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CN102963491A - 后水翼高速翼滑艇 - Google Patents

后水翼高速翼滑艇 Download PDF

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朱仁庆
杨松林
崔健
陈鹏
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Jiangsu University of Science and Technology
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Abstract

本发明公开了一种后水翼高速翼滑艇，包括艇体和动力装置，艇体后端底部成台阶状整体阶跃提升，前艇体的底部线型从艇艏部的V型横剖面向后逐渐过渡至浅V型横剖面，再至后艇体底部线型为水平型或浅倒V型或浅倒圆弧型的横剖面，直至后艇体艉部的底部线型为水平型或浅V型的横剖面。后水翼设置在后艇体底部下，前艇体两侧分别倾斜延伸出纵向前后错位、横向对称的尖翼形横剖面的两对片体。本发明较好地吸收滑行面流体飞溅动能，其综合性能优于滑行艇和翼滑艇。其快速性比滑行艇提高了10％以上，同时横向和纵向稳定性比滑行艇和一般翼滑艇有了较大的改善，并且保留了滑行艇可以冲滩的优良特性。

Description

后水翼高速翼滑艇
技术领域
 本发明涉及一种高性能船，特别涉及一种综合性能优于滑行艇和翼滑艇且水翼后置的高速翼滑艇。属于高性能船舶技术领域。
背景技术
滑行艇是高速船家族中的主要成员，也是各类快艇中数量最多的艇型，随着此类艇型的不断升级换代，无论在民用交通、旅游和观光等，还是在军事快艇上，其应用前景非常广阔。
滑行艇在水面高速航行时，依靠水动升力支承其大部分或绝大部分重量，水浮力仅支承其一部分或小部分重量，其优点是速度快，缺点是抨击严重、横向和纵向稳定性差、重量分布要求严格，这一缺点严重限制了艇的总布置性能和总体经济性能的提升，特别是高速航行时滑行面侧向飞溅严重，对于快速性能和航行经济性能均产生不利影响。水翼艇在水面高速航行时，依靠水翼产生的水动升力将艇体完全或大部分托出水面，水翼水动升力支承艇的绝大部分重量，在同样排水量和推进功率情况下其快速性比滑行艇提高15％以上，它克服了滑行艇的诸多缺点，但它在波浪里的失速大，同时推进装置及其它轮机系统比较复杂，造价高。
发明内容
本发明的目的是提供一种具备滑行艇和水翼艇优点、提供一种水翼设置在艇体后部的高速翼滑艇。
本发明通过以下技术方案予以实现：
一种后水翼高速翼滑艇，包括艇体和动力装置，所述艇体后端底部成台阶状整体阶跃提升，艇体纵向以整体阶跃提升处为界面分为前艇体和后艇体，所述前艇体的底部线型从艇艏部的V型横剖面向后逐渐过渡至艇舯部区域的浅V型横剖面，再从浅V型横剖面逐渐过渡至后艇体底部线型为水平型或浅倒V型或浅倒圆弧型横剖面，直至后艇体艉部的底部线型为水平型或浅V型横剖面；后水翼设置在后艇体底部下，前艇体两侧分别倾斜延伸出纵向前后错位、横向对称的尖翼形横剖面的两对片体，所述两对片体设置在艇体纵向的整体阶跃提升处界面至前艇体艏部设计水线前缘点的范围内。
本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：
前述的后水翼高速翼滑艇，其中艇体线型舯部至整体阶跃提升处的长度L1为设计水线长度L的1/5-1/4，后艇体底部整体阶跃提升的高度h1为艇体静态吃水深度H的1/3-1/2。
前述的后水翼高速翼滑艇，其中片体横剖面形状为月牙形或弓形的一部分，片体伸出长度从前艇体前端向后逐渐变短。
前述的后水翼高速翼滑艇，其中所述片体横剖面中心线与水平面夹角α为10°～40°；片体纵剖面中心线与水平面夹角β为0～3°。
前述的后水翼高速翼滑艇，其中所述后水翼包括攻角可调的水翼和固定水翼，攻角可调的水翼的水翼体纵向翼型包括单T形或单V形或单梯形，固定水翼的水翼体纵向翼型包括与前述攻角可调水翼的纵向翼型相同的单T形或单V形或单梯形。
前述的后水翼高速翼滑艇，其中所述攻角可调水翼包括数个支柱、水翼体、一对调节杆和一对调节油缸，所述数个支柱下端分别与水翼体固定连接，一对调节油缸对称设置在后艇体内，分别通过铰接座支撑在后艇体内的安装板上；调节油缸活塞杆前端与调节杆上端铰接，调节杆下端与支柱上端固定连接，支柱上端伸进后艇体内，与支柱铰接座铰接。
本发明基于高速艇航行动力学、机翼理论和现代优化方法，采用优化设计的方法，结合了滑行艇和水翼艇的优点，较好地克服了前置水翼翼滑艇型所固有的不适合冲上浅滩的缺点，也能较好地吸收滑行面流体飞溅动能。其综合性能优于滑行艇和翼滑艇，其快速性比滑行艇提高了10％以上，同时横向和纵向稳定性比滑行艇和一般翼滑艇有了较大的改善，并且保留了滑行艇可以冲滩的优良特性。虽然本发明的快速性稍逊于水翼艇，但本发明克服了水翼艇的推进装置复杂等缺点，可以实现水翼艇无法做到的小型化。 
本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。
附图说明
图1是本发明的主视图；
图2是图1的右视图；
图3是图1的A-A剖视图；
    图4是图1的前艇体底部浅V型的B-B剖视图；
图5是图1后艇体底部水平型的C-C剖视图；
图6是图1后艇体底部倒浅V型的C-C剖视图；
图7是图1后艇体底部浅倒圆弧型的C-C剖视图；
图8是图1后艇体艉部的底部水平型的E-E剖视图；
图9是图1后艇体艉部的底部浅V型的E-E剖视图；
图10是图1的后水翼纵向翼型为单T形的D-D剖视图；
图11是图1的后水翼纵向翼型为单V形的D-D剖视图； 
图12是图1的后水翼纵向翼型为单梯形水翼的D-D剖视图；
图13是本发明攻角可调水翼的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1～图9所示，本发明包括艇体1和动力装置2，艇体1后端底部成台阶状整体阶跃提升，艇体纵向以整体阶跃提升处3为界面分为前艇体11和后艇体12，前艇体11的底部线型从艇艏部的V型A-A横剖面向后逐渐过渡至前艇体11舯部区域的浅V型B-B横剖面，再从浅V型B-B横剖面逐渐过渡至后艇体12底部线型为水平型或浅倒V型或浅倒圆弧型C-C横剖面，直至后艇体2艉部底部线型为水平型或浅V型D-D横剖面。本实施例的前艇体1具有V型横剖面和浅V型横剖面两种底部线型，后艇体2具有浅V型、水平型、浅倒V型和浅倒圆弧型四种底部线型，
如图1所示，前艇体11舯部至整体阶跃提升处3的长度L1为设计水线长度L的1/5-1/4，后艇体2底部整体阶跃提升的高度h1为艇体静态吃水深度H的1/3-1/2。
如图1及图4～图7所示，前艇体两侧分别倾斜延伸出纵向前后错位、横向对称的尖翼形横剖面的两对片体4，两对片体4纵向一前一后地设置在艇体整体阶跃提升处3界面至前艇体11艏部设计水线前缘点的范围内。片体4横剖面形状为月牙形或近似弓形的一部分，片体4伸出长度从前艇体11前端向后逐渐变短。片体4横剖面中心线与水平面夹角α为10°～40°；片体4纵剖面中心线与水平面夹角β为0～3°。
如图10～图12所示，后水翼5设置在后艇体12底部下，后水翼5包括攻角可调水翼和固定水翼，攻角可调水翼的水翼体纵向翼型和固定水翼的水翼体纵向翼型各自包括单T形51或单V形52或单梯形53，两种后水翼5共有六种形式可选。后水翼5横剖面的翼型形状为对称翼型、月牙形或弓形。
如图13所示，攻角可调水翼包括数个支柱511、水翼体512、一对调节杆513和一对调节油缸514，数个支柱511下端分别与水翼体512固定连接，一对调节油缸514对称设置在后艇体12内，分别通过铰接座121支撑在后艇体12内的安装板122上；调节油缸活塞杆515前端与调节杆513上端铰接，调节杆513下端与支柱511上端固定连接，支柱511上端伸进后艇体12内，与支柱铰接座123铰接。调节油缸514向左伸出，推动支柱511绕支柱铰接座122逆时针转动，水翼体512倾斜成正向攻角；反之，调节油缸514向右伸缩回，水翼体512倾斜成负向攻角。
本发明的艇体1可选用玻璃钢（增强塑料纤维）、碳素纤维、铝合金、船用钢或船用高强度钢，支柱511和水翼体512的材料可选用碳素纤维、铝合金、船用钢或船用高强度钢。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (6)

1. 一种后水翼高速翼滑艇，包括艇体和动力装置，其特征是，所述艇体后端底部成台阶状整体阶跃提升，艇体纵向以整体阶跃提升处为界面分为前艇体和后艇体，所述前艇体的底部线型从艇艏部的V型横剖面向后逐渐过渡至艇舯部区域的浅V型横剖面，再从浅V型横剖面逐渐过渡至后艇体底部线型为水平型或浅倒V型或浅倒圆弧型横剖面，直至后艇体艉部的底部线型为水平型或浅V型横剖面；后水翼设置在后艇体底部下，前艇体两侧分别倾斜延伸出纵向前后错位、横向对称的尖翼形横剖面的两对片体，所述两对片体设置在艇体纵向的整体阶跃提升处界面至前艇体艏部设计水线前缘点的范围内。
2.如权利要求1所述的后水翼高速翼滑艇，其特征是，艇体线型舯部至整体阶跃提升处的长度L1为设计水线长度L的1/5-1/4，后艇体底部整体阶跃提升的高度h1为艇体静态吃水深度H的1/3-1/2。
3.如权利要求1所述的后水翼高速翼滑艇，其特征是，片体横剖面形状为月牙形或弓形的一部分，片体伸出长度从前艇体前端向后逐渐变短。
4.如权利要求1或3所述的后水翼高速翼滑艇，其特征是，所述片体横剖面中心线与水平面夹角α为10°～40°；片体纵剖面中心线与水平面夹角β为0～3°。
5.如权利要求1所述的后水翼高速翼滑艇，其特征是，所述后水翼包括攻角可调的水翼和固定水翼，攻角可调的水翼的水翼体纵向翼型包括单T形或单V形或单梯形，固定水翼的水翼体纵向翼型包括与前述攻角可调水翼的纵向翼型相同的T形或单V形或单梯形。
6.如权利要求4所述的后水翼高速翼滑艇，其特征是，所述攻角可调的水翼包括一对支柱、水翼体、一对调节杆和一对调节油缸，所述一对支柱下端分别与水翼体两端固定连接，一对调节油缸对称设置在后艇体内，分别通过铰接座支撑在后艇体内的安装板上；调节油缸活塞杆前端与调节杆上端铰接，调节杆下端与支柱上端固定连接，支柱上端伸进后艇体内，与支柱铰接座铰接。
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