形，可同時起推進和操縱船舶的作用。能任意改變推力的方向，使船原地調頭，進退自如。它的葉片螺距角在葉t片旋轉的過程中週期性的改變。當葉片處於不同的位置角時，叫片的攻角也將隨位置角的改變而改變，使得各葉片對應葉元體上的切向力也隨位置角的改變而改變，這樣情況下，在例向的分力是不能抵消的，因此在槳葉上將存在側向力。這樣就可以根據需要產生軸向力、橫向力希乖向力，兩個這樣的推進器組合就可實現潛器的推進和操縱。 ^[2] 

主機輸出功率通過一級傘齒輪轉動豎軸，再通過二級傘齒輪傳遞給推進器，形成一個Z字形傳動系統。另設有油壓泵驅動蝸輪蝸桿，以驅使整個推器裝置作360°水平迴轉。Z形軸系與導流管螺旋槳全部安裝在一個圓筒體上，整個裝置可吊出或安裝在甲板開口處。轉向螺旋槳的單位馬力推力大，操縱性能良好，裝雙全向推進器的拖輪具有就地迴轉、平移、倒退等能力。後退推力與前進推力基本相同，可以駕機合一遙控作業。導管前安裝網罩可保護螺旋槳。 ^[2]  全方向推進器的運動狀態包括定常和非定常兩種狀態。全方向推進器的定常工作狀態，指槳時在旋轉一週的過程中，葉片的螺距角不改變，只產生軸向推力。全方向推進器的非定常工作狀態，指槳葉在旋轉一週的過程中，葉片的螺距角週期性地改變，這樣，葉片上的環量不但沿徑向變化，而且也隨葉片的轉動而變化。因此，在尾流中不僅存在自由渦，還存在徑向渦。 ^[3] 

對於船舶航行時左右前後的操縱性，全向推進器較導管推進器和平旋推進器為好，這是因為導管推進器雖然順車時推力較大，但在倒車時推力較差，操縱性能也不夠理想；反之，平旋推進器可以獲得良好的操縱性能，但機構複雜，造價高，易損壞；而360°迴轉推進器儘管沒有舵，但卻可以使螺旋槳的推力完全轉換為相當於舵力的作用，以利操縱船舶，而且360°迴轉推進器單位功率推力大，而且後退推力和前進推力基本相同 ^[2]  。裝備全迴轉推進器可使船舶艉部形狀簡化，減少船舶阻力，並且在推進器發生故障時可以將整機從機艙吊出而不需要進塢，使維修工作大大簡化，增加了柴油機的使用壽命。該新型推進器適合於各種工程船舶，例如拖輪、頂輪、浮動起重船、挖泥船、渡輪、作業用平底船等，具有廣闊的市場應用前景和軍事意義。 ^[4] 

國內景區用船綠色化進程正全面推動，日前，國內第一艘採用直翼全向推進器的新型船舶在桂林灕江試航成功。該船使用兩台直翼全向推進器作為推進操縱裝置，採用兩台交流伺服電機分別驅動，取代了傳統的螺旋槳—舵推進系統。經測試，新船的推進效率比現有同類船舶提高了30%以上，系柱拖力同比也有大幅提高。這種推進器可在360度範圍內產生任意方向的推力，船舶的操縱性也得到了極大的改善。預計新船近期就將在桂林兩江四湖景區投入使用。 ^[5] 

船舶的節能減排比其他交通運輸起步晚,由於其航道負載變換頻繁,如何在保證推進需求的前提下降低能耗是截止到2017年船舶運輸迫切需要解決的問題。尤其是內河運輸船舶,因航道狀況複雜,運行模式多變、主機負荷變化頻繁導致大量能源消耗。傳統的推進操縱系統通常需要若干個橫向和巫向的槽道推進器以產生前後、左右和上下的推力來實現潛器的推進和操縱，這使得潛器艇體結構連續性受到破壞，不利於強度和總佈置，而且推進器的重量比重增大，不利於節能．因此，開發一種能根據需要產生任意方向推力的推進器十分必要。