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:
本實(shí)用新型涉及船舶制造領(lǐng)域,尤其涉及帶滑行艇功能的水翼船。
背景技術(shù):
現(xiàn)有船舶中,以滑行艇和水翼船與本實(shí)用新型相類似。
滑行艇制造成本較低,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。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(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,本實(shí)用新型采用以下技術(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,本實(shí)用新型的優(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(méi)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是本實(shí)用新型的主視圖; 圖2是圖1的A—A剖視圖; 圖3是圖1的B—B剖視圖; 圖4是本實(shí)用新型的右視圖。 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,本實(shí)用新型的帶滑行艇功能的水翼船,包括主船體1、推進(jìn)裝置
2、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
12和艉舵10,本實(shí)施例的推進(jìn)裝置12為螺旋槳推進(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ll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1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。
本實(shí)用新型的工作原理開動(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已經(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?;顒?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(méi)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1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)。
專利摘要本實(shí)用新型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)B63B1/38GK201195589SQ20082005272
公開日2009年2月18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