1.一种基于流体矢量喷管的船舶推进系统,其特征在于,包括沿着流体流向顺序连接的动力段、喷管段与引射器段;其中:所述的动力段,在进口位置处设置螺旋桨、尾锥;所述的喷管段,为二喉道喷管,且喷管段在紧靠着一喉道位置处的前端设置旁路通道,旁路通道通过旁路阀启闭而实现船舶的快速转向,而在紧靠着二喉道位置处的尾端设置所述的引射器段;另外,所述喷管段在紧靠着动力段的壁面设置有辅助进水口,该辅助进水口配设有辅助进水挡板;所述的辅助进水挡板,能够在喷管段内、外环境的压力差作用下自适应地开闭辅助进水口,实现船舶的倒车与停船,且辅助进水挡板打开辅助进水口时,辅助进水挡板朝向喷管段内部运动;所述的尾锥,沿着流体流向呈水滴形设置,并沿着动力段的中心轴线布置;尾锥尖点C正投影至动力段的中心轴线上的位置位于辅助进水口正投影至动力段的中心轴线上的位置的前端;辅助进水挡板中,处于喷管段内部流体流向前侧的端部为固定端,处于喷管段内部流体流向后侧的端部为限位端;辅助进水挡板的固定端通过转轴P 1 P 2 与辅助进水口中处于喷管段内部流体流向后侧的壁面A可旋转地连接,且辅助进水挡板的固定端与辅助进水口的壁面A之间设置有扭簧;当喷管段内部流体的压力N 1 小于喷管段外部流体的压力N 2 并存在挡板驱动压差ΔN时,辅助进水挡板的限位端在挡板驱动压差ΔN的推动下,克服扭簧施加的扭力而绕着转轴P 1 P 2 朝向喷管内部旋转,打开辅助进水口,且辅助进水挡板的打开角度与挡板驱动压差ΔN适应;所述的ΔN=N 2 -N 1 ;当喷管段内部流体的压力N 1 不小于喷管段外部流体的压力N 2 时,或者喷管段内部流体的压力N 1 小于喷管段外部流体的压力N 2 且压力N 1 与压力N 2 之间的压力差不大于挡板驱动压差ΔN时,辅助进水挡板在扭簧所施加扭力的作用下,闭合辅助进水口,此时,辅助进水挡板的限位端能够搭接在辅助进水口中处于流体流向前侧的壁面B,且辅助进水挡板中,处于固定端、限位端之间的边缘型面能够与辅助进水口的对应壁面嵌合。
2.根据权利要求1所述的基于流体矢量喷管的船舶推进系统,其特征在于,尾锥壁面每一点的切线与动力段中心轴线的夹角β不大于30°,同时尾锥壁面每一点的附近流体速度方向与该点切线的夹角α不大于5°。
3.根据权利要求2所述的基于流体矢量喷管的船舶推进系统,其特征在于,尾锥与动力
段壁面共同形成了整流段,螺旋桨出口位置处的开口面积A in 与喷管段一喉道位置处的喉道
面积A t 满足: 。
4.根据权利要求3所述的基于流体矢量喷管的船舶推进系统,其特征在于,所述辅助进水挡板的侧面形状近似为梯形;梯形的四个顶点分别为顶点D 1 、D 2 、D 3 、D 4 ;顶点D 2 、D 3 、D 4 处均倒圆,且顶点D 4 的倒圆半径不超过1/3的辅助进水挡板的厚度h;顶点D 1 、D 2 之间的连接型面D 1 D 2 构成辅助进水挡板的限位端;顶点D 3 、D 4 之间的连接型面D 3 D 4 构成辅助进水挡板的固定端;连接型面D 3 D 4 与水平方向所夹锐角大于连接型面D 1 D 2 与水平方向所夹锐角。
5.根据权利要求4所述的基于流体矢量喷管的船舶推进系统,其特征在于,所述的辅助进水口包括两个,分别设置在喷管段的左、右两侧壁面;辅助进水挡板相对于辅助进水口处于最大开度时,辅助进水挡板的型线与辅助进水口壁面B的型线平行,此时,喷管段左、右两侧的辅助进水口的流通面积A 1 、A 2 与喷管段一喉道位置处的喉道面积A t 满足:A 1 +A 2 =A t 。
6.根据权利要求1所述的基于流体矢量喷管的船舶推进系统,其特征在于,所述的引射器段设置引射器;引射器的左进口面积A ejector1 、右进口面积A ejector2 与喷管段二喉道位置处的出口面积A out 满足:A out =A ejector1 +A ejector2 ;引射器的左右起点位置K、K’的连线KK’长度与喷管段外壁面宽度保持一致,且连线KK’与喷管段的二喉道截面重合,定义K点到喷管段外壁面曲线的最短距离为KS,引射器与喷管段外壁面的连接点为L,其满足点L在点S之后。
7.根据权利要求1所述的基于流体矢量喷管的船舶推进系统,其特征在于,所述尾锥的壁面曲线为流线型、多次曲线或者为样条曲线;引射器内部型线可为二次曲线或多次曲线;辅助进水挡板围绕转轴P1P2的可转动角度为0-30°。
8.一种基于流体矢量喷管的船舶推进方法,依赖于权利要求1所述的基于流体矢量喷管的船舶推进系统而实现,其特征在于,当船舶停船或倒车时,螺旋桨反向转动,此时喷管段内部流体的压力N 1 小于喷管段外部流体的压力N2并存在挡板驱动压差ΔN;辅助进水挡板的限位端在挡板驱动压差ΔN的推动下,克服扭簧施加的扭力而绕着转轴P 1 P 2 朝向喷管内部旋转,打开辅助进水口,直至喷管段左、右两侧的辅助进水口的流通面积A 1 、A 2 与喷管段一喉道位置处的喉道面积A t 满足:A 1 +A 2 =A t ;喷管外界部分流体通过辅助进水口进入喷管内部,向前喷出,产生刹车或者倒车的力;在船舶恢复正常行驶时,辅助进水挡板能通过扭簧作用力闭合辅助进水口,与此同时,两侧旁路阀关闭;当船舶需要转向时,通过打开旁路阀,使得旁路通道接通,水流流入旁路通道以改变方向,从而干扰主流,使主流产生流动分离,从而使主流发生偏转,使船舶机动转向。