CN106080958A - 具有反向断级的倒v型槽道滑行艇 - Google Patents

具有反向断级的倒v型槽道滑行艇 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种具有反向断级的倒V型槽道滑行艇，艇体由左右对称的两个侧片体以及中央槽道所组成，所述侧片体最低点位于舭部外折角线处，且外折角线以外为近似直壁的舷侧壁面，折角线以内为艇底滑行面，所述艇体底部的滑行面是横向斜升型，在艇体底部的内折角线处设有纵向上贯穿全艇的引气槽，所述艇体底部、在中央槽道的两侧对称设置有断级，每个断级后均设置有凹槽，且断级始于引气槽，并向艇艉方向延伸至舭部。本发明在航行过程中能够充分利用冲压空气进行减阻和支撑艇重，并具有较小兴波和飞溅，使得航速较常规槽道滑行艇有了大幅提高。

Description

具有反向断级的倒V型槽道滑行艇
技术领域
本发明涉及一种滑行艇艇型，尤其涉及一种有极小兴波与喷溅、正常航行时处于高速滑行艇状态的具有反向断级的倒V型槽道滑行艇。
背景技术
高速滑行艇以其快速、机动、灵活的特点在军事和民用方面都有着较为广泛的应用。一般的高速滑行艇，即单体滑行艇主要以水动升力支撑艇重，槽道滑行艇则充分利用槽道的空气动力学特征，来产生较为可观的气动升力，因而具有优异的快速性能。同时在稳性、以及内部布置空间上也要优于单体滑行艇。
对于常规的槽道滑行艇艇来说，槽道顶部亦为滑行面，并且通常采用与艇底滑行面类似的V型，航行时的阻力主要来自于滑行面的摩擦阻力以及侧片体两侧兴波和飞溅所导致的压差阻力。由于底部滑行面通常采用向外侧逐渐升高的横向斜升型，大部分的兴波和飞溅均出现在艇体外侧。近些年来所出现的M型槽道滑行艇由一个相对宽大的中央主艇体和两侧细长的侧片体所构成，在航行过程中侧片体产生的兴波极少，而主艇体产生的兴波大部分被槽道所吸收，结合由冲压作用进入槽道内部的空气，为槽道提供气(水)动升力，使得主体部分兴波波能得到回收，进而使总阻力得以减小。因此，对槽道滑行艇向艇体外侧的兴波进行屏蔽，并将不可避免的兴波加以回收利用，对提升槽道滑行艇的航行性能有着十分重要的影响。
而为了提升滑行艇的阻力性能，通常会在艇底设置断级，断级使滑行面出现不连续的阶梯形状。在水流流经断级时会与艇底脱离，并在断级后部形成一低压空穴，空穴将艇体附近的空气吸入艇底，从而减少了艇底的浸湿面积，达到减阻的目的；同时断级也增大了每个滑行面的展弦比，从而提高滑行面的滑行效率。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种具有反向断级的倒V型槽道滑行艇，在航行过程中能够充分利用冲压空气进行减阻和支撑艇重，并具有较小兴波和飞溅，使得航速较常规槽道滑行艇有了大幅提高。
本发明的目的是这样实现的：艇体由左右对称的两个侧片体以及中央槽道所组成，所述侧片体最低点位于舭部外折角线处，且外折角线以外为近似直壁的舷侧壁面、外折角线以内为艇体底部的滑行面，且艇体底部的滑行面是横向斜升型，在艇体底部的内折角线处设有纵向上贯穿全艇的引气槽，所述艇体底部、在中央槽道的两侧沿斜向对称设置有断级，每个断级后均设置有凹槽，且断级始于引气槽，并向艇艉方向延伸至舭部。
本发明还包括这样一些结构特征：
1.每一侧的断级有两个，且两个断级与艇体尾封板的距离分别为70％和80％艇长、与艇体中纵剖面的夹角则分别为170°和172.5°；而所述凹槽的顶端与滑行面平行，凹槽的截面宽度与断级高度相同，凹槽的深度为断级高度的50％。
2.中央槽道由两侧的垂直壁面和圆弧型顶部所构成，中央槽道的宽度为外折角线宽的30％，在纵向上中央槽道的槽道顶线由艇艏至艇舯逐渐降低、在艇舯之后则与基线平行。
3.艇体底部的滑行面的舯部斜升角为15°、艉部斜升角为13°。
4.所述引气槽的剖面是向艇体内侧凹陷的圆弧型，引气槽的宽度为3％～4％外折角线宽。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明是对常规槽道艇的进一步改进，艇底滑行面呈倒V型，使得主要的兴波与喷溅集中在艇体中央的槽道内，中央槽道以圆弧形式向上凹陷，有利于冲压空气进入形成气旋，并提供气动升力。断级后凹槽与槽道内空气相通，能将槽道前段的空气吸入艇底，形成气穴，以减少艇底浸湿面积并增大各滑行面的滑行效率。艇体外侧壁面近似直壁，航行过程中产生的兴波和飞溅较少；内侧滑行面的兴波和飞溅则被槽道吸收转化为槽道的动升力，并且在高速滑行时，槽道进入通气状态，将水动升力转化为气动升力的同时减少浸湿面积。以上改进措施使得本发明的整艇的阻力与常规槽道滑行艇相比有了明显的降低，相同航速下可有效降低主机能耗，有较好的节能减排效果。
附图说明
图1为具有反向断级的倒V型槽道滑行艇底部结构图；
图2为距艇艏3/4艇长的具有反向断级的倒V型槽道滑行艇剖面示意图；
图3为距艇艏1/2艇长的具有反向断级的倒V型槽道滑行艇剖面示意图；
图4为尾封板处具有反向断级的倒V型槽道滑行艇剖面示意图；
图5为具有反向断级的倒V型槽道滑行艇槽道顶线示意图；
图6为具有反向断级的倒V型槽道滑行艇断级处空气流动示意图；
图7为具有反向断级的倒V型槽道滑行艇槽道内流动示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例一：结合图1至图7，本发明由两个侧片体1以及连接两个侧片体的中央槽道7所构成。侧片体1采用非对称的艇体结构，侧片体1长宽比为11:1，侧片体1的最低点位于舭部外折角线2处，外折角线2外侧为近似直壁的舷侧结构，具体的说是外折角线的内侧为艇底滑行面、外侧则为近似直壁的舷侧结构，艇底滑行面向内侧逐渐抬升，类似于倒V型。整个侧片体的剖面形式呈倒三角形，艇底滑行面为横向斜升型。在艇底内折角线5处设有在纵向上贯穿全艇的引气槽9，槽道前段向甲板方向扩张，向艇艉部逐渐收缩，顶部采用圆弧过渡；引气槽9剖面形式为向艇体内侧凹陷的圆弧型，其宽度为3％～4％外折角线宽；引气槽可有效减少艇体产生的飞溅，并且有利于断级后空气的吸入。艇底设有带有凹槽的反向断级，艇底断级始于引气槽，并向艇艉方向延伸至舭部，本发明的断级延伸方向与常规断级艇相反，也即在艇底设有沿斜向分布的断级，每个断级后均设有凹槽6，凹槽的顶端与滑行面平行。
实施例二：基于上述实施例，本发明还可以是：每一侧的断级有两个，一断级3和二断级4，也即在艇底设置带有凹槽结构的双断级，断级采用反向布置。其中一断级3前端始于距尾封板80％艇长处，与中纵剖面夹角为170°；二断级4前端始于距尾封板70％艇长处，与中纵剖面夹角为172.5°。在断级后设有的凹槽6的深度为断级高度的50％，断级高度为1.5％的外折角线宽，凹槽顶端截面宽度与断级高度相同。在高速航行时，来流越过断级后将与艇底滑行面脱离，导致压力分布产生突变，并在断级后部形成低压区域；以一断级3为例，由于断级前段开槽处位于艇体舯前；因此当艇体前方空气经由槽道和引气槽进入艇底后，受断级后低压区的影响将被吸入凹槽6，并顺着一断级3的方向向艇艉流动；在此过程中空气持续进入断级后部，逐渐形成稳定的气穴覆盖于艇底，从而减少了艇底的浸湿面积。
实施例二：基于上述实施例，本发明还可以是：中央槽道7由两侧的垂直壁面和圆弧型顶部所构成，也即槽道两侧采用垂直壁面，顶部采用圆弧式结构过渡，顶部圆弧与两侧垂直壁面相切。槽道宽度为全艇外折角线宽的30％，在纵向上槽道顶线8由艇艏至艇舯逐渐降低，在艇舯之后则与基线平行，也即其后段为与基线平行的直线，平直段长度为艇长的40％～50％。在静止时，在平直段槽道顶线8位于满载吃水水线14之上。在高速航行时，艇体前方空气11在冲压作用下进入槽道内部，受到槽道内兴波波面13的挤压，并在槽道7圆弧型顶部的牵引下，形成气旋12，覆盖于兴波波面13与槽道7之间，在减少槽道内浸湿面积的同时吸收了兴波的能量转化为气动升力作用于艇体。
实施例三：基于上述实施例，本发明还可以是：艇体底部的滑行面的舯部斜升角为15°，艉部斜升角为13°。
实施例四：基于上述实施例，本发明还可以是：所述引气槽的剖面是向艇体内侧凹陷的圆弧型，也即引气槽为一剖面形式为圆弧的凹槽，在纵向上贯穿全艇，并在断级处断开，引气槽的最大宽度为3％～4％外折角线宽。

Claims (9)

1.具有反向断级的倒V型槽道滑行艇，艇体由左右对称的两个侧片体以及中央槽道所组成，其特征在于：所述侧片体最低点位于舭部外折角线处，且外折角线以外为近似直壁的舷侧壁面、外折角线以内为艇体底部的滑行面，且艇体底部的滑行面是横向斜升型，在艇体底部的内折角线处设有纵向上贯穿全艇的引气槽，所述艇体底部、在中央槽道的两侧沿斜向对称设置有断级，每个断级后均设置有凹槽，且断级始于引气槽，并向艇艉方向延伸至舭部。
2.根据权利要求1所述的具有反向断级的倒V型槽道滑行艇，其特征在于：每一侧的断级有两个，且两个断级与艇体尾封板的距离分别为70％和80％艇长、与艇体中纵剖面的夹角则分别为170°和172.5°；而所述凹槽的顶端与滑行面平行，凹槽的截面宽度与断级高度相同，凹槽的深度为断级高度的50％。
3.根据权利要求1或2所述的具有反向断级的倒V型槽道滑行艇，其特征在于：中央槽道由两侧的垂直壁面和圆弧型顶部所构成，中央槽道的宽度为外折角线宽的30％，在纵向上中央槽道的槽道顶线由艇艏至艇舯逐渐降低、在艇舯之后则与基线平行。
4.根据权利要求1或2所述的具有反向断级的倒V型槽道滑行艇，其特征在于：艇体底部的滑行面的舯部斜升角为15°、艉部斜升角为13°。
5.根据权利要求3所述的具有反向断级的倒V型槽道滑行艇，其特征在于：艇体底部的滑行面的舯部斜升角为15°、艉部斜升角为13°。
6.根据权利要求1或2所述的具有反向断级的倒V型槽道滑行艇，其特征在于：所述引气槽的剖面是向艇体内侧凹陷的圆弧型，引气槽的宽度为3％～4％外折角线宽。
7.根据权利要求3所述的具有反向断级的倒V型槽道滑行艇，其特征在于：所述引气槽的剖面是向艇体内侧凹陷的圆弧型，引气槽的宽度为3％～4％外折角线宽。
8.根据权利要求4所述的具有反向断级的倒V型槽道滑行艇，其特征在于：所述引气槽的剖面是向艇体内侧凹陷的圆弧型，引气槽的宽度为3％～4％外折角线宽。
9.根据权利要求5所述的具有反向断级的倒V型槽道滑行艇，其特征在于：所述引气槽的剖面是向艇体内侧凹陷的圆弧型，引气槽的宽度为3％～4％外折角线宽。
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