CN103612716B - 水面无人艇的横向双柱支撑式上层建筑 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种水面无人艇的横向双柱支撑式上层建筑，两个全封闭的支柱在左右宽度方向上对称地布置在主艇体的甲板上，两个支柱中心位于船舯部或在船舯偏前（1/8‑1/6）L位置处，L是主艇体的设计水线长，两个支柱的前后最边缘由下至上的轮廓线为二次抛物线，且两个支柱的水平横截面的面积由下至上逐渐减小；每个支柱的顶部均布置第一层感知平台和位于第一层感知平台正上方的第二层感知平台，第一层感知平台和第二层感知平台之间以连接柱连接，形成感知平台的复合框架；可以更好地布置感知设备，提高艇体航行的纵向稳定性，提高水面无人艇在波浪航行中的航行性能和自扶正性。

Description

水面无人艇的横向双柱支撑式上层建筑

技术领域

本发明涉及一种水面无人艇，用于水面和水下动态监测、水面巡逻和各种作业，具体是这种水面无人艇的横向双柱支撑式上层建筑结构。

背景技术

无人艇的艇型采用单体船型的较多，由于其排水量及尺度都小，对于外部的风、浪和流等环境特别敏感，高速航行时难以维持良好的运动稳定性，特别是摇荡运动性、动稳性和抗倾覆性，航行经济性较差，在高海况条件下能正常工作的概率较低。此类艇型结构，特别是上层建筑结构没有科学兼顾动稳性、抗倾覆性、感知设备的感知效率和其他性能等要求，只是在需要的时候，搭建一个简单的上层建筑，该简单搭建的上层建筑结构不封闭，一般只有一层感知平台，既无法保护好感知设备，还使得稳定性变差，从而使船舶的整体航行性能降低。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种水面无人艇的横向双柱支撑式上层建筑，既能保护好感知设备，水面感知效果好，又能提高水面无人艇的稳定性，具备横向自浮正性能。

本发明通过以下技术方案予以实现：本发明包括支柱和感知平台，两个全封闭的支柱在左右宽度方向上对称地布置在主艇体的甲板上，两个支柱中心位于船舯部或在船舯偏前（1/8-1/6）L位置处，L是主艇体的设计水线长，两个支柱的前后最边缘由下至上的轮廓线为二次抛物线，且两个支柱的水平横截面的面积由下至上逐渐减小；每个支柱的顶部均布置第一层感知平台和位于第一层感知平台正上方的第二层感知平台，第一层感知平台和第二层感知平台之间以连接柱连接，形成感知平台的复合框架。

每个支柱2的高度等于设计水线长L的2/3～11/7,每个支柱的下部长度等于设计水线长L的1/6～3/5,两个支柱形心之间的距离是设计水线宽B的2/3～3/4。

本发明具有如下优点：

1、本发明中的全封闭支柱结构有利于提高无人艇的抗倾覆能力和不沉性，有利于提高艇体航行的纵向稳定性，提高水面无人艇在波浪航行中的航行性能、自扶正性以及设备的完整性，根据艇的吨位大小合理设计支柱的高度，对于保证艇的感知系统的工作效率非常有利。

2、本发明可以更好地布置感知设备，提高了水面无人艇的功能，感知平台的复合框架式及支柱的内部剩余空间全部填充轻质材料，使得艇具有了优异的抗沉性。

附图说明

图1是本发明安装在主艇体的甲板上的主视图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的右视图，两个支柱为内倾式；

图4是图1中的A-A剖面放大图；

图5是图1中的B-B剖面放大图；

图6是图1中的两个支柱为前倾布置图；

图中：1—主艇体，2—支柱，3—第一层感知平台，4—第二层感知平台，5—连接柱；11—甲板。

具体实施方式

参见图1、2、3所示，水面无人艇包括主艇体1，主艇体1的设计水线长为L，设计水线宽为B。

在主艇体1的甲板11上有两个全封闭的支柱2，采用玻璃钢等复合轻质材料或铝合金等材料制成，在其内部剩余空间全部填充轻质材料。两个支柱2竖直布置在甲板11的上面，相对于主艇体1，两个支柱2在左右宽度方向上对称，其中心位于主艇体1船舯部或者在船舯偏前（1/8-1/6）L位置处，两个支柱2的底部和舷侧与甲板11都平滑无缝相连，连接时要避免连接部的应力集中。两个支柱2的前后最边缘由下至上的轮廓线为二次抛物线，并且两个支柱2的水平横截面的面积由下至上逐渐减小，使支柱2重心偏低，对有利于稳性。

每个支柱2的高度h等于设计水线长L的2/3～11/7,对于重心偏高或视距要求高的艇，高度h取上限值，对于重心偏低或视距要求一般的艇，高度h取下限值。每个支柱2的下部长度L2等于设计水线长L的1/6～3/5,对于重心偏高的艇，长度L2取上限值，对于重心偏低的艇，长度L2取下限值。两个支柱2形心之间的左右横向距离L1是设计水线宽B的2/3～3/4。

在每个支柱2的顶部均布置第一层感知平台3和第二层感知平台4，第二层感知平台4位于第一层感知平台3正上方，第二层感知平台4用于布置各类天线，第一层感知平台3用于布置感知设备以及感知系统。在第一层感知平台3和第二层感知平台4之间以连接柱5连接，形成感知平台的复合框架式，内部剩余空间全部填充轻质材料，与全封闭的支柱2一起最终形成一个完全封闭的整体。

如图4，每个支柱2的水平剖面为左右对称翼型，有利于减小阻力，其中水平剖面的左右宽度a和前后长度b的比值为1/12～1/10。

如图5，第一层感知平台3和第二层感知平台4的纵截面均是左右对称的等腰梯形。

两个支柱2在布置时，采用垂直布置和倾斜布置。如图1所示是两个支柱2垂直于甲板11，如图3所示，两个支柱2内倾式，彼此向对方倾斜，倾斜角度α为10°～30°，如图6所示是两个支柱2整体向前倾斜，倾斜角度为10°～30°。考虑到船艇随着航速的提高从排水航行状态过渡到半滑行或滑行状态，船艇的抬艏角度逐渐加大，为了保证感知平台的有效视角，对于处于排水航行状态或重心居中或偏前的无人艇，采用两个支柱2居中并垂直于水线面的布置形式；对于处于排水航行状态或重心偏后的无人艇，采用两个支柱2居中或偏前并垂直于水线面的布置形式；对于处于半滑行航行状态或重心居中或偏前的无人艇，采用两个支柱2居中并较小角度前倾布置形式；对于处于半滑行航行状态或重心偏后的无人艇，采用两个支柱2居中并中等角度前倾布置形式；对于处于滑行航行状态的无人艇，采用两个支柱2居中并较大角度前倾式布置形式。

Claims (1)

1.一种水面无人艇的横向双柱支撑式上层建筑，包括支柱和感知平台，其特征是：两个全封闭的支柱（2）在左右宽度方向上对称地布置在主艇体的甲板上，两个支柱（2）中心位于船舯部或在船舯偏前（1/8-1/6）L位置处，L是主艇体的设计水线长，两个支柱（2）的前后最边缘由下至上的轮廓线为二次抛物线，并且两个支柱（2）的水平横截面的面积由下至上逐渐减小；每个支柱（2）的顶部均布置第一层感知平台（3）和位于第一层感知平台（3）上方的第二层感知平台（4），第一层感知平台（3）和第二层感知平台（4）之间以连接柱（5）连接，形成感知平台的复合框架；

每个支柱（2）的高度等于设计水线长L的2/3～11/7,每个支柱（2）的下部长度等于设计水线长L的1/6～3/5,两个支柱（2）形心之间的距离是设计水线宽B的2/3～3/4；

每个支柱（2）的水平剖面为左右对称翼型，对称翼型的左右宽度和前后长度之比为1/12～1/10；

第一、第二层感知平台（3、4）的纵截面均是左右对称的等腰梯形；

两个支柱（2）为垂直布置或倾斜布置，倾斜布置时的两个支柱（2）彼此向对方倾斜或整体向前倾斜，倾斜角度α为10°～30°。