專利名稱：帶滑行艇功能的水翼船的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及船舶制造領(lǐng)域，尤其涉及帶滑行艇功能的水翼船。
技術(shù)背景現(xiàn)有船舶中，以滑行艇和水翼船與本發(fā)明相類似?；型е圃斐杀据^低，它在高速行駛時(shí)，船頭上揚(yáng)，尾部約三分之一浸在水中，依 靠船底與水面間的相對(duì)沖力將船托起，由于船底與水面的接觸面小，減少了水與船體的 摩擦阻力，所以能夠達(dá)到較高航速。其缺陷有1、滑行艇船速越高，其船頭越高，駕駛 員也越危險(xiǎn)。2、興波阻力大，產(chǎn)生很大的波浪對(duì)航道有影響。3、船長(zhǎng)、船寬和吃水等有限制，只能做小艇不能做大船。4、本身懼怕風(fēng)浪，在大浪中可能會(huì)翻船。5、油耗很高。水翼船可以分為淺浸式水翼船、割劃式水翼船和深浸式水翼船，其中以帶有自動(dòng)平 衡控制系統(tǒng)的深浸式水翼船的性能最優(yōu)，它一般是在船體底部的首尾兩端分別設(shè)置一深 浸入水中的水翼，利用水翼與深水的相對(duì)沖力將整個(gè)水翼以上的船體部分托出水面，該 船型行駛時(shí)所受的摩擦阻力和興波阻力都非常小，所以航速很快，油耗也較低。其缺陷有1、 一旦深浸入水中的水翼發(fā)生意外，如在水翼上掛上水草、漁網(wǎng)等雜物時(shí)，易造成 水翼失效，不能提供足夠的升力，使船體落下與水面接觸，船體所受摩擦阻力和興波阻 力突然增大，使船體急劇失速，其加速度比汽車急剎更大，相當(dāng)危險(xiǎn)。2、水翼始終保持 在水中，與水的接觸面積不變，在船速穩(wěn)定的情況下只有通過(guò)改變其迎角來(lái)改變水翼所 提供的升力，在船的行駛過(guò)程中水翼所承受的載何是不斷變化的，為了保持船在行駛中 的平穩(wěn)性，現(xiàn)有深浸式水翼船通過(guò)自動(dòng)平衡控制系統(tǒng)即時(shí)調(diào)整水翼的迎角，改變水翼所 提供的升力，以此來(lái)維持船的平穩(wěn)，該自動(dòng)平衡控制系統(tǒng)與飛機(jī)上用的平衡系統(tǒng)類似， 由美國(guó)波音公司研發(fā)，因此該船型的造價(jià)昂貴， 一般只用于軍事。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種航行速度快、動(dòng)穩(wěn)性好、 安全性高、可節(jié)省能源、生產(chǎn)成本低的帶滑行艇功能的水翼船。 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。一種帶滑行艇功能的水翼船，包括主船體、推進(jìn)裝置和艉舵，所述主船體的底部設(shè)有深浸式水翼和可作升降調(diào)節(jié)的活動(dòng)滑水翼，深浸式水翼設(shè)置于主船體重心的后方，活 動(dòng)滑水翼設(shè)置于主船體的首部，深浸式水翼至主船體的距離大于活動(dòng)滑水翼至主船體的 距離。所述主船體底部的首端設(shè)有一對(duì)前固定滑水翼，兩前固定滑水翼分別位于活動(dòng)滑水 翼的兩側(cè)，主船體底部的尾端設(shè)有一對(duì)后固定滑水翼。所述主船體首端設(shè)有一對(duì)球鼻艏，兩球鼻艏分別位于活動(dòng)滑水翼的兩側(cè)，所述前固 定滑水翼設(shè)于球鼻艏的下底面。所述主船體的側(cè)面裝設(shè)有平衡舵。所述主船體上設(shè)有全封閉式上蓋。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)就在于1、在本船航行時(shí)，深浸式水翼伸入水面以下，活動(dòng)滑水翼保持部分與水面接觸，隨 著航速逐步提升，深浸式水翼和活動(dòng)滑水翼為主船體提供的升力逐漸增大，主船體大約 80%的重量由深浸式水翼支撐，為了減少船的濕水面積，此時(shí)控制活動(dòng)滑水翼相對(duì)主船 體逐漸向下伸出，可實(shí)現(xiàn)整個(gè)主船體的逐漸上升，直至主船體完全脫離水面，此時(shí)主船 體不產(chǎn)生興波阻力和摩擦阻力，主船體由活動(dòng)滑水翼和深浸式水翼支撐，其航速可達(dá)到現(xiàn)有水翼船的水平，并且能源消耗量很少；活動(dòng)滑水翼為主船體提供升力的大小和它與 水面接觸面積的大小有關(guān)，可將其設(shè)計(jì)為具有足夠大的面積，在正常行駛狀態(tài)下活動(dòng)滑 水翼只有少部分接觸水面，當(dāng)船的壓力偶然增大時(shí)，活動(dòng)滑水翼接觸水面的面積也就隨 之增大，為主船體提供的升力也增大，當(dāng)船的壓力偶然減小時(shí)，活動(dòng)滑水翼接觸水面的 面積也就隨之減少，為主船體提供的升力也減小，從而可起到自動(dòng)維持主船體高度的作 用；在高速行駛時(shí)，由于船的慣性，活動(dòng)滑水翼遇到波浪，也可以穿浪而過(guò)，不會(huì)造成 主船體的突然升降，可保證本船具有較高的抗顛簸能力；隨著船體重量、航速、風(fēng)向風(fēng) 力的不斷變化，主船體會(huì)以活動(dòng)滑水翼為支點(diǎn)形成縱向的輕微擺動(dòng)，產(chǎn)生合適的縱傾角， 深浸式水翼固定在主船體下部，它會(huì)隨主船體的擺動(dòng)自動(dòng)改變迎角，那么在主船體的縱 向擺動(dòng)剛剛產(chǎn)生時(shí)，深浸式水翼所提供的升力隨著迎角的改變產(chǎn)生自適應(yīng)的調(diào)整，達(dá)到 維持主船體縱向平衡的目的，所以該船型在沒有昂貴的自動(dòng)平衡控制系統(tǒng)的情況下，也 能實(shí)現(xiàn)對(duì)深浸式水翼迎角的即時(shí)調(diào)整，滿足維持主船體平衡的需要，從而可大幅降低生 產(chǎn)成本；由于本船是通過(guò)活動(dòng)滑水翼和深浸式水翼作前、后兩點(diǎn)的支撐，故具有很好的 動(dòng)穩(wěn)性，在高速行駛的狀態(tài)下轉(zhuǎn)彎時(shí)，本船可主動(dòng)產(chǎn)生合適的橫傾來(lái)抵消離心力，使乘 坐者不會(huì)容易感到暈船。2、 主船體底部可設(shè)前固定滑水翼和后固定滑水翼，在本船航速提升的中間階段，主 船體基本脫離水面，由前固定滑水翼和后固定滑水翼與水面接觸并提供主要的升力，深 浸式水翼在水下也能提供部分升力，航行的原理與滑行艇基本一致。3、 在本船的高速階段，只有活動(dòng)滑水翼和深浸式水翼提供升力，四個(gè)固定式滑水翼 全部脫離水面，阻力進(jìn)一步減小，航速進(jìn)一步提高，達(dá)到節(jié)能的效果。若本船的深浸式 水翼掛上水草、魚網(wǎng)甚至觸礁時(shí)，深浸式水翼提供升力的作用也會(huì)消失，但是主船體下 落至水面后，前固定滑水翼和后固定滑水翼就會(huì)馬上起到為主船體提供升力的作用，使 本船還能在水面上滑行，回到滑行的中間階段，主船體還能保持70公里/小時(shí)左右的航 速前進(jìn)，不至于主船體突然失速，也不會(huì)有傾復(fù)的危險(xiǎn)，相對(duì)現(xiàn)有的水翼船來(lái)說(shuō)提高了 安全性。4、 主船體的側(cè)面裝設(shè)平衡舵，平衡舵可以在主船體的一側(cè)裝設(shè)一件或多件，也可以 根據(jù)需要在主船體的兩側(cè)同時(shí)裝設(shè)多件，其目的是保持高速行船時(shí)的橫向穩(wěn)定性。5、 主船體前端設(shè)有一對(duì)球鼻艏，使本船在低速航行的啟動(dòng)階段相當(dāng)于普通排水型雙 體船，能夠保證主船體具有較好的平穩(wěn)性，還可以防止甲板上浪。6、 本船采用全封閉式的結(jié)構(gòu)，在遇到超大型的海浪時(shí)，可以整船穿浪而過(guò)，同時(shí)可 保證乘船者的安全。


圖l是本發(fā)明的主視圖； 圖2是圖1的A—A剖視圖； 圖3是圖1的B—B剖視圖； 圖4是本發(fā)明的右視圖。 圖中各標(biāo)號(hào)表示I、 主船體 3、活動(dòng)滑水翼 5、后固定滑水翼7、 球鼻艏 9、水平面II、 氣缸具體實(shí)施方式
如圖1至圖4所示，本發(fā)明的帶滑行艇功能的水翼船，包括主船體l、推進(jìn)裝置122、深浸式水翼 4、前固定滑水翼 6、平衡舵 8、上蓋 10、艉舵 12、推進(jìn)裝置和艉舵10，本實(shí)施例的推進(jìn)裝置12為螺旋漿推進(jìn)裝置，推進(jìn)裝置12和艉舵10裝設(shè)于主 船體1的尾部。在主船體1的底部設(shè)有深浸式水翼2和可作升降調(diào)節(jié)的活動(dòng)滑水翼3，深 浸式水翼2通過(guò)兩連接板焊接固定于靠近主船體1重心G的位置，并位于重心G的后方， 活動(dòng)滑水翼3設(shè)于主船體1首部，深浸式水翼2至主船體1的距離Dl大于活動(dòng)滑水翼3 至主船體1的距離D2，活動(dòng)滑水翼3的升降調(diào)節(jié)可通過(guò)多種傳動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)如齒輪齒條 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、四連桿機(jī)構(gòu)配步進(jìn)制電機(jī)、電液推桿等，本實(shí)施例中采用氣缸11驅(qū)動(dòng)活動(dòng)滑 水翼3的升降，氣缸11的缸體焊接固定在主船體1上，氣缸11的活塞桿與活動(dòng)滑水翼3 連接。本船在航行時(shí)，深浸式水翼2伸入水面以下，活動(dòng)滑水翼3保持與水面接觸。主 船體1首端設(shè)有一對(duì)球鼻艏7，兩球鼻艏7分別位于活動(dòng)滑水翼3的兩側(cè)，雙球鼻艏7 的結(jié)構(gòu)能夠保證主船體1具有較好的平穩(wěn)性，還可以防止甲板上浪。球鼻艏7的下底面 設(shè)前固定滑水翼4，主船體1底部的尾端設(shè)一對(duì)后固定滑水翼5，兩后固定滑水翼5沿主 船體l的縱軸線對(duì)稱布置，活動(dòng)滑水翼3的安裝位置正處于兩塊前固定滑水翼4的中間。 在行船的啟動(dòng)階段，前固定滑水翼4和后固定滑水翼5可使主船體1保持良好的橫穩(wěn)性 和縱穩(wěn)性。主船體1的一側(cè)安裝有一件平衡舵6，它與主船體1的縱軸線之間有一定的距 離，具有較大的力臂，當(dāng)風(fēng)、波浪、人員的走動(dòng)等引起主船體1失去平衡時(shí)，平衡舵6 可提供維持主船體1平衡的力矩，可通過(guò)人工或自動(dòng)控制裝置控制平衡舵6的迎角實(shí)現(xiàn) 力矩大小的調(diào)節(jié)。主船體1上設(shè)有全封閉式上蓋8，在遇到超大型的海浪時(shí)，本船可以整 船穿浪而過(guò)，同時(shí)可保證乘船者的安全。從側(cè)面看，上蓋8與主船體1的組合形狀大致 上呈橢圓狀，橢圓狀的外形是極好的流線型設(shè)計(jì)，可以減少高速航行時(shí)的空氣阻力，提 高航行速度。本發(fā)明的工作原理開動(dòng)推進(jìn)裝置12，本船開始沿圖1中箭頭所示方向向前航行， 進(jìn)入啟動(dòng)階段，其特性相當(dāng)于普通排水型雙體船。當(dāng)航速上升到30公里/小時(shí)左右時(shí)， 進(jìn)入中間提速階段，前固定滑水翼4和后固定滑水翼5開始在水面上滑行，并提供大部 分升力；此時(shí)活動(dòng)滑水翼3保持部分與水面接觸，它與保持在水平面9以下的深浸式水 翼2—起為主船體1提供小部分升力，本船航速可進(jìn)一步提高。當(dāng)航速達(dá)到60公里/小 時(shí)左右時(shí)，進(jìn)入高速行駛階段，啟用平衡舵7，以提高行船的平穩(wěn)性，隨著船速的提高， 深浸式水翼2和活動(dòng)滑水翼3己經(jīng)能為主船體1提供足夠強(qiáng)大的升力，主船體1大約80% 的重量由深浸式水翼2支撐，此時(shí)通過(guò)氣缸11驅(qū)動(dòng)活動(dòng)滑水翼3相對(duì)主船體1逐漸向下 伸出，可實(shí)現(xiàn)整個(gè)主船體1的逐漸上升，直至主船體1底部的前固定滑水翼4和后固定 滑水翼5脫離水平面9，此時(shí)主船體1不產(chǎn)生摩擦阻力和興波阻力，其航速可進(jìn)一步提高，達(dá)到現(xiàn)有水翼船的航速水平，并且能源消耗量很少。活動(dòng)滑水翼3為主船體1提供升力 的大小和它與水面接觸面積的大小有關(guān)，可將其設(shè)計(jì)為具有足夠大的面積，在正常行駛 狀態(tài)下活動(dòng)滑水翼3只有少部分接觸水面，當(dāng)船對(duì)水面的壓力偶然增大時(shí)，活動(dòng)滑水翼3 接觸水面的面積也就隨之增大，為主船體1提供的升力也增大；當(dāng)船對(duì)水面的壓力偶然 減小時(shí)，活動(dòng)滑水翼3接觸水面的面積也就隨之減少，為主船體1提供的升力也減小， 從而可起到自動(dòng)維持主船體1高度的作用。在高速行駛時(shí)，由于船的慣性，活動(dòng)滑水翼3 遇到波浪，也可以穿浪而過(guò)，不會(huì)造成主船體1的突然升降，可保證本船具有較高的抗 顛簸能力。隨著船體重量、航速、風(fēng)向風(fēng)力的不斷變化，主船體1會(huì)以活動(dòng)滑水翼3為 支點(diǎn)形成縱向的輕微擺動(dòng)，產(chǎn)生合適的縱傾角，深浸式水翼2固定在主船體1下部，它 會(huì)隨主船體1的擺動(dòng)自動(dòng)改變迎角，那么在主船體1的縱向擺動(dòng)剛剛產(chǎn)生時(shí)，深浸式水 翼2所提供的升力隨著迎角的改變產(chǎn)生自適應(yīng)的調(diào)整，達(dá)到維持主船體1縱向平衡的目 的，所以該船型在沒有昂貴的自動(dòng)平衡控制系統(tǒng)的情況下，也能實(shí)現(xiàn)對(duì)深浸式水翼2迎 角的即時(shí)調(diào)整，滿足維持主船體1平衡的需要，從而可大幅降低生產(chǎn)成本。由于本船是 通過(guò)活動(dòng)滑水翼3和深浸式水翼2作前、后兩點(diǎn)的支撐，故具有很好的動(dòng)穩(wěn)性，在高速 行駛的狀態(tài)下轉(zhuǎn)彎時(shí)，本船可主動(dòng)產(chǎn)生橫傾來(lái)抵消離心力，使乘坐者不會(huì)容易感到暈船， 該原理與自行車維持平衡的原理相同。若本船的深浸式水翼2掛上水草、魚網(wǎng)甚至觸礁 時(shí)，深浸式水翼2提供升力的作用也會(huì)消失，但主船體1下落至水平面9后，前固定滑 水翼4和后固定滑水翼5就會(huì)馬上起到為主船體1提供升力的作用，使本船還能在水上 滑行，相當(dāng)于一艘斷級(jí)滑行艇，主船體1還能保持大約70公里/小時(shí)的航速前進(jìn)，不至 于主船體l突然失速，也不會(huì)有傾復(fù)的危險(xiǎn)，相對(duì)現(xiàn)有的水翼船來(lái)說(shuō)提高了安全性。
權(quán)利要求
1. 一種帶滑行艇功能的水翼船，包括主船體(1)、推進(jìn)裝置(12)和艉舵(10)，其特征在于所述主船體(1)的底部設(shè)有深浸式水翼(2)和可作升降調(diào)節(jié)的活動(dòng)滑水翼(3)，深浸式水翼(2)設(shè)置于主船體(1)重心的后方，活動(dòng)滑水翼(3)設(shè)置于主船體(1)的首部，深浸式水翼(2)至主船體(1)的距離大于活動(dòng)滑水翼(3)至主船體(1)的距離。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶滑行艇功能的水翼船，其特征在于所述主船體(1)底 部的首端設(shè)有一對(duì)前固定滑水翼(4)，兩前固定滑水翼(4)分別位于活動(dòng)滑水翼(3) 的兩側(cè)，主船體(1)底部的尾端設(shè)有一對(duì)后固定滑水翼(5)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶滑行艇功能的水翼船，其特征在于所述主船體(1)首 端設(shè)有一對(duì)球鼻艏(7)，兩球鼻艏(7)分別位于活動(dòng)滑水翼(3)的兩側(cè)，所述前固定 滑水翼(4)設(shè)于球鼻艏(7)的下底面。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的帶滑行艇功能的水翼船，其特征在于所述主船體 (1)的側(cè)面裝設(shè)有平衡舵(6)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的帶滑行艇功能的水翼船，其特征在于所述主船體 (1)上設(shè)有全封閉式上蓋(8)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶滑行艇功能的水翼船，其特征在于所述主船體(1)上 設(shè)有全封閉式上蓋(8)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帶滑行艇功能的水翼船，包括主船體、推進(jìn)裝置和艉舵，所述主船體的底部設(shè)有深浸式水翼和可作升降調(diào)節(jié)的活動(dòng)滑水翼，深浸式水翼設(shè)置于主船體重心的后方，活動(dòng)滑水翼設(shè)置于主船體的首部，深浸式水翼至主船體的距離大于活動(dòng)滑水翼至主船體的距離。該帶滑行艇功能的水翼船具有航行速度快、動(dòng)穩(wěn)性好、安全性高、可節(jié)省能源、生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B63B1/24GK101249873SQ20081003096
公開日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2008年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月1日
發(fā)明者周洪斌 申請(qǐng)人:周洪斌