CN101708763A - 具有断级结构的三体滑行艇 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的是一种具有断级结构的三体滑行艇。由主船体及两个大小相同的辅助片体组成，辅助片体在主船体两侧，在主船体上有横向台阶式断级结构，所述断级结构的断级高度为断级结构所处位置主船体船宽的1％-5％。本发明是对三体滑行艇的进一步改进，本发明由于采取断级结构，改善滑行姿态，降低了水对船底的阻力，使得具有断级结构的三体滑行艇比三体滑行艇在相同功率下具有更高的航行速度和更小的阻力。

Description

具有断级结构的三体滑行艇
技术领域
本发明涉及的是一种船体结构，具体地说是一种三体滑行艇的船体结构。是一种用于内河、湖泊及沿海的具有断级结构的三体滑行艇。
背景技术
三体滑行艇是常规滑行艇、高速多体船和气膜减阻船的组合船型，在一定程度上综合上述三种船型的长处，将流体力学和空气动力学性能较好地结合起来的特殊船型使其具有优异的快速性、较高的稳性、出色的耐波性，利于总布置，因而有很好的应用价值。
三体滑行艇高速滑行时，由于主船体船底湿表面积较大、产生的摩擦阻力大，因而其阻力性能需要进行优化。
《江苏船舶》中刊登的“三体消波滑行艇工作原理及技术特点研究”的文章中，根据高性能三体消波滑行艇试验资料和实艇设计经验，分析并阐述了三体消波滑行艇的创新点及工作原理；总结归纳了独特几何形状、尺度对水动力性能的影响；叙述了三体消波滑行艇的技术特点。该文章主要涉及的是一种三体消波滑行艇的工作原理和水动力性能特点。与本发明的三体滑行艇采用纵向变曲率槽道达到良好水动力性能有所区别。
中国专利申请号为93208958.5，名称为“三体消波滑行艇”的专利文件中公开了一种用于内河、湖泊或沿海水域的水上滑行艇，由船体和甲板构成。船艏为三体船型并经船舯逐渐过渡为船艉的异型单体船型，甲板近似长方形，其长宽比小于或等于2；船舯之后的船体上还可设异型断阶。与单体或双体滑艇比较，本实用新型消波性和操纵性好，甲板有效使用面积大，滑行阻力小，航速高，运行经济。特别适于用作内河、湖泊或沿海水域的水上交通工具。该技术方案主要介绍的是一个主船体和两个消波船体的三体船型。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有高航速、多海况应用以及较小兴波与喷溅特点，能降低水对船底的阻力，进一步改善滑行姿态的具有断级结构的三体滑行艇。
本发明的目的是这样实现的：
本发明的具有断级结构的三体滑行艇由主船体及两个大小相同的辅助片体组成，辅助片体在主船体两侧，在主船体上有横向台阶式断级结构，所述断级结构的断级高度为断级结构所处位置主船体船宽的1％-5％。
本发明还可以包括：
1、所述断级结构有一个，断级结构所处位置为距离船艏50％船长至75％船长之间。
2、所述断级结构有几个，第一个断级结构所处位置为距离船艏50％船长至60％船长之间，断级结构之间距离为10％船长至15％船长之间。
申请人在先已经提出了申请号为200910073172.0，名称为“三体滑行艇”的专利申请，提出了一种用于内河、湖泊及沿海的三体滑行艇，主船体及两个大小相同的辅助片体组成。辅助片体从船艏10％-25％处开始由纵向变曲率槽道对称连接在主船体两侧，主船体上与纵向变曲率槽道相邻位置有一条引气槽。与单体或双体滑艇比较，该技术方案具有缓冲、减震和减小拍击的作用，高速滑行时横向稳定性较好。特别适于内河、湖泊、沿海以及常规艇所不能航行的恶劣海况海域。该技术方案主要介绍的是一个主船体和两个辅助片体的三体船型。与本发明的具有断级结构的三体滑行艇的船底特征有所区别。
本发明的具有断级结构的三体滑行艇是对三体滑行艇的进一步改进，本发明由于采取断级结构，改善滑行姿态，降低了水对船底的阻力，使得具有断级结构的三体滑行艇比三体滑行艇在相同功率下具有更高的航行速度和更小的阻力。
附图说明
图1为有一个断级结构的具有断级结构的三体滑行艇底部结构示意图；
图2为有一个断级结构的具有断级结构的三体滑行艇断级结构局部示意图；
图3为具有断级结构的三体滑行艇断级结构横剖面示意图；
图4为有两个断级结构的具有断级结构的三体滑行艇底部结构示意图；
图5为有两个断级结构的具有断级结构的三体滑行艇断级结构局部示意图；
图6为有三个断级结构的具有断级结构的三体滑行艇底部结构示意图；
图7为有三个断级结构的具有断级结构的三体滑行艇断级结构局部示意图；
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1至7，具有断级结构的三体滑行艇由主船体1两个大小相同的辅助片体2组成，辅助片体2在主船体1两侧，在主船体1距离船艏60％船长至75％船长处有一个横向台阶式断级结构3。断级结构3的断级高度为断级结构3所处位置主船体1船宽的1％-5％左右，实例中断级高度为45mm。在有一个断级结构时，自船艏到断级结构3之间主船体1船底为第一级船底4，断级结构3到船艉之间主船体1船底为第二级船底5，断级结构3的上缘6第二级船底5相连，断级结构3的下缘7第一级船底4相连，与断级结构3所处位置为距离船艏50％船长至75％船长之间。有多个断级结构时，第一个断级结构3所处位置为距离船艏50％船长至60％船长之间，断级结构3、8、9之间距离为10％船长-15％船长之间。
在具有断级结构的三体滑行艇船底采用断级结构3后，水流流经断级结构3时离开第一级船底4，在断级结构3后面形成一个空穴，经过一段距离后水流再与第二级船底5接触，直至艉缘。这使具有断级结构的三体滑行艇船底形成前后两个滑行面，每个滑行面的长度较短，即有较大展弦比，从而提高了滑行面效率，亦升阻比提高。在三体滑行艇排水量确定的情况下，升阻比的提高相当于减小了阻力。
当具有断级结构的三体滑行艇进入滑行状态()之后，具有断级结构的三体滑行艇比三体滑行艇有更平坦的阻力曲线。此时由于有两个支撑面支持具有断级结构的三体滑行艇，随着滑行速度增加，纵倾角α几乎保持不变，纵倾角α不变意味着来流功角不变，升力系数CL也保持不变，而根据平衡条件：
L＝Δ                  (1)
总升力L应为常数，根据升力表达式：
Figure G2009100732367D0000032
可知，速度V的提高必使滑行艇上抬，减小湿表面积S湿表面积，而且这种湿表面积S湿表面积的较小量与速度V的平方成正比。
在忽略摩擦阻力系数随雷诺数的变化前提下，由
Figure G2009100732367D0000033
摩擦阻力F摩擦保持不变。
由滑行艇阻力公式：
F＝Δtanα+F摩擦                     (4)
可以知道，在进入“三角形滑行”之前，进一步提高航速时，具有断级结构的三体滑行艇阻力保持不变。
在整个船长范围内可以有一个或多个断级结构3，若断级结构3愈多，每个滑行面的展弦比于大，滑行效率愈高。滑行效率的提高意味着产生同样的升力时阻力愈低，这就是具有断级结构的三体滑行艇的主要优点。但是随着断级结构3增多，具有断级结构的三体滑行艇在风浪中的耐波性将变差，所以原则上军用或民用的具有断级结构的三体滑行艇其船底以有一个断级结构3为宜，某些竞速艇可采用多断级结构3、8、9。

Claims (3)

1.一种具有断级结构的三体滑行艇，由主船体及两个大小相同的辅助片体组成，辅助片体在主船体两侧，其特征是：在主船体上有横向台阶式断级结构，所述断级结构的断级高度为断级结构所处位置主船体船宽的1％-5％。
2.根据权利要求1所述的具有断级结构的三体滑行艇，其特征是：所述断级结构有一个，断级结构所处位置为距离船艏50％船长至75％船长之间。
3.根据权利要求1或2所述的具有断级结构的三体滑行艇，其特征是：所述断级结构有几个，第一个断级结构所处位置为距离船艏50％船长至60％船长之间，断级结构之间距离为10％船长至15％船长之间。
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