CN103612706A - 双喷水推进器的水面单体无人艇 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双喷水推进器的水面单体无人艇，主艇体的艉部底部具有复合稳定鳍，复合稳定鳍由沿宽度方向对称的两个柱形附体和固定连接于两个柱形附体的底表面且沿宽度方向对称布置的一个机翼构成，机翼垂直于两个柱形附体，两柱形附体的顶部和-主艇体无缝连接，机翼上设有两个进水口，进水口和出水口相通形成水流的主流道；将喷水推进装置放置于艇体底端偏后，有助于减小艇体的噪声而又不破坏无人艇的滑行面，明显改善了横稳性和纵稳性。

Description

双喷水推进器的水面单体无人艇

技术领域

本发明涉及一种船艇，特指一种用于水面动态监测各种作业的具有双喷水推进器的水面单体无人艇。

背景技术

目前，水面无人艇一般采用单体型，由于艇型的排水量及其尺度都小，对于外部的风、浪和水流的环境特别敏感，在风浪中摇荡运动幅度大。为保持比较稳定的航速，对于排水型船艇，一般在艇体底部加装喷水推进器。由于水面单体无人艇的吨位小，航行时一般都处于半滑行或完全滑行状态，此时，简单地在原半滑行或滑行艇体的本身直接加装喷水推进器，进水口在滑行面上，就破坏了滑行面，使得阻力增大，从而导致艇的滑行效率和快速性大幅下降。

发明内容

本发明的目的是为克服现有水面单体无人艇存在滑行效率和快速性的问题，提供一种双柱型复合稳定鳍的双喷水推进器的水面单体无人艇，进水口在滑行面之下，具有优良快速特性。

本发明通过以下技术方案予以实现：包括主艇体和上层建筑，艉部的主艇体上有喷水推进器的出水口，主艇体的艉部底部具有复合稳定鳍，复合稳定鳍由沿宽度方向对称的两个柱形附体和固定连接于两个柱形附体的底表面且沿宽度方向对称布置的一个机翼构成，机翼垂直于两个柱形附体，两柱形附体的顶部和-主艇体无缝连接，机翼上设有两个进水口，进水口和出水口相通形成水流的主流道。

本发明在艇体尾部增加了两个对称翼型支柱，支柱末端连着稳定鳍，稳定鳍的下表面有两个进水口，将喷水推进装置放置于艇体底端偏后，有助于减小艇体的噪声而又不破坏无人艇的滑行面。这样可以有效地克服目前基于喷水推进的水面无人滑行艇高速航行时阻力大、难以进入真正的滑行状态和综合航行效果差的缺点，其高速航行性和航行稳定性优于目前基于喷水推进的水面无人滑行艇，明显改善了横稳性和纵稳性。

附图说明

图1是本发明所述双喷水推进器的水面单体无人艇的主视结构图；

图2是右视放大图；

图3是图2中M-M局部剖视放大图；

图4是图1中单个柱形附体的D-D剖面放大图；

图5是图2中机翼的N-N剖面放大图； 

图6、图7、图8 是图1中主艇体底部轮廓的左视示意图；

图中：1.-主艇体；2.上层建筑；3.复合稳定鳍；4.主流道；31、32柱形附体；33.机翼；35.进水口；36.出水口。

具体实施方式

参见图1所示，本发明是具有喷水推进器的水面单体无人艇，包括主艇体1和上层建筑2，上层建筑2在主艇体1上面。主艇体1的设计水线长为L，BL是基线，上层建筑2距离艇艏1/4L～2/5L。喷水推进器的出水口36在艉部的主艇体1上。在主艇体1的艉部底部具有复合稳定鳍3。 

参见图1和图2所示，复合稳定鳍3位于主艇体1艉部的正下面，复合稳定鳍3在艉部的两侧，沿宽度方向对称，在两侧舭部垂直布置。复合稳定鳍3由两个柱形附体31、32和固定连接于两个柱形附体31、32的底表面上且沿宽度方向对称布置的一个机翼33构成。两柱形附体31、32的顶部和-主艇体1无缝连接，机翼33呈水平状态，两个柱形附体31、32呈垂直状态。两个柱形附体31、32和一个机翼33均采用碳纤维复合材料或玻璃钢材料制成，可以制成整体结构安装在艉部。参见图2，机翼33的宽度c约等于整个艇宽B的8/9～11/9。

再参见图3所示，在机翼33上开有喷水推进器的两个进水口35，两个进水口35位于机翼33偏前部。进水口35到出水口36之间的水流道是主流道4，进水口35和出水口36相通，主流道4是从进水口35到出水口36纵向向上并向艉部弯曲的通道。主流道4中的水流方向如图3中箭头所示。两个柱形附体31、32的高度h等于艇宽B的1/4～3/5，对于高速排水或半滑行艇，高度h取下限值；对于滑行艇，高度h取上限值。

参见图1，复合稳定鳍3的长度L1约占设计水线长L的1/5～1/4，该长度L1的确定主要根据选用的喷水推进器的主流道4的展开长度而定，一般比主流道4的展开长度大12～18%。

参见图4所示，两个柱形附体31、32在长度方向的两端较薄，中间较厚，即横截面积在中间部分较大，向长度方向的两端逐渐减少。两柱形附体31、32水平剖面宽度a和长度b的比值为1/12～2/9，对于高速排水或半滑行艇，水平剖面宽度a和长度b的比值取上限值，对于滑行艇，水平剖面宽度a和长度b的比值取下限值。

参见图2和图5，机翼33的翼型纵截面为弓型，机翼33的左右宽度为c，宽度c等于艇宽B的8/9～11/9，前后的弦长是b1，上下高度为a1，a1/b1为1/15～1/8，对于重心靠后，或处于半滑行或滑行下限区域的艇，宽度c取上限值，a1/b1取上限值；对于重心偏后，或处于滑行中上限区域的艇，宽度c取下限值，a1/b1也取下限值。

      参见图6-图8所示，主艇体1与复合稳定鳍3相连接的底面部分为水平平面型(图6)、倒V型(图7)、圆弧形(图8)。 在倒V型中，根据V型开口的半角角度（中垂线和V型边线所成的夹角）大小分为深V型、中V型、浅V型。半角角度在10～40度为深V型，半角角度在41～65度为中V型，半角角度在66～85度为浅V型。在圆弧形中，根据圆弧形型型线分为正圆弧型线（圆弧开口方向朝上）和倒圆弧型线（圆弧开口方向朝下），同时根据圆弧对应的拱度和弦长之比大小分为圆弧型（0.12以上），浅圆弧型（0.05～0.12以上）和极浅圆弧型（0～0.05）。对于重心靠后，或处于半滑行或滑行下限区域艇的底部宜采用水平平面型或倒浅V型，而对于重心偏后，或处于滑行中上限区域艇的底部宜采用倒浅V型和极倒浅V型、倒浅圆弧形和极倒浅圆弧型。

在主艇体1未连接复合稳定鳍3的部分，艏部至尾部75-80%长度范围，其底面为深V型、浅V型、水平型、倒浅圆弧形或倒梯形。对于艇重心偏后，或处于半滑行区域的艇，艏部至尾部75-80%长度范围，其底面宜采用深V型、浅V型或水平型；对于重心偏后，或处于滑行区域艇，其底面宜采用浅V型、水平型或倒浅圆弧形；而对于艇重心靠后处于滑行中上限区域的艇，采用水平型、倒浅圆弧形或倒梯形。梯形型线外形呈现为等腰梯形，短底边朝下长底边朝上为正梯形，长底边朝下短底边朝上为倒梯形，长底边和短底边的比为A，梯形的高与长底边的比为B，分为梯形（A=0.6～0.8,B=0.3～0.4），浅梯形（A=0.7～0.9，B=0.2～0.3），极浅梯形（A=0.8以上，B=0.2以下）。

    本发明的复合稳定鳍3将原喷水推进器的水面滑行艇在滑行面上的进水口下降到底面的机翼33上，将进水口与滑行面拉开了距离，有助于减小艇体滑行时的噪声而又不破坏无人艇的滑行面，大幅度的降低了航行阻力，大幅提高了滑行效率和艇的快速性。由于下部的机翼33产生向上的附加升力的作用，使的艇体的滑行能力加大，改善了滑行效能，又由于连接于艇舭部两柱形附体31、32的存在对于滑行面飞溅的拟制作用，进而减小了阻力，也进一步改善了艇的快速性。另外，艉部艇底复合稳定鳍3对于艇的航向稳定性和消减横摇幅度等都是有利的。

Claims (8)

1.一种双喷水推进器的水面单体无人艇，包括主艇体（1）和上层建筑（2），艉部的主艇体（1）上有喷水推进器的出水口（36）， 其特征是：主艇体（1）的艉部底部具有复合稳定鳍（3），复合稳定鳍（3）由沿宽度方向对称的两个柱形附体（31、32）和固定连接于两个柱形附体（31、32）的底表面且沿宽度方向对称布置的一个机翼（33）构成，机翼（33）垂直于两个柱形附体（31、32），两柱形附体（31、32）的顶部和-主艇体（1）无缝连接，机翼（33）上设有两个进水口（35），进水口（35）和出水口（36）相通形成水流的主流道（4）。

2.根据权利要求1所述的双喷水推进器的水面单体无人艇，其特征是：上层建筑（2）距离艇艏1/4L～2/5L，L为艇体（1）的设计水线。

3.根据权利要求1所述的双喷水推进器的水面单体无人艇，其特征是：两个进水口（35）位于机翼（33）偏前部。

4.根据权利要求1所述的双喷水推进器的水面单体无人艇，其特征是：主流道（4）沿着进水口（35）到出水口（36）向上弯曲。

5.根据权利要求2所述的双喷水推进器的水面单体无人艇，其特征是：复合稳定鳍（3）的长度L1占设计水线长L的1/5～1/4，且比主流道（4）的展开长度大12～18%。

6.根据权利要求1所述的双喷水推进器的水面单体无人艇，其特征是：两个柱形附体（31、32）的高度h等于艇宽B的1/4～3/5，两柱形附体（31、32）水平剖面宽度a与长度b比为1/12～2/9。

7.根据权利要求1所述的双喷水推进器的水面单体无人艇，其特征是：机翼（33）的宽度c是艇宽B的8/9～11/9。

8.根据权利要求1所述的双喷水推进器的水面单体无人艇，其特征是：主艇体（1）与复合稳定鳍（3）相连接部分的底面为水平平面型、倒V型、圆弧形；主艇体（1）未连接复合稳定鳍3的部分的艏部至尾部75-80%长度范围内，其底面为V型、水平型、圆弧形或梯形。

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