CN103661790B

CN103661790B - 直壁滑道式尖舭滑行艇艇型

Info

Publication number: CN103661790B
Application number: CN201310590206.XA
Authority: CN
Inventors: 周玉龙; 宗钰炀; 王志东; 姚晓宁
Original assignee: Jiangsu University of Science and Technology
Current assignee: Jiangsu University of Science and Technology
Priority date: 2014-01-26
Filing date: 2014-01-26
Publication date: 2016-07-06
Anticipated expiration: 2034-01-26
Also published as: CN103661790A

Abstract

本发明公开了一种直壁滑道式尖舭滑行艇艇型，其艇体是由上边界线、直壁轮廓线、内折角线、外折角线、滑道轮廓线、艉横剖面线、艉底斜升角、舯横剖面线、舯底斜升角、艉滑道顶线、舯滑道顶线和艏滑道顶线组合生成的左右对称的两个直壁侧体和滑道顶及滑道。本发明的有益效果是：在过渡状态和滑行状态航行时，艇体外侧兴波和飞沫大幅度减小，艇体内侧的兴波和飞沫与空气流一道经滑道流过向艇后高速流出，其部分能量被滑道回收（相当于消波灭沫）与空气气流一道转换为艇体的动升力，从而减小了阻力，提高了航速，达到节能的目的，此时艇体处于三支点滑行状态，增加了艇体运动状态的稳定性和适航性。

Description

直壁滑道式尖舭滑行艇艇型

技术领域

本发明涉及一种滑行艇艇型，尤其涉及一种适用于各类对滑行速度要求较高(长度傅汝德数大于1.0)的军用、民用双体滑行艇艇型，属于船舶船型技术领域。

背景技术

滑行艇在低速滑行航行时有较大的兴波阻力和较小的飞沫阻力，这两种阻力的和占总阻力的70％以上，随着滑行航速的增加兴波阻力比重减小而飞沫阻力比重增加，这两种阻力的和占总阻力的比重继续增加，甚至超过总阻力的90％以上，而兴波和飞沫是滑行艇滑行航行的固有物理现象，是难以避免的。因此设计出在滑行航行时具有较小的兴波阻力和飞沫阻力的滑行艇，或者说设计出滑行艇在滑行航行时可以回收部分兴波和飞沫的能量从而达到减小阻力的滑行艇，是船舶界努力的方向。

目前，不论是单体还是双体的滑行艇，虽然有许多的艇型其性能非常优良、滑行性能也十分出色，然而均不同程度地存在在低速滑行时有较大的兴波阻力和在高速滑行时有较大的飞沫阻力。槽道滑行艇及双体滑行艇是近几十年来发展起来的一种新型的组合式船型，既不同于单体滑行艇，又有别于常规型和过渡型双体船型。槽道滑行艇，槽道内是充满水的，当高速滑行时，槽顶处于全通气状态，槽顶滑行面与水之间形成空气润滑层，从而较大幅度地减少了磨擦阻力，使艇处于两点支撑的稳定滑行状态，并且高速滑行时空气润滑层还具有明显的缓冲、减振、减少砰击的作用；双体滑行艇，对于阻力几乎没有改善，只是使艇体处于两点支撑的较稳定滑行状态。相比常规单体滑行艇而言，槽道滑行艇及双体滑行艇大大提高了适航性和作为武器平台的稳定性，较大幅度地拓宽了滑行艇的航行区域。然而，对于槽道滑行艇来说，其大部分的兴波和飞沫均从艇体外侧流走，槽道内的兴波和飞沫只有较少部分流过，所以槽道回收兴波和飞沫的能量作用相对较小；对于双体滑行艇来说，虽有近半数的兴波和飞沫从双体间的水道中流过，但由于连接桥底距水面距离较大，所以起不到回收兴波能量和飞沫能量的作用。艇型是决定艇体性能的最重要因素之一，发明一种在满足适航性条件及在高速滑行航行时能回收部分兴波和飞沫的能量，以减小阻力提航速从而节约能源的滑行艇艇型就显得十分必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直壁滑道式尖舭滑行艇艇型，大幅度减小艇体外侧兴波和飞沫其艇型，航速得到提高。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种直壁滑道式尖舭滑行艇艇型，其艇体是由左右对称的两个直壁侧体21、滑道顶25、滑道42组成；所述直壁侧体21由艇体外侧直壁21a和艇体内侧曲面21b组成；艇体外侧直壁21a由上边界线15、直壁轮廓线11和折角线长度L组合生成；艇体内侧曲面21b由直壁轮廓线11、内折角线13、外折角线12、滑道轮廓线14、艉横剖面线31a、艉底斜升角β1、舯横剖面线32a和舯底斜升角β2组合生成；所述滑道顶25由滑道轮廓线14、艉滑道顶线31b、舯滑道顶线32b和艏滑道顶线33b组合生成；所述滑道42由艇体内侧曲面21b、滑道顶25所围成；直壁轮廓线11是从艉至艏依次连接点K2、K7、K11、K13而得的平行于艇体中心线51的光顺的平面样条曲线，点K2、K7、K11在艇体设计水线52下方且到艇体设计水线52的高度等于艇体设计吃水T，点K7到点K2的纵向距离等于0.5L，点K11到点K2的纵向距离为(0.7～0.9)L，点K13在艇体设计水线52的上方到艇体设计水线52的垂直高度T1＝(0.2～0.5)T、到点K2的纵向距离等于L，所述点K2、K7、K11、K13到艇体中心线51的横向距离B＝L/(8～16)，点K2、K7分别为直壁轮廓线11的艉端点和舯点，所述直壁轮廓线11的K2K7K11段为直线、K11K13段为曲线；所述外折角线12是顺序连接K4、K9、K13而得的光顺的空间样条曲线，所述点K4、K9分别为外折角线12的艉端点和舯点，所述外折角线12的K4K9段为直线、K9K13段为曲线；所述内折角线13是顺序连接K3、K8、K13而得的光顺的空间样条曲线，所述点K3、K8分别为内折角线13的艉端点和舯点，所述内折角线13的K3K8段为直线、K8K13段为曲线；所述滑道轮廓线14是顺序连接K5、K10、K14而得的光顺的空间样条曲线，所述点K5、K10、K14分别为滑道轮廓线14的艉端点、舯点和艏端点，所述滑道轮廓线14的K5K10段为直线、K10K16段为曲线。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

前述的直壁滑道式尖舭滑行艇艇型，其中所述艇体外侧直壁21a是与艇体中心线51平行的垂直平面。

前述的直壁滑道式尖舭滑行艇艇型，其中所述点K4在艇体设计水线52的下方，到艇体中心线51的距离c＝(0.2～0.5)B、到艇体设计水线52的高度h1＝T-c·tanβ1；所述点K9在艇体设计水线52的下方，到艇体中心线51的距离f＝(0.9～1.1)c、到艇体设计水线52的高度h3＝T-f·tanβ2。

前述的直壁滑道式尖舭滑行艇艇型，其中所述点K3在点K4的上方且到点K4的高度h2＝(0～h1/4)，所述点K3在点K4的外侧且到点K4的横向距离d＝(0～(B-c)/5)；所述点K8在点K9的上方且到点K9的高度等于h2，所述点K8在点K9的外侧且到点K9的横向距离等于d。

前述的直壁滑道式尖舭滑行艇艇型，其中所述点K5在艇体设计水线52下方且到艇体设计水线52的高度h≤h1，所述点K5在点K4的内侧且到点K4的横向距离e＝(0～c/3)；所述点K10在艇体设计水线52下方且到艇体设计水线52的高度h4≤h3，所述点K10在点K9的内侧且到点K9的横向距离等于e；所述点K14到设计水线52的高度T2＝(1.5～3.5)T1、到艇体中心线51的距离g＝(0.7～0.9)B、到点K5的纵向水平距离大于L。

前述的直壁滑道式尖舭滑行艇艇型，其中所述艉底斜升角β1是连接点K2、K4的直线与水平面的夹角，取值范围：25°≤β1≤35°；所述舯底斜升角β2是连接点K7、K9的直线与水平面的夹角，取值范围：β1≤β2≤50°。

本发明在滑行状态航行时，艇体外侧兴波和飞沫大幅度减小，大部分兴波和飞沫的水流伴同大量空气从滑道内流过并被加速从滑道艉部高速流出，此时部分兴波和飞沫的能量被滑道回收(相当于消波减沫)与空气气流一道在滑道内转换为对艇体的动升力，减小了(5～15)％的兴波和飞沫阻力，提高了航速，滑行速度越高减阻效果越好，同时艇体处于三支点滑行状态增加了艇体运动状态的稳定性和适航性，操纵性、适航性及耐波性得到大幅度提高，较传统滑行艇可提高(1～2)级海况使用。

本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。

附图说明

图1是本发明的侧视图，左端为艇艉，右端为艇艏；

图2是本发明的俯视图，由于对称性，图示为艇体左舷部分；

图3是本发明的横剖面图，由于对称性，A—A剖面(艉横剖面)图示在艇体中心线51的左边；B—B剖面(舯横剖面)图示在艇体中心线51的右边。

图4是本发明的横剖面图，由于对称性，C—C剖面(艏横剖面)图示在艇艇体中心线51的右边。

图中：艇体中心线51、艇体设计水线52、艇体基准线53；

折角线长度L为外折角线12在侧视图或俯视图中的纵向投影长度；

尺寸线B为艇型宽的半宽值；

尺寸线T是艇体设计吃水，为艇体设计水线52到艇体基准线53的距离。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

图1中画出艇体基准线53和艇体设计水线52；图2、图3、图4中均画出艇体中心线51。

图1中，在艇体基准线53上从艉至艏依次取点K2、K7、K11，在设计水线52的上方取点K13，使点K13到点K2的水平纵向距离等于L，使点K13到艇体设计水线52的距离T1＝(0.2～0.5)T。图2中，所述点K2、K7、K11、K13到艇体中心线51的距离；依次连接点K2、K7、K11、K13即得直壁轮廓线11，直壁轮廓线11的K2K7K11段为直线、K11K13段为曲线。直壁轮廓线11是与艇体中心线51平行的光顺的平面样条曲线，点K2是直壁轮廓线11的艉端点；点K7是直壁轮廓线11的舯点。

图1中，在设计水线52的下方及点K2的垂直上方取点K4，其到艇体设计水线52的高度h1＝T-ctanβ1，在设计水线52的下方及点K7的垂直上方取点K9，其到艇体设计水线52的高度h3＝T-ftanβ2。图2中，所述点K4到艇体中心线51的距离c＝(0.2～0.5)B，点K9到艇体中心线51的距离f＝(0.9～1.1)c；顺序连接K4、K9、K13即得外折角线12，所述外折角线12是一条光顺的空间样条曲线，所述外折角线12的K4K9段为直线，K9K13段为曲线，所述点K4是外折角线12的艉端点，所述点K9是外折角线12的舯点。

图1中，在点K4的垂直上方取点K3，其到点K4的高度h2＝(0～h1/4)；在点K9的垂直上方取点K8，其到点K9的高度等于h2；图2中，所述点K3在点K4的外侧且到点K4的距离d＝(0～(B-c)/5)，所述点K8在点K9的外侧且到点K9的距离等于d；顺序连接K3、K8、K13即得内折角线13；所述内折角线13是一条光顺的空间样条曲线，所述内折角线13的K3K8段为直线、K8K13段为曲线；所述点K4是内折角线13的艉端点，所述点K9是内折角线13的舯点。

图1中，在艇体设计水线52的下方及点K4的垂直上方取点K5，所述点K5到艇体设计水线52的高度h≤h1，在艇体设计水线52的下方及点K8的垂直上方取点K10，所述点K10到艇体设计水线52的高度h4≤h3，在艏柱线11a上取点K14，其到艇体设计水线52的高度T2＝(1.5～3.5)T1；图2中，所述点K5在点K4的内侧且到点K4的距离e＝(0～c/3)，所述点K10在点K9的内侧且到点K9的距离所述点K14到艇体中心线51的距离g＝(0.7～0.9)B；顺序连接K5、K10、K14即得滑道轮廓线14；所述滑道轮廓线14是一条光顺的空间样条曲线，滑道轮廓线14的K5K10段为直线、K10K16段为曲线。点K5是滑道轮廓线14的艉端点，所述点K10是滑道轮廓线14的舯点，所述点K14是滑道轮廓线14的艏端点。

图1中，在点K2的正上方取点K1，在点K7的正上方取点K6，在点K13的正上方取点K12，向艇艏方向取点K15，所述点K15到点K1的纵向水平距离是艇体型长，顺序连接点K1、K6、K12、K15即得上边界线15；所述上边界线15的段为与艇体中心线51平行的平面曲线且到艇体中心线51的距离等于B、其K12K15段为空间曲线；所述上边界线15是一条光顺的空间样条曲线，所述点K15在艇体中心线51上,所述点K1、K6、K12、K15到艇体基准线53的高度由设计者确定。

图1、图2中顺序连接点K13、K14、K15即得艏柱线11a,适当调整点K14的位置使其与上边界线15有良好的过渡关系；

图3中，所述艉横剖面线31a是连接点K2、K3、K4、K5而成的连续折曲线；所述艉滑道顶线31b是连接点K5、K5而成的曲线；所述艉底斜升角是连接点K2、K4的直线与水平面的夹角，在水平面上为正，其取值范围：25°≤β1≤35°。

图3中，所述舯横剖面线32a是连接点K7、K8、K9、K10而成的连续折曲线；所述舯滑道顶线32b是连接点K10、K10而成的曲线；所述舯底斜升角是连接点K7、K9的直线与水平面的夹角，在水平面上为正，取值范围：β1≤β2≤50°。

图4中，所述艏滑道顶线33b是连接点K14、K14而成的曲线。

为确保所述艇体内侧曲面21b和所述滑道顶25的三维光顺性须增加若干横剖面线、若干纵剖面线和若干水线面线，其数目按设计需要而定。调整各线条光顺性及协调性，使得生成的艇体内侧曲面21b和滑道顶25的三维光顺性达到满意的状态，同时要确保设计水线53下的艇体排水量和浮心位置满足设计要求。

图1～图4中所示为直壁滑道式尖舭滑行艇艇型的空间曲线、平面曲线、横剖线的形状和数量及控制角，仅作为非限制性说明给出。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims

1.一种直壁滑道式尖舭滑行艇艇型，其艇体是由左右对称的两个直壁侧体(21)、滑道顶(25)、滑道(42)组成；所述直壁侧体(21)由艇体外侧直壁(21a)和艇体内侧曲面(21b)组成；艇体外侧直壁(21a)由上边界线(15)、直壁轮廓线(11)和折角线长度L组合生成；艇体内侧曲面(21b)由直壁轮廓线(11)、内折角线(13)、外折角线(12)、滑道轮廓线(14)、艉横剖面线(31a)、艉底斜升角β1、舯横剖面线(32a)和舯底斜升角β2组合生成；所述滑道顶(25)由滑道轮廓线(14)、艉滑道顶线(31b)、舯滑道顶线(32b)和艏滑道顶线(33b)组合生成；所述滑道(42)由艇体内侧曲面(21b)、滑道顶(25)所围成；其特征在于，直壁轮廓线(11)是从艉至艏依次连接点K2、K7、K11、K13而得的平行于艇体中心线(51)的光顺的平面样条曲线，点K2、K7、K11在艇体设计水线(52)下方且到艇体设计水线(52)的高度等于艇体设计吃水T，点K7到点K2的纵向距离等于0.5L，点K11到点K2的纵向距离为(0.7～0.9)L，点K13在艇体设计水线(52)的上方到艇体设计水线(52)的垂直高度T1＝(0.2～0.5)T、到点K2的纵向距离等于L，所述点K2、K7、K11、K13到艇体中心线(51)的横向距离B＝L/(8～16)，点K2、K7分别为直壁轮廓线(11)的艉端点和舯点，所述直壁轮廓线(11)的K2K7K11段为直线、K11K13段为曲线；所述外折角线(12)是顺序连接K4、K9、K13而得的光顺的空间样条曲线，所述点K4、K9分别为外折角线(12)的艉端点和舯点，所述外折角线(12)的K4K9段为直线、K9K13段为曲线；所述内折角线(13)是顺序连接K3、K8、K13而得的光顺的空间样条曲线，所述点K3、K8分别为内折角线(13)的艉端点和舯点，所述内折角线(13)的K3K8段为直线、K8K13段为曲线；所述滑道轮廓线(14)是顺序连接K5、K10、K14而得的光顺的空间样条曲线，所述点K5、K10、K14分别为滑道轮廓线(14)的艉端点、舯点和艏端点，所述滑道轮廓线(14)的K5K10段为直线、K10K16段为曲线；所述点K4在艇体设计水线(52)的下方，到艇体中心线(51)的距离c＝(0.2～0.5)B、到艇体设计水线(52)的高度h1＝T-c·tanβ1；所述点K9在艇体设计水线(52)的下方，到艇体中心线(51)的距离f＝(0.9～1.1)c、到艇体设计水线(52)的高度h3＝T-f·tanβ2；所述点K3在点K4的上方且到点K4的高度h2＝(0～h1/4)，所述点K3在点K4的外侧且到点K4的横向距离d＝(0～(B-c)/5)；所述点K8在点K9的上方且到点K9的高度等于h2，所述点K8在点K9的外侧且到点K9的横向距离等于d；所述点K5在艇体设计水线(52)下方且到艇体设计水线(52)的高度h≤h1，所述点K5在点K4的内侧且到点K4的横向距离e＝(0～c/3)；所述点K10在艇体设计水线(52)下方且到艇体设计水线(52)的高度h4≤h3，所述点K10在点K9的内侧且到点K9的横向距离等于e；所述点K14到设计水线(52)的高度T2＝(1.5～3.5)T1、到艇体中心线(51)的距离g＝(0.7～0.9)B、到点K5的纵向水平距离大于L；所述艉底斜升角β₁是连接点K₂、K₄的直线与水平面的夹角，取值范围：25°≤β₁≤35°；所述舯底斜升角β₂是连接点K₇、K₉的直线与水平面的夹角，取值范围：β₁≤β₂≤50°；折角线长度L为外折角线(12)在侧视图或俯视图中的纵向投影长度。

2.根据权利要求1所述的直壁滑道式尖舭滑行艇艇型，其特征在于，所述艇体外侧直壁(21a)是与艇体中心线(51)平行的垂直平面。