CN101774419A - 具有斜断级结构的三体滑行艇 - Google Patents

具有斜断级结构的三体滑行艇 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供一种具有斜断级结构的三体滑行艇。该滑行艇由主船体及两个大小相同的辅助片体组成，在主船体船底两侧上有凹陷的引气槽，引气槽截面呈圆弧形，辅助片体安装在主船体两侧构成三体滑行艇艇体，三体滑行艇至少有一个斜向台阶式的断级结构。本发明的特点是：通过采用引气槽和斜断级结构，扩大了船底无水区域，降低了水对船底的阻力，使得具有斜断级结构的三体滑行艇具有更高的航行速度。

Description

具有斜断级结构的三体滑行艇
技术领域
本发明涉及的是一种滑行艇，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
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。采取横向台阶式断级结构可以在一定程度上优化阻力性能，但仍可进一步改进。
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具有斜断级结构的三体滑行艇。
本发明的目的是这样实现的：
本发明的具有斜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，在主船体船底两侧上有凹陷的引气槽，引气槽截面呈圆弧形，辅助片体安装在主船体两侧构成三体滑行艇艇体，三体滑行艇至少有一个斜向台阶式的断级结构。
本发明具有斜断级结构的三体滑行艇还可以包括：
1、所述的斜断级结构沿主船体龙骨左右对称。
2、所述的两侧斜向台阶式断级结构形成的开口角度大于等于90度并小于180度。
3、所述的两侧斜向台阶式断级结构形成的开口朝向分为朝船艏方向和朝船艉方向两种。
4、所述的滑行艇自船艏到断级结构之间主船体船底为第一级船底，断级结构到船艉之间主船体船底为第二级船底，在第二级船底上与斜断级结构末端相连部位开有坡口，并与引气槽相连通，斜断级结构末端断级高度同顶端断级高度相比增大20％-50％，在第二级船底上与斜断级结构末端相连部位形成扩大喇叭口。
5、所述的斜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％。
6、所述的主船体上有一个断级结构，斜断级结构顶端所处位置为从船艏50％船长至75％船长之间。
7、所述的主船体上有多个断级结构，第一个斜断级结构顶端所处位置为距离船艏50％船长至65％船长之间，斜断级结构顶端之间距离为10％船长-15％船长之间。
本发明的优势在于：扩大了船底无水区域，降低了水对船底的阻力，使得具有斜断级结构的三体滑行艇具有更高的航行速度。
附图说明
图1为开口朝船艏方向的有一个斜断级结构的具有斜断级结构的三体滑行艇底部结构示意图；
图2为开口朝船艏方向的具有斜断级结构的三体滑行艇底部局部结构示意图；
图3为开口朝船艏方向的具有斜断级结构的三体滑行艇坡口局部结构示意图；
图4为开口朝船艏方向的有两个斜断级结构的具有斜断级结构的三体滑行艇底部结构示意图；
图5为开口朝船艏方向的有三个斜断级结构的具有斜断级结构的三体滑行艇底部结构示意图；
图6为开口朝船艉方向的有一个斜断级结构的具有斜断级结构的三体滑行艇底部结构示意图；
图7为开口朝船艉方向的有两个斜断级结构的具有斜断级结构的三体滑行艇底部结构示意图；
图8为开口朝船艉方向的有三个斜断级结构的具有斜断级结构的三体滑行艇底部结构示意图；
图9为具有斜断级结构的三体滑行艇正视结构示意图；
图10为开口朝船艏方向的具有斜断级结构的三体滑行艇斜断级结构横剖示意图；
图11为开口朝船艉方向的具有斜断级结构的三体滑行艇斜断级结构横剖示意图。
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11，具有斜断级结构的三体滑行艇由主船体1及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，引气槽3凹陷在主船体1船底两侧上，呈半圆形。在主船体1上有一个或多个斜向台阶式断级结构4。斜断级结构4沿主船体龙骨5左右对称，左、右两侧斜向台阶式断级结构6、7形成的开口8角度大于等于90度并小于180度，开口8朝向分为朝船艏方向和朝船艉方向两种。斜断级结构顶端9为左、右两侧斜向台阶式断级结构6、7相连接部位，斜断级结构末端10为左、右两侧斜向台阶式断级结构6、7与引气槽3连接部位。在有一个断级结构4时，自船艏到断级结构4之间主船体1船底为第一级船底11，断级结构4到船艉之间主船体1船底为第二级船底12，在第二级船底12上与斜断级结构末端10相连部位开有坡口13斜断级结构末端10断级高度增大20％-50％断级高度，在第二级船底12上与斜断级结构末端10相连部位形成扩大喇叭口。。有一个斜断级结构时，斜断级结构顶端10所处位置为距离船艏50％船长至75％船长之间。有多个斜断级结构时，第一个斜断级结构顶端10所处位置为距离船艏50％船长至60％船长之间，斜断级结构顶端10之间距离为10％船长-15％船长之间。
斜向台阶式断级结构4与横向台阶式断级结构相比断级开口长度要长，有效提高了空气进量，使船底尽可能的形成无水区域，从而降低阻力。
在具有斜断级结构的三体滑行艇船底采用斜断级结构4后，水流流经斜断级结构4时离开第一级船底11，在断级结构4后面形成一个空穴，经过一段距离后水流再与第二级船底12接触，直至艉缘。坡口13与引气槽3相连，当具有斜断级结构的三体滑行艇进入滑行状态后，空气14会经过引气槽3进入坡口13，从而使第二级船底12无水区域扩大，降低阻力。多斜断级结构4、15、16、17、18、19可使阻力性能进一步优化。
在具有斜断级结构的三体滑行艇进入滑行状态后，纵倾角几乎保持不变，意味着压差阻力RX＝Δα近乎是常量，当然升力系数也保持不变，由于平衡条件要求可知具有斜断级结构的三体滑行艇的总升力应是常数，即
Figure GSA00000048237900041
式中Lf、lf、Bf——第一级船底的升力、湿长度和宽度；
La、la、Ba——第二级船底的升力、湿长度和宽度。
显然，速度V的提高势必使船体上抬浸湿面积减小，且湿面积的减小与速度的平方成反比。如果忽略摩擦阻力系数随雷诺数的变化，则摩擦阻力也将保持不变，因此在具有斜断级结构的三体滑行艇进入滑行状态后进入“三角形运动”之前，具有斜断级结构的三体滑行艇的总阻力
R T = Δα + C f 1 2 ρ V 2 ( l f B f + l a B a )
基本上保持不变。
具有斜断级结构的三体滑行艇是对具有断级结构的三体滑行艇的进一步改进，本发明由于采取引气槽和斜断级结构，扩大了船底无水区域，降低了水对船底的阻力，使得具有斜断级结构的三体滑行艇比具有断级结构的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。

Claims (8)

1.一种具有斜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，其特征是：在主船体船底两侧上有凹陷的引气槽，引气槽截面呈圆弧形，辅助片体安装在主船体两侧构成三体滑行艇艇体，三体滑行艇至少有一个斜向台阶式的断级结构。
2.根据权利要求1所述的具有斜断级结构的三体滑行艇，其特征是：斜断级结构沿主船体龙骨左右对称。
3.根据权利要求2所述的具有斜断级结构的三体滑行艇，其特征是：两侧斜向台阶式断级结构形成的开口角度大于等于90度并小于180度。
4.根据权利要求3所述的具有斜断级结构的三体滑行艇，其特征是：两侧斜向台阶式断级结构形成的开口朝向分为朝船艏方向和朝船艉方向两种。
5.根据权利要求4所述的具有斜断级结构的三体滑行艇，其特征是：自船艏到断级结构之间主船体船底为第一级船底，断级结构到船艉之间主船体船底为第二级船底，在第二级船底上与斜断级结构末端相连部位开有坡口，并与引气槽相连通，斜断级结构末端断级高度同顶端断级高度相比增大20％-50％，在第二级船底上与斜断级结构末端相连部位形成扩大喇叭口。
6.根据权利要求5所述的具有斜断级结构的三体滑行艇，其特征是：斜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％。
7.根据权利要求6所述的具有斜断级结构的三体滑行艇，其特征是：主船体上有一个断级结构，斜断级结构顶端所处位置为从船艏50％船长至75％船长之间。
8.根据权利要求6所述的具有斜断级结构的三体滑行艇，其特征是：主船体上有多个断级结构，第一个斜断级结构顶端所处位置为距离船艏50％船长至65％船长之间，斜断级结构顶端之间距离为10％船长-15％船长之间。
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Assignee: TIANJIN CHAOZHI MARINE TECHNOLOGY CO., LTD.

Assignor: Harbin Engineering Univ.

Contract record no.: 2016230000010

Denomination of invention: Three-body skimming boat with oblique stepped structure

Granted publication date: 20120711

License type: Exclusive License

Record date: 20160418

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model
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CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120711

Termination date: 20190304