[發明專利]楔形斷級充氣減阻高速滑行船艇

無效

• 申請號: 200810217474.6
• 申請日: 2008-11-21
• 公開（公告）號: CN101565085A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發明（設計）人: 施軍;胡照會;曾青
• 申請（專利權）人: 深圳市海斯比船艇科技發展有限公司
• 主分類號: B63B1/16
• 分類號: B63B1/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

該發明應用于高性能船艇領域，具體為楔形斷級充氣減阻高速滑行船艇。

背景技術

斷級滑行艇源于水上飛機，目的是用來確保起飛時的穩定性。設計斷級的目的，就是通過降低船體的浸潤濕面積，減少粘性阻力，同時可以保持高的水動升力。為了達到目的，斷級的設置必須滿足兩個條件：第一個為斷級處發生流動分離和斷級后形成通氣的條件；第二為船體下表面的通氣區域的長度。上述條件中任何一條都增加了滑行船艇設計的難度。同時，滑行船艇斷級的設置將船艇的從一個滑行面分割為多個滑行面，則要求船艇具有良好的操控性，設計難度大大增加。因此，盡管斷級船具有很好速度的優勢，但是，斷級高速滑行船艇的設計工作量要遠遠大于普通滑行船艇的設計。利用現有的滑行船艇設計，適當吸取斷級的優點，這就成為我們發明楔形斷級充氣減阻高速滑行船艇的一個出發點。我們發明的楔形斷級充氣減阻高速滑行船艇基本保持了滑行船艇原有的整體滑行面，即沒有增加滑行船艇的操控性要求；沒有將斷級所必需考慮二個條件增加到船艇設計中，即采用小的楔形斷級和空壓機充氣實現，維持了原有船艇設計。但是，楔形斷級充氣減阻高速滑行船艇卻擁有部分斷級船艇的特點，即船艇航行中，減少了濕表面積，減低了阻力，提高了同功率下船艇的航速。

發明內容

發明一種楔形斷級充氣減阻高速滑行船艇，其主要特征在于，在船底部設置小的數量不等的楔形斷級，斷級的周邊安裝有防空氣逃逸的三角形狀護條。楔形斷級處設置充氣管，并連接空壓機。根據楔形斷級綜合參數-功率-船艇阻力之間的關系所建立的數據庫，利用計算機程序對楔形斷級充氣控制，實現楔形斷級處充氣，減少濕表面積，降低阻力，達到同功率下提高船艇航速的目的。

附圖說明

圖1楔形斷級充氣減阻高速滑行船艇結構示意圖。

圖2楔形斷級充氣減阻高速滑行船艇結構A-A橫剖面示意圖。

附圖：1-船艏、2-船艉、3-楔形斷級、4-船體底部、5-船體上部、6-護條、7-微型壓浪板、8-斷面中軸。

圖3楔形斷級工作原理示意圖。

圖4楔形斷級尺寸參數示意圖。

附圖：9-空壓機、10-充氣管線、11-氣閥、12-水線、13-水線、14-計算機。

具體實施方式

(a)楔形斷級充氣減阻高速滑行船艇布置

圖1，2給出了楔形斷級充氣減阻高速滑行船艇示意圖。楔形斷級3設置在船體底部4，并可以設置多個小的楔形斷級3。而且，楔形斷級3布置沿斷面中軸8對稱分布。楔形斷級3周邊安裝防空氣逃逸的三角形護條6，防止斷級充氣后氣體逃逸。當船體橫搖時，擋板也可以起到防止空氣逃逸的作用，盡可能的保持充氣減阻的效果。同時，護條的存在增加了船體橫向對水體的投影面積，提高了船體回轉的操控性。護條前部設置微型壓浪裝置7，減少護條阻力和改變水流進入楔形斷級處的水線，如圖3的水線13。圖4給出了楔形斷級3的參數，包括高度H1、長度L1、護條6的高度H2和微型壓浪板7的長度L2，這些參數將直接影響到船體阻力。

(b)楔形斷級充氣減阻

圖3給出了楔形斷級充氣減阻的實現過程。其中空壓機9通過充氣管路10為楔形斷級3提供壓力空氣，當斷級處空氣壓力P1大于水體的動水壓P2時，即P1＞P2，斷級處3將充滿空氣，減少船體濕表面積，實現了減阻的目的。微型壓浪板7的存在，使流進楔形斷級的水線位置不同，如水線12和13，其中12為沒有微型壓浪板時水線位置，13為微型壓浪板存在水線位置。因此，微型壓浪板的尺寸也作為楔形斷級綜合參數一并考慮。楔形斷級充氣目的是在斷級處充滿壓力空氣，形成氣幕減少船體濕表面積。在進行減阻控制之前，需對其進行標定，包括三個方面：(1)根據選定的船型的阻力曲線，確定楔形斷級的尺寸綜合參數，以保證優異性能。在這里，我們選擇了船長小于16米船型，其楔形斷級尺寸為高度H1為15厘米、長度L1為35厘米、護條6的高度H2為3厘米和微型壓浪板7的長度L2為15厘米，這些尺寸保證了楔形斷級處氣幕所提供減阻份額要大于相對應的功率在正常使用情況下所能克服的阻力份額。(2)根據船艇的不同速度下動水壓力曲線，建立斷級處形成氣幕所需功率曲線。(3)基于以上技術，建立楔形斷級綜合參數-功率-船艇阻力之間的關系，并將其形成數據庫，為計算機14的動態控制奠定基礎。

(c)楔形斷級充氣的計算機控制