CN104554614A - 一种水翼助升水面效应船 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水翼助升水面效应船,包括主船体，喷水推进器，支柱，助升水翼，平衡水翼；主船体是飞翼形式，飞翼下部设浸水的支柱，前部设一对或二对支柱，尾部设一根支柱；所有支柱上部设助升水翼，前部支柱上设喷水推进器，喷水推进器的进水口设在支柱的下端，尾部支柱下端设水平的平衡水翼；船舶从浮航状态逐步加速时，助升水翼产生升力，当速度达到设计巡航速度的2/3时，助升水翼和气翼共同抬升主船体离开水面，当船速进一步加大，船体进一步抬升，助升水翼的升力最后被气翼的升力取代，气翼抬升整个主船体离开水面达到设计的航行高度。

Description

一种水翼助升水面效应船

技术领域

本发明属于水上运输工具技术领域，更具体的说，涉及一种带有水翼助升的水面效应船。

背景技术

目前，以现有技术运行的在巡航速度下船体有与水接触的高速船舶，其具有商业价值的经济航速还未超过50节；离开水面航行的全垫升气垫船适用海况等级低，在风浪中失速较大，地效翼船操控复杂，使得这类船舶在商业用途上还存在局限性。

专利号为“ZL201320310057.2”，授权公告号为“CN203306188”，名称为“自然风力垫升双体水翼气垫船”的中国实用新型专利，公开了一种自然风力垫升双体水翼气垫船，含有船盖、船体、甲板、第一动力装置、第二动力装置、片体和水翼，片体的数量为两个，相互对称并平行固定在船体的底面，片体的外侧壁与船体的外侧壁在同一平面上，片体后半部的底部通过支柱连接有水翼，片体的外侧壁为向船内弯曲的弧面，片体的内侧壁为垂直的刚性平面或向船外弯曲的弧面，片体前后均为尖端，整体呈流线型，两个片体的尾部各安装有第一动力装置，船体的尾部安装有第二动力装置，前端甲板的端面为凸起面。该自然风力垫升双体水翼气垫船同样存在适用海况等级低，在风浪中失速较大，地效翼船操控复杂，适用受局限等问题。

专利号为“ZL201320499458.7”，授权公告号为“CN203427990U”，名称为“气垫船助飞机翼结构”的中国实用新型专利，公开了一种气垫船助飞机翼结构，由翼梁、翼肋、蒙皮组成，安装在气垫船中部两弦，其根部设有铰链、油缸、可控副翼。该气垫船助飞机翼结构同样存在适用海况等级低，在风浪中失速较大，地效翼船操控复杂，适用受局限等问题。

总体来说，现有的一些离开水面航行的全垫升气垫船多适用海况等级低，在风浪中失速较大，地效翼船操控复杂，使得这类船舶在商业用途上还存在局限性等问题；为此，需要一种尽可能地降低船体浸水部分的水阻力，更有效地利用水面效应，适用海况等级高，操控简单的高速船舶，其将具有非常好的前景。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种水翼助升水面效应船，解决现有的一些离开水面航行的全垫升气垫船多适用海况等级低，在风浪中失速较大，地效翼船操控复杂，使得这类船舶在商业用途上还存在局限性等问题；使其尽可能地降低船体浸水部分的水阻力，更有效地利用水面效应，适用海况等级高，操控简单。

为实现上述目的，本发明提供一种水翼助升水面效应船，包括主船体，主船体包括气翼，气翼前下部设有前支柱，气翼下部还设有尾支柱，前支柱上设有喷水推进器。

在以上方案中优选的是，气翼采用飞翼形式。

在以上任一方案中优选的是，飞翼的展弦比为1。

在以上任一方案中优选的是，飞翼采用后掠式或前掠式或矩形。

在以上任一方案中优选的是，前支柱的数量为一对或两对。

在以上任一方案中优选的是，前支柱沿飞翼的导边排列。

在以上任一方案中优选的是，尾支柱的数量为一根。

在以上任一方案中优选的是，尾支柱设置在飞翼的尾部的中间。

在以上任一方案中优选的是，前支柱和尾支柱的上部设有助升水翼。

在以上任一方案中优选的是，助升水翼设为上反角的结构。

在以上任一方案中优选的是，前支柱上的助升水翼设为攻角可变化的结构。

在以上任一方案中优选的是，助升水翼设置在前支柱和尾支柱上位于主船体最低点向下1.6倍于助升水翼平均弦长的位置处。

在以上任一方案中优选的是，喷水推进器设有进水口和喷水口。

在以上任一方案中优选的是，进水口设置在前支柱的下端。

在以上任一方案中优选的是，喷水口设置在前支柱的上部。

在以上任一方案中优选的是，喷水口设置在前支柱位于主船体最低点向下2.5倍于喷水口直径的位置处。

在以上任一方案中优选的是，尾支柱下端设有水平的平衡水翼。

在以上任一方案中优选的是，平衡水翼与尾支柱组成保持船舶航向和俯仰运动的稳定装置。

在以上任一方案中优选的是，前支柱在喷水口以下的部分设为可向后弯折的结构。

在以上任一方案中优选的是，尾支柱在助升水翼以下的部分设为可向后弯折的结构。

在以上任一方案中优选的是，前支柱及尾支柱上设有人工通气喷气孔。

在以上任一方案中优选的是，主船体还包括乘员舱。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供了一种水翼助升水面效应船，能够解决现有的一些离开水面航行的全垫升气垫船多适用海况等级低，在风浪中失速较大，地效翼船操控复杂，使得这类船舶在商业用途上还存在局限性等问题；使其尽可能地降低船体浸水部分的水阻力，更有效地利用水面效应，适用海况等级高，操控简单。

附图说明

图1为按照本发明的水翼助升水面效应船的一个实施例的主视图；

图2为图1中实施例的按照本发明的水翼助升水面效应船的俯视图；

图3为图1中实施例的按照本发明的水翼助升水面效应船的侧视图。

图中，1为主船体，2为乘员舱，3为喷水推进器，4-1为前支柱，4-2为尾支柱，5为助升水翼，6为平衡水翼。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合具体实施例对本发明作了详细说明。但是，显然可对本发明进行不同的变型和改型而不超出后附权利要求限定的本发明更宽的精神和范围。因此，以下实施例具有例示性的而没有限制的含义。

实施例1:

一种水翼助升水面效应船，包括主船体1，主船体1包括气翼，气翼前下部设有前支柱4-1，气翼下部还设有尾支柱4-2，前支柱4-1上设有喷水推进器3。

实施例2：

一种水翼助升水面效应船，与实施例1相似，所不同的是，气翼采用飞翼形式。

实施例3：

一种水翼助升水面效应船，与实施例2相似，所不同的是，飞翼的展弦比为1。

实施例4：

一种水翼助升水面效应船，与实施例3相似，所不同的是，飞翼采用后掠式。

实施例5：

一种水翼助升水面效应船，与实施例4相似，所不同的是，前支柱4-1的数量为两对。

实施例6：

一种水翼助升水面效应船，与实施例5相似，所不同的是，前支柱4-1沿飞翼的导边排列。

实施例7：

一种水翼助升水面效应船，与实施例6相似，所不同的是，尾支柱4-2的数量为一根。

实施例8：

一种水翼助升水面效应船，与实施例7相似，所不同的是，尾支柱4-2设置在飞翼的尾部的中间。

实施例9：

一种水翼助升水面效应船，与实施例8相似，所不同的是，前支柱4-1和尾支柱4-2的上部设有助升水翼。

实施例10：

一种水翼助升水面效应船，与实施例9相似，所不同的是，助升水翼5设为上反角的结构。

实施例11：

一种水翼助升水面效应船，与实施例10相似，所不同的是，前支柱4-1上的助升水翼设为攻角可变化的结构。

实施例12：

一种水翼助升水面效应船，与实施例11相似，所不同的是，助升水翼5设置在前支柱4-1和尾支柱4-2上位于主船体1最低点向下1.6倍于助升水翼5平均弦长的位置处。

实施例13：

一种水翼助升水面效应船，与实施例12相似，所不同的是，喷水推进器3设有进水口和喷水口。

实施例14：

一种水翼助升水面效应船，与实施例13相似，所不同的是，进水口设置在前支柱4-1的下端。

实施例15：

一种水翼助升水面效应船，与实施例14相似，所不同的是，喷水口设置在前支柱4-1的上部。

实施例16：

一种水翼助升水面效应船，与实施例15相似，所不同的是，喷水口设置在前支柱4-1位于主船体1最低点向下2.5倍于喷水口直径的位置处。

实施例17：

一种水翼助升水面效应船，与实施例16相似，所不同的是，尾支柱4-2下端设有水平的平衡水翼6。

实施例18：

一种水翼助升水面效应船，与实施例17相似，所不同的是，平衡水翼6与尾支柱4-2组成保持船舶航向和俯仰运动的稳定装置。

实施例19：

一种水翼助升水面效应船，与实施例18相似，所不同的是，前支柱4-1在喷水口以下的部分设为可向后弯折的结构。

实施例20：

一种水翼助升水面效应船，与实施例19相似，所不同的是，尾支柱4-2在助升水翼5以下的部分设为可向后弯折的结构。

实施例21：

一种水翼助升水面效应船，与实施例20相似，所不同的是，前支柱4-1及尾支柱4-2上设有人工通气喷气孔。

实施例22：

一种水翼助升水面效应船，与实施例21相似，所不同的是，主船体1还包括乘员舱2。

本发明的水翼助升水面效应船，其前支柱4-1和后支柱的横向截面设为顶点朝前的等腰三角形的结构，其前支柱4-1上设置的喷水推进器3推动主船体1从浮航状态进入水面效应区航行时，由述气翼下部的前支柱4-1和后支柱上的助升水翼5提供部分升力，与气翼一起共同抬升主船体1离开水面，所述助升水翼5的升力随航速加快船体抬升，逐步被气翼的升力所取代，最后助升水翼5离开水中上升到水面之上；前支柱4-1和后支柱的上端与气翼相联接，下端浸入水中；前支柱4-1上的助升水翼5的攻角可利用水动力自动调整，使得所述前部的助升水翼5只产生升力，或不产生升力，而不会产生下压力。其飞翼是以机翼为主构成的一个飞行器的结构；具体说是以机翼为主要结构组成的空中航行器的结构。

本发明的水翼助升水面效应船，从浮航状态逐步加速时，助升水翼5产生升力，当速度达到设计巡航速度的2/3时，助升水翼5和气翼共同抬升主船体1离开水面，当船速进一步加大，主船体1进一步抬升，助升水翼5的升力最后被气翼的升力取代，气翼抬升整个主船体1离开水面，且达到设计的航行高度。

本发明的水翼助升水面效应船，其气动和水动布局新颖，结构独特；其气翼大的弦长安排，使得船舶具有相当的航行高度，又能在强水面效应区航行；其助升水翼5参与主船体1的垫升，助升水翼5的升力随主船体1抬升逐步被气翼所取代，最后助升水翼5离开水中，上升到水面之上，降低了船舶的浸湿面积；前支柱4-1上的喷水口向后喷出的高速水柱以及水柱冲击空气，形成的水幕和气幕阻挡气翼下部气流从侧面泄漏，降低气翼的诱导阻力，提高了气翼的升阻比；在实验室里利用现有的技术，锥形细长的物体在低速来流情况下，通过人工通气很容易在此物体表面形成空泡流，大幅降低此物体的湿面积，在所述船舶的前支柱4-1、尾支柱4-2上通过人工通气在前支柱4-1、尾支柱4-2上形成二维的超空泡，降低了前支柱4-1和尾支柱4-2的水摩擦力；所述船舶的前支柱4-1和后支柱均可向后折弯，可以较低的吃水浮航状态接近有斜坡的上岸通道，利用码头可潜水的牵引车，在水下托住所述船舶，沿着斜坡牵引所述的船舶上岸，小排水量的所述船舶可利用自身配置的登陆装置，沿斜坡上岸，这就可以随时方便地清理所述船舶的污底，保持所述船舶浸水部分上各种装置的工作有效性；所述船舶的气动和水动布局以及推动力作用线位置的设置，使得所述船舶在各种航行状态下都具有自稳性，所述船舶操控简单。

以上实施例是供理解本发明之用，并非对本发明的限制，比如对上述具体实施例中飞翼形式，乘员舱2形式的变化，以及支柱、助升水翼5、喷水推进器3的安装数量及位置的改变，这些变化或改变应当仍属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种水翼助升水面效应船，包括主船体（1），其特征在于：主船体（1）包括气翼，气翼前下部设有前支柱（4-1），气翼下部还设有尾支柱（4-2），前支柱（4-1）上设有喷水推进器（3）。

2.如权利要求1所述的水翼助升水面效应船，其特征在于：气翼采用飞翼形式。

3.如权利要求2所述的水翼助升水面效应船，其特征在于：飞翼的展弦比为1。

4.如权利要求2所述的水翼助升水面效应船，其特征在于：飞翼采用后掠式或前掠式或矩形。

5.如权利要求2所述的水翼助升水面效应船，其特征在于：前支柱（4-1）的数量为一对或两对。

6.如权利要求5所述的水翼助升水面效应船，其特征在于：前支柱（4-1）沿飞翼的导边排列。

7.如权利要求2所述的水翼助升水面效应船，其特征在于：尾支柱（4-2）的数量为一根。

8.如权利要求7所述的水翼助升水面效应船，其特征在于：尾支柱（4-2）设置在飞翼的尾部的中间。

9.如权利要求1-8中任一项所述的水翼助升水面效应船，其特征在于：前支柱（4-1）和尾支柱（4-2）的上部设有助升水翼。

10.如权利要求9所述的水翼助升水面效应船，其特征在于：助升水翼（5）设为上反角的结构。