CN105711790A - 一种空气艇 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空气艇，包括船体，船体的船舱中设置有上装支架，动力装置安装在上装支架上，所述船体甲板前倾，呈前低后高状，所述动力装置位于船体后1/3位置，船体入水后甲板自然呈水平状态，所述动力装置的转轴轴心与船底平面平行。所述船体的船底与两侧贴附有超高分子PE板，超高分子PE板与船体采用沉头自攻螺钉和密封胶进行连接固定。本发明提高了空气艇的动力性能，增大了船体载重能力，降低了船体在复杂环境下的行进阻力。

Description

一种空气艇

技术领域

本发明涉及一种空气艇，可以用于复杂水域应急救援。

背景技术

目前，空气艇作为在特殊水域行驶的交通工具，在国外已广泛使用，在我国由于技术限制，空气艇仍处于研制开发阶段。

在我国，面对复杂的冰雪水域、泥沙滩涂、植被丛生的沼泽湿地、不足半米的浅水水域、特别是洪涝灾害地区的复杂水域救援，冲锋舟或者橡皮艇根本无法顺畅自如地驶入，现有的救援装备由于技术限制也无法达到使用目的，因此，面对复杂水灾，救援力量得不到充分的发挥，贻误了战机，甚至危及施救人员和被救灾民的生命安全。

在中国实用新型专利“动力帆抢险救援艇”（专利号：200920279384.X）中公开了一种空气艇，包括船体，船体的船舱中设置有发动机支架，发动机和螺旋桨安装在发动机支架上。船体吃水线以下没有任何部件，可以在水面飘满杂物的区域航行，也可以在浅水、冰雪、沼泽、滩涂地带行驶。

由于复杂水域救援的特殊性，目前空气艇在实际应用于救援中仍存在以下缺陷：1、载重与动力性相矛盾；2、船体吃水深、推水前行阻力大；3、上装结构架复杂质量大；4、发动机使用及维护不便；5、转向不灵活；6、船体与泥沙路面接触时磨损严重，摩擦阻力大；面对复杂水域救援难度大的问题，迫切需要新型救援空气艇来满足社会需要。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种空气艇，对船体和载重进行了改进设计，提高了空气艇的动力性能，增大了船体载重能力，降低了船体在复杂环境下的行进阻力。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种空气艇，包括船体，船体的船舱中设置有上装支架，动力装置安装在上装支架上，所述船体甲板前倾，呈前低后高状，所述动力装置位于船体后1/3位置，船体入水后甲板自然呈水平状态，所述动力装置的转轴轴心与船底平面平行。

进一步，所述动力装置的转轴轴心距离船底平面1690mm，所述动力装置设置有发动机和螺旋桨，所述螺旋桨的桨心与船尾的水平距离为320mm。

进一步，所述船体的船头顶面距离船底平面530mm，船尾顶面距离船底平面680mm。

进一步，所述船体的船底为平面与曲面自然过渡衔接，船头底部为曲面，船头底部最前端切线与船底平面呈15度夹角。

进一步，所述动力装置设置有水箱散热器，水箱散热器设置在上装支架上，位于所述螺旋桨的背面，依靠螺旋桨的背面进风加速散热。

进一步，所述船体的船底与两侧贴附有超高分子PE板，超高分子PE板与船体采用沉头自攻螺钉和密封胶进行连接固定。

进一步，所述船体的船头设置有高出甲板的船艏，船艏底部为曲面，与船头底部曲面衔接。

进一步，所述船艏最高点距离船底平面845mm，船艏上设置有灯具。

进一步，所述动力装置通过前部固定装置和机脚减震装置安装在上装支架上；所述前部固定装置包括连接板、连接螺栓和连接套，所述连接板与连接套之间可转动；所述机脚减震装置包括几字形减震垫。

进一步，所述船体采用镁铝合金，船舱内部船底上间断焊接有若干根T型纵筋。

采用上述结构设置的空气艇具有以下优点：

①船体与发动机匹配得当，航行阻力小，载重能力强，载重300kg，时速可达70km/h。

②空气艇稳性高，可在4m半径内实现360°急速旋转。

③采用大功率汽车发动机，比航空发动机在性价比上有很大优势，维护维修方便，可靠性极高。

④船底采用镁铝合金与超高分子PE板结合的形式，自润滑性好，摩擦阻力小，强度高，磨损度小，方便拖拽及硬质地面滑行。

⑤上装支架，结构简单，强度高，与船体采用螺栓连接的方式，方便加工及维护。

⑥发动机采用水冷风冷方式，水箱散热器置于船艉发动机的下部，毗邻螺旋桨并置于螺旋桨进气范围内，充分利用风冷条件散热，有效利用能源。

⑦挡水船艏的设计可防止水流进入前甲板舱体，在芦苇荡及草地上航行时，船艏还可以压草，降低空气艇的行驶阻力。

附图说明

图1为本发明空气艇的主视图；

图2为本发明空气艇的俯视图；

图3为本发明空气艇的动力系统与船体连接示意图；

图4为本发明空气艇的动力系统与船体连接示意图；

图5为本发明空气艇所采用上装支架的主视图；

图6为本发明空气艇所采用上装支架的俯视图；

图7为本发明空气艇所采用船体（不含船艏）的主视图；

图8为本发明空气艇所采用船体（不含船艏）的俯视图；

图9为本发明空气艇所采用船艏的侧面尺寸视图；

图10为本发明空气艇的动力系统与上装支架的连接示意图；

图11为本发明空气艇的动力系统的机脚减震装置示意图；

图12为本发明空气艇的动力系统的前部固定装置示意图。

图中：1.船艏；2.船体；2-1.船体本体；2-2.箱门；2-3.挂钩；2-4.船侧甲板；3.超高分子PE板；４.上装支架；４-1.底座；４-2.乘客座椅支架；４-3.主支架；４-4.驾驶员座椅支架；４-5.动力系统支架；４-6.水箱散热器挂架；５.油门踏板；６.操控舵杆；７.发动机；7-1.前部固定装置；7-1-1.连接板；7-1-2.连接螺栓；7-1-3.连接套；7-2.机脚减震装置；８.防护笼；９.转向舵板；10.水箱散热器；11.螺旋桨；12.前甲板；13.储物箱；14.探照灯箱；15.操控箱；16.驾驶员座椅；17.T型纵筋；18.乘客座椅；19.操控拉线；20.灯具。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达到预定技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图和较佳实施例，对本发明的结构、特征以及功效详细说明如下。

如图1、图2、图3、图4所示为本发明的一个实施例，该实施例中的空气艇，包括船体2，船体2的船舱中设置有上装支架4，动力装置安装在上装支架4上，船体2甲板前倾，呈前低后高状，动力装置位于船体后1/3位置，船体2入水后甲板自然呈水平状态，动力装置的转轴轴心与船底平面平行。

如图3、图4所示，动力装置的转轴轴心距离船底平面1690mm，动力装置设置有发动机7和螺旋桨11，螺旋桨11的桨心与船尾的水平距离为320mm。此时螺旋桨11转动产生的竖直向下方向的分力与水体对船体首部产生的浮力相抵，经过实验验证此状态两者产生的反作用力最小，螺旋桨11转动产生的水平推力最大。经过实验验证空气艇在此状态时机动性、平稳性能最好。

如图7所示，船体2的船头顶面距离船底平面530mm，船尾顶面距离船底平面680mm。此种结构设计是基于整船重心位置考虑，整船重心位置在船尾的1/3处，为保证船体入水后甲板面与水面平行，所以将船体设计为前低后高的状态。

船体2前部1/3部分设有通体船舱，可以放置救生救援用品。并设有探照灯箱，探照灯的使用不妨碍其他设备。前舱顶板为前甲板，可以在救援过程中安置骨骼受伤的伤员。

如图7所示，船体2的船底为平面与曲面自然过渡衔接，船头底部为曲面，船头底部最前端切线与船底平面呈15度夹角。此种起弧结构大大降低了船体在水中行驶时的前进阻力，平底的镁铝合金船底很大程度提高了船体的稳定性，此种船体可以达到4m半径内360°急速转弯。

动力装置设置有水箱散热器10，水箱散热器10设置在上装支架4上，位于螺旋桨11的背面，依靠螺旋桨11的背面进风加速散热。

如图1所示，船体2的船底与两侧贴附有超高分子PE板3，超高分子PE板3与船体2采用沉头自攻螺钉和密封胶进行连接固定。超高分子PE板具有超强的耐磨性能、自润滑性，高强度性、稳定化学性和抗老化性。其与镁铝合金板采用胶粘与螺纹连接结合的方式，此种连接方式结合力强，密封性好，便于维护维修。超高分子PE板除了具有上述特点外还具有密度低的特点，其密度接近但小于淡水的密度，因此相对同体积的其他聚合物材料超高分子PE板可大大降低船体重量。超高分子PE板与镁铝合金结合作为空气艇的船底，船侧也贴附有超高分子PE板，二者采用十字沉头自攻螺钉配合密封胶进行连接，极大程度上提高了船体的安全稳定性、同时减少了重量上带来的前进阻力。另外如船底破损严重，PE板船底还可拆卸更换。

船体2的船头设置有高出甲板的船艏1，船艏1底部为曲面，与船头底部曲面衔接。船艏1最高点距离船底平面845mm，船艏上设置有灯具20。特殊结构设计的船艏安置在空气艇的前端，其与船体起弧部分自然过度，船艏距水平地面的高度为845mm，此种设计大大降低了船在行进过程中的行驶阻力，船艏俯视为矩形轮廓，此种结构便于船艏结构与船体的连接。由于其高度高于船体，因此行进过程中可以阻挡水流进入船体，在植被丛生的复杂水域行驶时，还起到压物行驶的功能。灯具20可以作为预警显示灯或照明灯使用。

动力装置通过机脚减震装置安装在上装支架4上。如图10、图11、图12所示，发动机7与动力系统支架４-5的连接机构包括前部固定装置7-1和机脚减震装置7-2，前部固定装置7-1包括连接板7-1-1、连接螺栓7-1-2和连接套7-1-3。连接板7-1-1与连接套7-1-3之间是可以转动的，能够让发动机7自适应最佳固定位置。连接板7-1-1上也要设置橡胶减震垫。

机脚减震装置7-2包括一个几字形的减震垫，减震垫中设置有螺纹槽，与发动机7机脚螺纹连接，减震垫两侧是连接孔，通过螺栓连接到动力系统支架４-5上。该减震垫中部相当于是悬空的，减震效果很好。

船体2采用镁铝合金，船舱内部船底上间断焊接有若干根T型纵筋17。

本空气艇采用单层平底式镁铝合金船底，配合通长间断焊接的7根T型纵筋，T型筋材料选择的是40*40*4.0的铝镁合金T型材，每两根T型纵筋的间距为178mm，此距离的设计最大程度上提高了船体的整体使用强度，船体在此状态下不会出现应力集中及船体变形，另外T型筋在提高船体强度的同时，大大降低了船体底部的重量。而且上装支架可以直接采用螺纹连接的形式通过T型筋与船体连接。具体采用立板和立板螺栓连接结构，强度高，连接稳定性好。

综上所述，本发明具有以下优点：

船体2采用镁铝合金氩弧焊接工艺制成，船型俯视近似长梯形，前窄后宽，船底为平面与曲面自然过渡，起弧处为船体前1/3处，此种结构大大降低了船体在水中行驶时的前进阻力，船艏部压水前行，较目前空气艇的推水前行有了很大改善，在芦苇荡、草地、沼泽等杂草密集区，船艏1还起到压草作用，提高了船体2在复杂水体中的行驶速度。

船体2内部船底上间断焊接有7根T型纵筋17，此种结构解决了双底铝合金船体质量大，强度低的缺陷，更可以方便与上装的连接固定，有利于上装的安装拆卸。船底采用美铝合金与超高分子PE板结合的方式，超高分子PE板置于最底层，此种材料具有抗冲击性强，自润滑性好，耐腐蚀耐磨损，空气艇可以实现硬质路面及复杂水路航行。

空气艇动力装置置于船体上部，上高位的动力装置与超高抗冲击强度的船底结合，使得空气艇可以在沼泽、湿地、浅水、滩涂、以及冰水、冰雪界面等多种复杂地形使用。驾乘座椅采用高位设计，驾驶员座椅位于左后位置，较高的视野便于观察水况及实施救援。油门踏板位于驾驶员右脚位置，通过控制油门踏板控制输出油供给量来控制空气艇的航速。操纵舵杆位于驾驶员的左手位，前档位为右转向，后档位为左转向，通过操纵舵杆改变船尾舵板的偏转力矩来控制空气艇的方向，特制的操纵拉线及连接舵板的滑动轴承使空气艇的转向能力大大提高。

采用汽车发动机作为引擎动力源，汽车发动机安全性极高，技术成熟，使用及维修便利。发动机待速转速可达1000-1500r/min，最大额定转速为6000r/min，采用的宽叶面大推力螺旋桨，在2600r/min时扭矩最大，由于此螺旋桨自身转速不能超过3000r/min，采用特制的2.3：1定比减速器很好的解决了效能匹配问题。空气艇水面航行的最高时速可达70km/h。

防护笼8设有活动窗门，方便动力装置的保养维护。防护网8-3罩阻隔外部杂物进入动力装置内部，保护螺旋桨同时也阻止螺旋桨转动时可能产生的危险。

船缘四周嵌有LED灯带，起到示廓作用，船体2前部甲板设计有探照灯箱，方便探照灯的收放。船体操控箱15配有指示灯，方便夜航。防护笼顶部配备预警显示灯，顶部两侧配备氙气大灯，起到自身照明和短距离前进照明的作用。

空气艇由“专用拖车”配合牵引越野车运抵救援现场，三者配合构成完整的产品形态。

上面所述只是为了说明本发明，应该理解为本发明并不局限于以上实施例，符合本发明思想的各种变通形式均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空气艇，包括船体，船体的船舱中设置有上装支架，动力装置安装在上装支架上，其特征在于，所述船体甲板前倾，呈前低后高状，所述动力装置位于船体后1/3位置，船体入水后甲板自然呈水平状态，所述动力装置的转轴轴心与船底平面平行。

2.如权利要求1所述的空气艇，其特征在于，所述动力装置的转轴轴心距离船底平面1690mm，所述动力装置设置有发动机和螺旋桨，所述螺旋桨的桨心与船尾的水平距离为320mm。

3.如权利要求1所述的空气艇，其特征在于，所述船体的船头顶面距离船底平面530mm，船尾顶面距离船底平面680mm。

4.如权利要求1所述的空气艇，其特征在于，所述船体的船底为平面与曲面自然过渡衔接，船头底部为曲面，船头底部最前端切线与船底平面呈15度夹角。

5.如权利要求2所述的空气艇，其特征在于，所述动力装置设置有水箱散热器，水箱散热器设置在上装支架上，位于所述螺旋桨的背面，依靠螺旋桨的背面进风加速散热。

6.如权利要求1所述的空气艇，其特征在于，所述船体的船底与两侧贴附有超高分子PE板，超高分子PE板与船体采用沉头自攻螺钉和密封胶进行连接固定。

7.如权利要求1所述的空气艇，其特征在于，所述船体的船头设置有高出甲板的船艏，船艏底部为曲面，与船头底部曲面衔接。

8.如权利要求7所述的空气艇，其特征在于，所述船艏最高点距离船底平面845mm，船艏上设置有灯具。

9.如权利要求1所述的空气艇，其特征在于，所述动力装置通过前部固定装置和机脚减震装置安装在上装支架上；所述前部固定装置包括连接板、连接螺栓和连接套，所述连接板与连接套之间可转动；所述机脚减震装置包括几字形减震垫。

10.如权利要求1所述的空气艇，其特征在于，所述船体采用镁铝合金，船舱内部船底上间断焊接有若干根T型纵筋。