[發(fā)明專利]一種船長可變的波浪能航行器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910514265.6
• 申請日: 2019-06-14
• 公開（公告）號: CN110155244B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 段文洋;宋梓誠;許國冬;段禮沭;齊昊東
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: B63B1/28
• 分類號: B63B1/28;B63B1/32;B63B7/06;B63H25/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供的是一種船長可變的波浪能航行器。包括由船體、通過支架安裝在船體下部的水翼、安裝在船體尾部的舵組成的波浪能航行器，所述的船體由首段、中段和尾段三個部分組成，中段為伸縮段。本發(fā)明的船長可變的波浪能航行器，可以控制船在不同波浪中海況下的船長。相比于固定船長的波浪能航行器，船長適當(dāng)?shù)淖兓梢蕴岣卟ɡ四芎叫衅鞯牟ɡ四芾眯省Ｔ陂L波高海況時，增大船長可以增大船的縱搖以及升沉幅度，從而改善航行器的推進(jìn)性能。在短波低海況時，減小船長，使得轉(zhuǎn)動慣量變小，船體運動幅度變大，更為有效的利用波能推進(jìn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種波浪能航行器，具體地說是一種船長可變的波浪能航行器。

背景技術(shù)

探索海洋數(shù)據(jù)對全球氣候預(yù)測、海洋漁業(yè)、環(huán)境監(jiān)測等方面都具有極為重要的價值與意義。采用傳統(tǒng)的監(jiān)測船搭載探測器或者傳感器收集海洋信息的成本高昂。伴隨著人工智能與自動控制技術(shù)的發(fā)展，采用無人船進(jìn)行海洋科學(xué)考察的建造與維護(hù)成本可以大幅下降。由于無人船排水量小，無法裝載過多的燃料，波浪能航行器利用波浪提供推力解決了這一問題，并已經(jīng)取得一定程度的成功。但是現(xiàn)有的波浪能航行器在較低海況下航速較低的問題仍待解決。

波浪能航行器是一種利用波浪做為推進(jìn)力來源的小型水面航行器，一般在船下安裝水翼；船體在波浪中發(fā)生縱搖與升沉，帶動船下水翼做升沉與縱搖運動，水翼產(chǎn)生推力從而推進(jìn)船體前進(jìn)。船體的搖蕩運動幅度越大時水翼的搖蕩幅度越大，水翼獲取的波浪能量越多，產(chǎn)生更大的推力。為了實現(xiàn)在不同海況的波浪能高效利用，需要對波長船長比進(jìn)行合理的設(shè)計來獲得不同海況下較大的縱搖與垂蕩幅度。一般船體迎浪時波長與船長比越大時垂蕩幅值越大，一般波長船長比大于1會獲得較大的垂蕩運動幅值；波長與船長比在0.8-3之間可獲得較大的縱搖幅值，在較長或較短的波浪中縱搖幅值有限，圖5和圖6顯示了計算的船體運動隨波長變化的曲線。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠根據(jù)需要改變船的長度來獲得不同海況下較大的縱搖與垂蕩幅度的船長可變的波浪能航行器。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：包括由船體、通過支架安裝在船體下部的水翼、安裝在船體尾部的舵和舵機(jī)組成的波浪能航行器，所述的船體由首段、中段和尾段三個部分組成，中段為伸縮段。

本發(fā)明還可以包括：

1.所述的伸縮段由液壓艙和伸縮艙組成，所述液壓艙是由剛性材料圍成的密閉艙，液壓缸和液壓泵固定安裝在液壓艙內(nèi)，所述伸縮段是由柔性折疊包絡(luò)網(wǎng)布圍成的密閉艙，液壓缸的缸桿伸入到伸縮段中并與首段或尾段連接，伸縮段中設(shè)置伸縮桿，所述伸縮桿的一端與液壓艙連接、另一端與首段或尾段連接。

2.液壓缸的缸桿與伸縮桿之間設(shè)置固定構(gòu)件。

3.伸縮段中設(shè)置兩根伸縮桿，兩根伸縮桿和液壓缸的缸桿成等邊或等腰三角形布置。

4.液壓缸與液壓艙底部之間設(shè)置支撐結(jié)構(gòu)。

5.所述的液壓缸為多級液壓缸。

6.所述的液壓艙為對稱的雙艙結(jié)構(gòu)，雙艙結(jié)構(gòu)的液壓艙與首段和尾段之間各有一個伸縮艙。

本發(fā)明提供的是一種船長可變的波浪能航行器，其主要內(nèi)容為船長控制機(jī)構(gòu)。船長控制機(jī)構(gòu)主要包括液壓缸、伸縮桿、固定構(gòu)件、折疊包絡(luò)網(wǎng)、液壓泵與電源。液壓缸帶動伸縮桿與首尾段船體向首、尾方向移動，進(jìn)而使得船體長度發(fā)生改變。改變船長對于1-4級海況可以有效改變船體運動幅值，實現(xiàn)更好的波能利用。