CN101716984B - 三体滑行艇 - Google Patents

Abstract

本发明提供的是一种三体滑行艇，由主船体及两个大小相同的辅助片体组成。辅助片体从距船艏10％-25％船长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。本发明的三体滑行艇的特征在于船艏处只有一个主船体，辅助片体是从船艏附近开始与主船体通过纵向变曲率槽道连接的高速型三体滑行艇。能够广泛应用于内河、湖泊、沿海以及常规艇所不能航行的恶劣海况海域，具有广阔的应用前景。

Description

三体滑行艇

技术领域

本发明涉及的是一种船舶的结构，具体地说是一种用于内河、湖泊及沿海的三体滑行艇。

背景技术

常规滑行艇是最早研究的依靠水动力航行的艇，不少国家海军保持相当数量的滑行艇，民用滑行艇则应用广泛，是应用最为广泛的高性能船之一。常规滑行艇滑行时只有部分艇底与水接触，阻力显著降低，但在波浪中冲击力较大，活动海域受到较大限制。

尽管常规滑行艇技术上已经比较成熟，且制造方便、建造成本低，但常规滑行艇由于稳定性和喷溅影响，较早产生“海豚现象”，使得其速度上限受到限制。另一方面常规滑行艇耐波性差，应用受风浪影响很大，多海况应用能力差，对人员设备造成影响也很严重。

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。

《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。与本发明的三体滑行艇的艇型特征和水动力性能方面有所区别。

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的三体滑行艇。

本发明的目的是这样实现的：

本发明的三体滑行艇由主船体及两个大小相同的辅助片体组成，辅助片体从距船艏10％-25％船长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。

本发明还可以包括：

1、所述主船体的长宽比大于或等于4。

2、所述辅助片体的横剖面呈倒三角形或梯形，所述倒三角形或梯形的内侧与外侧为斜面。

3、所述辅助片体的横剖面呈倒三角形或梯形并带有折角。

4、所述辅助片体从主船体艏部延出，片体底线为S形。

5、所述辅助片体从片体艏部到片体艉部与龙骨线垂向距离逐渐减小，静止时两个辅助片体占整个艇体排水量的5％-20％。

6、所述纵向变曲率槽道的横剖图为圆弧形，纵剖图为S形。

本发明的三体滑行艇的特征在于船艏处只有一个主船体，辅助片体是从船艏附近开始与主船体通过纵向变曲率槽道连接的高速型三体滑行艇。两个对称的辅助片体是从船艏附近开始与主船体通过纵向变曲率槽道连接。两侧的辅助片体使得三体滑行艇在静止和低速时获得更大的稳性；在高速滑行状态下，艇体产生的兴波与喷溅被收入槽道内，空气经过纵向变曲率槽道的加速作用，在槽道中至上而下逐渐形成空气层(或气膜)、气水混合物层以及喷溅水流层，空气层和气水混合物能够有效的降低三体滑行艇高速滑行时的阻力，还具有缓冲、减震和减小拍击的作用，相对于常规滑行艇较大幅度地拓宽了航行区域，具有良好的应用价值。本发明能够广泛应用于内河、湖泊、沿海以及常规艇所不能航行的恶劣海况海域，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为三体滑行艇底部结构示意图；

图2为距船艏1/5船长的三体滑行艇横剖面示意图；

图3为距船艏2/5船长的三体滑行艇横剖面示意图；

图4为距船艏3/5船长的三体滑行艇横剖面示意图；

图5为距船艏4/5船长的三体滑行艇横剖面示意图；

图6为距船艏4/5船长的三体滑行艇左侧横剖面示意图；

图7为三体滑行艇侧视示意图。

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7，三体滑行艇由主船体1两个大小相同的辅助片体2及连接主船体1和辅助片体2的纵向变曲率槽道3组成，主船体1长宽比大于或等于4；整个辅助片体2横剖面呈倒三角形或梯形，内侧4与外侧5为斜面，也可设折角，辅助片体2从主船体艏部延出，片体底线6为S形，从片体艏部到片体艉部与龙骨线7垂向距离逐渐减小，静止时两个辅助片体占整个艇体排水量的5％-20％；主船体1与辅助片体2由纵向变曲率槽道3相连，纵向变曲率槽道3横剖图为圆弧形，纵剖图为S形，槽道顶线8从艇艏到艇艉与龙骨线7垂向距离逐渐减小；在主船体1上与纵向变曲率槽道3相邻位置有一条纵向引气槽9，引气槽9横剖图为圆弧形。

当三体滑行艇静止时，喇叭孔型纵向变曲率槽道3艉部完全浸没在水面下，主船体1和辅助片体2共同提供三体滑行艇所需的浮力，使得船体具有相对较大的水线面面积，并且排水体积向两舷分布，在倾斜时可以提供较大的回复力矩；当三体滑行艇处于滑行状态( $F_{\▿}>3.0$ )时，随着航速的提高，艇体抬升，辅助片体2逐渐离开水面直到尾部仅仅与水面接触，空气10在冲压的作用下从艇首部两侧槽道喇叭口处进入在纵向变曲率槽道3顶部形成空气层11，槽道3中至上而下逐渐形成空气层11(或气膜)、气水混合物层12以及喷溅水流层13，空气层11和气水混合物层12具有缓冲、减震和减小拍击的作用，从而提供了一个稳定的甲板平台。如果横倾角超过一定值(大倾角稳性)，一方面，辅助片体2提供了附加的横摇阻尼和浮力，另一方面，整个槽道3的顶部将提供额外的水动升力自动对船进行扶正。

纵向变曲率槽道3丛船艏到船艉与龙骨线7垂向距离逐渐减小，形成喇叭型的开口，使空气10顺利进入槽道，充分利用空气动升力，还可以防止喷溅产生。当三体滑行艇高速滑行 $(F_{\▿}>3.0)$ 时，空气从喇叭型开口进入纵向变曲率槽道3，根据公式：

V_槽道外*S_槽道外＝V_槽道内*S_槽道内＝const    (1)

随着纵向变曲率槽道3横截面的减小，空气10会得到加速，使得槽道3外的空气速度小于槽道3内的空气速度。又由伯努利公式：

沿流线方向，因槽道3外空气速度小于槽道3内的空气速度，导致槽道3外压强P_槽道外会大于槽道2内压强P_槽道内，并进一步加速空气10从槽道3外流进槽道3内，直至形成稳定的纵向流动的空气层11，减少三体滑行艇与水流接触的湿表面积S_湿表面积，由

摩擦阻力F_摩擦减少，从而起到减阻作用。两侧槽道3内的水流受到冲压空气层11挤压，在尾部高速射出，使其纵倾角较常规滑行艇明显减少，同时减小升沉和纵摇；而且空气层11的存在也大大减小了艇在波浪中的抨击，并在高速时将主船体1产生的兴波和喷溅吸入槽道3内，极大地减小了艇体的尾迹，从而降低了对河道的冲刷和周围船只的影响。

引气槽9作用主要是为从主船体1到纵向变曲率槽道3之间横向流动的水流提供一个汽水混合物组成的缓冲结构，这将大大减缓横向流动。

三体滑行艇由于纵向变曲率槽道3和辅助片体2的存在，提高滑行艇的耐波性和稳性，使得三体滑行艇速度上限有较大程度提升。

Claims (7)

1.一种三体滑行艇，由主船体及两个大小相同的辅助片体组成，其特征是：辅助片体从距船艏10％-25％船长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。

2.根据权利要求1所述的三体滑行艇，其特征是：所述主船体的长宽比大于或等于4。

3.根据权利要求2所述的三体滑行艇，其特征是：所述辅助片体的横剖面呈倒三角形或梯形，所述倒三角形或梯形的内侧与外侧为斜面。

4.根据权利要求3所述的三体滑行艇，其特征是：所述辅助片体从主船体艏部延出，片体底线为S形。

5.根据权利要求4所述的三体滑行艇，其特征是：所述辅助片体从片体艏部到片体艉部与龙骨线垂向距离逐渐减小，静止时两个辅助片体占整个艇体排水量的5％-20％。

6.根据权利要求5所述的三体滑行艇，其特征是：所述纵向变曲率槽道的横剖图为圆弧形，纵剖图为S形。

7.根据权利要求3至6任何一项所述的三体滑行艇，其特征是：所述辅助片体的横剖面呈倒三角形或梯形并带有折角。

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