CN101712372A - 三可控水翼滑行艇 - Google Patents

Abstract

本发明为三可控水翼滑行艇，是一种高效节能的高性能滑行艇，主要特征在于三可控水翼滑行艇由两个主水翼系统、一个辅助水翼系统、液压控制系统、船侧凹位及船底的断级所构成。在船体中后部船侧存在凹位，安装可调主水翼，主水翼通过液压装置实现多个位置变化。在船体前段设置辅助可调水翼。液压控制系统控制两个主水翼和一个辅助水翼的协同作用，实现滑行艇航行姿态的调整，运动性能的改善，包括滑行艇的纵摇、横摇、垂荡和侧移等。主水翼是浅浸水翼，具有一定程度的自稳性，结构简单，成本较低。

Description

三可控水翼滑行艇

技术领域

该发明应用于高性能船艇制造领域，具体为三可控水翼滑行艇。

背景技术

滑行艇优异的水动力学性能使其广泛应用于小型船艇中，如巡逻艇、垂钓艇、勤务艇、救护艇、娱乐艇及体育竞技艇等。滑行艇处在滑行状态时，船艉底部的结构作为主要滑行面提供船体动升力，抬升船身减少湿表面积，摩擦阻力减小，航速得到相应增加。由此，很多滑行艇后部增加附体以增加滑行面积进而抬升船体，减少阻力，增加速度。尽管附体在船体滑行状态下可以提供更多的滑行面，但在滑行艇未进入滑行阶段时，附体附加阻力是值得商榷的问题。

水翼艇是一种依靠水翼提供动升力，使船体部分或整体脱离水面，减少阻力的高速船艇。将水翼的概念引入滑行艇中，并辅以可调控的功能，这便成了本专利发明的切入点。本发明利用水翼替代滑行艇附体，滑行艇中后部船侧的主水翼可以改变其空间位置，以此获得滑行艇优异水动力性能。滑行艇的前部设置辅助水翼，辅助水翼与主水翼协同作用不仅起到增加船体动升力，调整船体姿态，改善船体的纵摇、垂荡、横摇、侧移运动性能。该发明所述滑行艇提高了航速，实现节能减排，改善了船体的运动性能。

发明内容

本发明为三可控水翼滑行艇，属于一种节能的高性能滑行艇，主要特征在于，在船体中后部船侧设置凹位安装可调主水翼，在船体前段安装辅助可调水翼。主水翼是浅浸水翼，具有一定程度的自稳性，结构简单，成本较低。在滑行艇主水翼相对应的船底处设置断级，断级的长度至少大于船侧凹位处长度以保证水流的顺畅。液压控制系统可以由手动控制/电子控制/计算机程序控制实现，两个主水翼和一个辅助水翼的协同调节实现滑行艇航行姿态的调整，运动性能的改善，包括滑行艇的纵摇、横摇、垂荡和侧移等。

与现有的滑行艇与水翼艇相比较，本发明的优点在于：

所述的滑行艇与带有附体的滑行艇相比，减少了附体部分。滑行艇在起滑阶段通过阻力峰是一个非常消耗功率的阶段，附体阻力将额外消耗滑行艇的功率。所述滑行艇的水翼(无论是主水翼还是辅助水翼)都是在越过阻力峰放下，避免了附体阻力额外消耗的发动机功率，实现节能减排目的。

所述的滑行艇与传统的滑行艇相比，在船中后部船侧设计凹位处，此处安装主水翼结构。凹位处可以保证主水翼收起状态与船体流线型基本保持一致，减少功率损耗。同时在船底处设置断级，利用断级处流体的跳跃，使水流越过船侧的凹位处，保持水流的顺畅。

所述的滑行艇与传统的滑行艇相比，主辅水翼协同使用减少摩擦阻力，增加航速，部分调整船艇的航行姿态和改善运动性能。本发明的滑行艇主辅水翼均是可调的，其中船艏辅助水翼可以在两个自由度下多个位置上变化，船中后部船侧主水翼可以在转动自由度下多个位置定位。主辅水翼在滑行状态下可以获得更多的动升力，增加航速。而且，主辅水翼的协同作用，将可以部分调整航行姿态和改善船体运动性能，其中包括纵摇、横摇、侧移和垂荡。

所述的滑行艇与水翼艇主要区别，三可控水翼滑行艇仍然是滑行艇，航行工作原理与水翼艇不一样。水翼的存在只是提高了滑行艇航速，改善滑行艇的运动性能。

附图说明

图1三可控水翼滑行艇；

附图中：1-液压转动装置、2-主水翼联动件、3-主水翼、4-辅助水翼、5-液压杆件、6-液压缸、7-转动销、8-液压缸、9-船底断级、10-船侧凹位处

图2三可控水翼滑行艇示意图；

图3三可控水翼滑行艇A-A截面图；

附图中：11-船中线

图4三可控水翼滑行艇辅助水翼工作示意图。

具体实施方法

(a)三可控水翼滑行艇实施

三可控水翼滑行艇主要由船中后部船侧两个主水翼3和船艏一个辅助水翼4构成。船中后部船侧的主水翼系统由主水翼3、液压转动装置1、主水翼联动件2构成，如图1所示。其中滑行艇在船侧处设计一个凹位10，船侧凹位10正好安放主水翼3，船底相对应的位置设计断级9，如图2所示。主水翼系统通过液压装置实现转动自由度下位置转换，如图3所示。第一种位置为收起状态，滑行艇未进入滑行状态。第二个位置是工作状态，滑行艇进入滑行状态，这个阶段位置是可调控的，以此调整滑行艇的动升力和改善运动性能。第三个位置是滑行艇靠泊状态主水翼的位置，具有一定的减摇功能。辅助水翼由水翼4和液压杆件5、液压缸6、转动销7和液压设备8构成，如图1所示。辅助水翼4通过两套液压控制系统实现在两个自由度下的位置变化，如图4所示。在X方向上下调整，在Y方向通过传动销7和液压设备8进行微调。滑行艇在靠泊阶段，辅助水翼4收起状态。当滑行艇进入滑行状态时，放下水翼进行两个自由度下的位置调整。主水翼和辅助水翼将协同工作，位置调整可以手动控制/电子控制/计算机控制三种不同方式实现，以此达到更好的调整滑行艇航行姿态，改善其运动性能的目的。

(b)三可控水翼滑行艇工作原理

当滑行艇静止状态时，主水翼3和辅助水翼4均处在相应的收起状态。在这个状态下，主水翼3安放在船侧凹位10，主水翼3和辅助水翼4收起使船体线型保持基本一致，不会影响正常艇靠泊和锚泊状态。当滑行艇进入起滑阶段，主水翼和辅助水翼仍然处于收起状态，以此保证滑行艇能够较容易越过滑行艇阻力峰，快速进入滑行状态。而且，为了减少船侧凹位10对水流顺畅的影响，在船侧凹位10所对应的船底部分设置了断级9。利用断级9处流体的跳跃，船底断级9长度L1要大于船侧凹位10处的长度L2，保持水流的顺畅。当进入滑行阶段，主水翼3通过液压转动装置1，2放置指定位置，辅助水翼4将由液压装置5，6，8放置指定的位置。控制系统控制主水翼3和辅助水翼4的位置，以此保证滑行艇的航行姿态。当滑行艇靠泊时，主水翼3将放置到垂直于船体的位置，如图3所示。同时将辅助水翼4收起。在这个阶段，主水翼3位置主要是起到减摇鳍的作用，减少不舒服的横摇，使船体易于控制。需要特别说明的，当滑行艇在航行过程中，主辅水翼的位置是可调控的。当有横浪过来时，船两侧主水翼3将起到部分压浪板作用，增加船体横摇的阻尼；当滑行艇高速转弯时，惯性将导致滑行艇发生较大的侧移现象，船侧的主水翼3将增加船体在水中的侧投影面积，减小转弯过程中的侧移。滑行艇发生纵摇和垂荡时，主辅水翼4浸在水中，增加了船体发生纵摇和垂荡的阻尼，降低了纵摇和垂荡幅度。以上可以看出，主辅助水翼位置协同控制不仅调整船体航行姿态，还可以改善船体的其他一些运动性能。为了减少主水翼3在水中的阻力，主水翼联动件2为圆柱形。无论主水翼3为浅浸水翼，具有一定程度的自稳定性，且结构简单，建造成本低。

Claims (6)

1.本发明专利为三可控水翼滑行艇，其主要特征在于，三可控水翼滑行艇主要由船中后部船侧凹位、两个主水翼、船底断级、主辅水翼的液压系统以及水翼姿态的控制系统构成；

2.根据权利要求1所述的三可控水翼滑行艇，其主要特征在于，在船体中后部船侧设置凹位，凹位处安装可调主水翼，主水翼相对应的船底位置设置断级。

3.根据权利要求1所述的三可控水翼滑行艇，其主要特征在于，船底断级的长度L1要大于船侧凹位的长度L2，使船底断级处流体发生的跳跃，减少水流受到船侧凹处的不连续影响，保持流体的顺畅性。

4.根据权利要求1所述的三可控水翼滑行艇，其主要特征在于，主辅水翼的液压系统控制系统可以手工控制/电子控制/计算机控制；

5.根据权利要求1所述的三可控水翼滑行艇，其主要特征在于，滑行艇船侧主水翼是浅浸水翼，结构简单，建造成本低；

6.根据权利要求1所述的三可控水翼滑行艇，其主要特征在于，滑行艇船侧主水翼可以在转动自由度下不同位置定位，船艏辅助水翼可以在两个自由度下定位，主辅水翼协同作用可以部分调整滑行艇航行姿态，改善滑行艇的侧移、横摇、纵摇和垂荡运动性能。

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