CN103625602A - 双喷水推进器的水面单体无人翼滑艇 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双喷水推进器的水面单体无人翼滑艇，主艇体的艇舯偏前部艇体舭部具有双外张翼型柱复合水翼，双外张翼型柱复合水翼是由两个变截面柱形附体和两个机翼构成，两个变截面柱形附体的顶部与艇体无缝连接，一个变截面柱形附体的底部固定连接一个机翼，两个机翼与水平面的夹角均为25～45°；在每个机翼偏前部开有一个与出水口连通的进水口；将原喷水推进器水面滑行艇在滑行面上进水口下降到底面机翼上，既可以提供向前的推力使得船舶前进，也可以提供垂直向上的附加升力，使得艇体前部可以抬升起来，进而船舶可以更好地滑行，进水口与滑行面拉开了距离，有利于阻力的降低，大幅提高了滑行效率和艇的快速性。

Description

双喷水推进器的水面单体无人翼滑艇

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翼滑艇。

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，如果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，由于进水口在滑行面上，这样就破坏了滑行面，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，提供一种双喷水推进器的水面单体无人翼滑艇，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，喷水推进器的出水口在艉部的主艇体上，主艇体的艇舯偏前部艇体舭部具有双外张翼型柱复合水翼，双外张翼型柱复合水翼是由两个变截面柱形附体和两个机翼构成，两个变截面柱形附体的顶部与艇体无缝连接，在宽度方向对称布置，两个机翼在宽度方向也对称布置，一个变截面柱形附体的底部固定连接一个机翼，两个机翼与水平面的夹角均为25～45°，机翼的宽度是艇宽的1/4～1/2；在每个机翼偏前部开有一个与出水口连通的进水口。

本发明的艇体舭部具有双外张翼型柱复合水翼，将原喷水推进器水面滑行艇在滑行面上进水口下降到底面机翼上，双外张翼型柱复合水翼的位置位于船舯偏前，既可以提供向前的推力使得船舶前进，也可以提供垂直向上的附加升力，使得艇体前部可以抬升起来，进而船舶可以更好的滑行，而且进水口与滑行面拉开了距离，有利于阻力的降低，从而大幅提高了滑行效率和艇的快速性；两复合水翼实际上相当于艇体的两个前置水翼，其两变截面柱形附体下部机翼升力和支柱附加升力将支撑艇体的重量，后部滑行面支撑艇体剩余重量；由于连接于艇舯前舭部两柱体后部喷水推进喷口沿着后艇体舭部向后高速喷水，对于滑行面飞溅起到了强有力的拟制作用，提高了艇体后部滑行面的滑行效率；另外，艇体舭部具有双外张翼型柱复合水翼对于艇的航向稳定性和消减横摇幅度等都是有利的。有效地克服了目前基于喷水推进的水面无人滑行艇高速航行时滑行面飞溅严重、难以真正进入航行状态或滑行效率低下、纵向运动稳定性不好和综合航行差等缺点，其快速性及纵向运动稳定性优于目前基于喷水推进的水面无人滑行艇，航向稳定性和适航性也得到相应改善。

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翼滑艇的主视图；

 图2是图1的右视放大图；

图3是图2中N-N局部剖视放大图；

图4 是图1中变截面柱形附体的D-D剖面放大图；

图5是图2中 M-M的剖面放大图；

图6-7是图1中主艇体底部轮廓以及双外张翼型柱复合水翼的左视放大图；

图中：1.主艇体，2.上层建筑，3.双外张翼型柱复合水翼；31、32.变截面柱形附体；33、34.机翼。

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翼滑艇，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的艇舯偏前部艇体舭部具有双外张翼型柱复合水翼3。

具有双外张翼型柱复合水翼3的主艇体部分长度L1占设计水线长L的1/6～1/4，该长度的确定主要根据选用的喷水推进器进出水流道的展开长度而定，一般比喷水推进器的进出水流道的长度大10～16%，其中心位于船舯偏前的5% L～15%L。

参见图2所示，双外张翼型柱复合水翼3是由两个变截面柱形附体31、32和两个机翼33、34构成，两个变截面柱形附体31、32的顶部与艇体1无缝连接。两个机翼33、34是是实心整体部件。两个变截面柱形附体31、32在宽度方向对称布置，两个机翼33、34在宽度方向也对称布置，一个变截面柱形附体31、32的底部固定连接一个机翼33、34，两个变截面柱形附体31、32和两个机翼33、34均采用碳纤维复合材料或玻璃钢材料制成，也可以采用同步整体制作。两个机翼33、34与水平面的夹角α均为25～45°。机翼33、34的宽度c约等于艇宽B的1/4-1/2。

参见图1、图2、图3所示，双外张翼型柱复合水翼3上开两个进水口35，具体是在每个机翼33、34在偏前部开有一个进水口35，喷水推进器的出水口36在相应的艇体底部的舷侧。进水口35与出水口36连通，进水口35和出水口36之间是构成喷水推进器的进出水流道，进出水流道是从进水口35到出水口36纵向向上并向上弯曲的通道。两个变截面柱形附体31、32的高度h等于艇宽B的1/5～2/3。对于高速排水或半滑行艇，高度h取上限值，对于滑行艇，高度h取取下限值。 

参见图4，两个变截面柱形附体31、32的截面为对称翼型，对称翼型的宽度a和长度b的比值为1/20～1/11，对于高速排水或半滑行艇，此比值取上限值，而对于滑行艇，此比值取下限值。 

参见图2和图5，两个机翼33、34为弓型翼型，左右宽度c等于艇宽B的1/4～1/2，其厚度a1和长度b1之比为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，机翼33、34的左右宽度c取上限值，厚度a1和长度b1之比取上限值；而对于重心偏后，或处于滑行中上限区域的艇，机翼33、34的左右宽度c取下限值，厚度a1和长度b1之比取下限值。

参见图6和图7所示，具有双外张翼型柱复合水翼3的主艇体1部分的底部左右对称布置，有双外张翼型柱复合水翼3的主艇体1部分的底部采用开口朝上的V型(图6)或开口朝下的倒V型(图7)，对于半滑行艇，采用开口朝上的V型，而对于滑行艇，采用开口朝下的倒V型（图7）。根据V型开口的半角角度（中垂线和V型边线所成的夹角）大小不同，分为深V型（10～40度，包括40度）,中V型（40～65度，包括65度），浅V型（65～85度，包括85度）。

不具有复合稳定鳍的主艇体1部分的底部采用V型、水平型、圆弧形、梯形。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（0.12以上），浅圆弧（0.05～0.12以上）和极浅圆弧（0～0.05），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，可以分为梯形（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）。对于艇重心偏后，或处于半滑行区域艇横剖线宜采用V型逐渐过渡到浅V型或水平型，对于重心偏后，或处于滑行区域艇的横剖线宜采用V型逐渐过渡到浅V型、水平型或倒浅圆弧形，而对于艇重心靠后，或处于滑行中上限区域艇的横剖线宜采用浅V型逐渐过渡到浅V型、水平型、倒浅圆弧形或倒梯形。

本发明中的双外张翼型柱复合水翼将原喷水推进器水面滑行艇在滑行面上进水口下降到底面机翼33、34上，该具有双外张翼型柱复合水翼的位置位于船舯偏前，既可以提供向前的推力使得船舶前进，也可以提供垂直向上的附加升力，使得艇体前部可以抬升起来，进而船舶可以更好的滑行，而且进水口与滑行面拉开了距离，有利于阻力的降低，从而大幅提高了滑行效率和艇的快速性；两复合水翼3实际上相当于艇体的两个前置水翼，其两变截面柱形附体31、32下部机翼33、34升力和支柱附加升力将支撑艇体35-55%的重量，后部滑行面支撑艇体剩余重量；由于连接于艇舯前舭部两柱体后部喷水推进喷口沿着后艇体舭部向后高速喷水，对于滑行面飞溅起到了强有力的拟制作用，提高了艇体后部滑行面的滑行效率；另外，具有双外张翼型柱复合水翼对于艇的航向稳定性和消减横摇幅度等都是有利的。为此，具有双外张翼型柱复合水翼可以有效克服目前基于喷水推进的水面无人滑行艇滑行效率低、快速性差和航行经济性低下的致命缺点，其快速性、航向稳定性和适航性均优于目前基于喷水推进的水面无人滑行或翼滑艇。

Claims (6)

1.一种双喷水推进器的水面单体无人翼滑艇，包括主艇体（1），喷水推进器的出水口（36）在艇艉部的主艇体（1）上，其特征是：主艇体（1）的艇舯偏前部艇体舭部具有双外张翼型柱复合水翼（3），双外张翼型柱复合水翼（3）由两个变截面柱形附体（31、32）和两个机翼（33、34）构成，两个变截面柱形附体（31、32）的顶部与艇体（1）无缝连接且在宽度方向对称布置，两个机翼（33、34）在宽度方向对称布置，一个变截面柱形附体（31、32）的底部固定连接一个机翼（33、34），两个机翼（33、34）与水平面的夹角均为25～45°，机翼（33、34）的宽度是艇宽的1/4～1/2；在每个机翼（33、34）偏前部开有一个与出水口（36）连通的进水口（35）。

2.根据权利要求1所述的双喷水推进器的水面单体无人翼滑艇，其特征是：具有双外张翼型柱复合水翼（3）的主艇体部分长度占主艇体设计水线长的1/6～1/4。

3.根据权利要求1所述的双喷水推进器的水面单体无人翼滑艇，其特征是：两个变截面柱形附体（31、32）的高度等于艇宽的1/5～2/3。

4.根据权利要求1所述的双喷水推进器的水面单体无人翼滑艇，其特征是：两个变截面柱形附体（31、32）的截面为对称翼型，对称翼型的宽度和长度比为1/20～1/11；两个机翼（33、34）为弓型，其厚度和长度之比为1/15～1/8。

5.根据权利要求1所述的双喷水推进器的水面单体无人翼滑艇，其特征是：具有双外张翼型柱复合水翼（3）的主艇体部分的底部左右对称布置且采用开口朝上的V型或开口朝下的倒V型，不具有复合稳定鳍的主艇体部分的底部采用V型、水平型、圆弧形或梯形。

6.根据权利要求1所述的双喷水推进器的水面单体无人翼滑艇，其特征是：主艇体（1）上面有上层建筑（2），上层建筑（2）距离艇艏1/4L～2/5L。

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