CN106081038A - 一种双发双桨空气艇 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双发双桨空气艇，所述空气艇包括船体、发动机系统、减速器组、推进器系统、转向系统和控制系统；其中，所述船体的上甲板前倾，呈前低后高状，所述发动机系统位于船体后1/3位置，其包括两台发动机；所述发动机系统通过所述减速器组与所述推进器系统连接，由发动机系统驱动推进器系统；所述转向系统为垂直设置在船艉的方向舵，所述方向舵通过手柄控制助力装置与所述控制系统中的手柄或方向盘连接，船体入水后甲板自然呈水平状态，所述推进器系统的驱动轴轴心与水平面平行。本发明的空气艇适用性广、除具有一般冲锋舟及小型游艇的全部功能和性能外，还具有普通船只没有的通行能力。

Description

一种双发双桨空气艇

技术领域

本发明涉及一种双发双桨空气艇。

背景技术

目前，双发双桨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，双发双桨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。

在中国发明专利“动力帆抢险救援艇”(专利号：200920279384.X)中公开了一种双发双桨空气艇，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。

申请人与2016年1月27日申请了申请号为：201610054411.8的专利，该专利为单发单桨结构，其结构轻巧、动力强劲、稳定灵活，但要作为使用设备，却有着船体偏小装载能力低，核心部件完全依赖进口且供货不稳定，设计简单易被仿制等缺点。

由于复杂水域救援的特殊性，目前的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双发双桨空气艇， 该空气艇适用性广、除具有一般冲锋舟及小型游艇的全部功能和性能外，还具有普通船只没有的通行能力。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种双发双桨空气艇，所述空气艇包括船体、发动机系统、减速器组、推进器系统、转向系统和控制系统；其中，所述船体的上甲板前倾，呈前低后高状，所述发动机系统位于船体后1/3位置，其包括两台发动机；所述发动机系统通过所述减速器组与所述推进器系统连接，由发动机系统驱动推进器系统；所述转向系统为垂直设置在船艉的方向舵，所述方向舵通过手柄控制助力装置与所述控制系统中的手柄或方向盘连接，船体入水后甲板自然呈水平状态，所述推进器系统的驱动轴轴心与水平面平行。

进一步，所述船体分上下两部分，船底为5083合金铝焊接成型，船底的底部成倒置的“凹”字型；船艏与船底呈相切弧形上扬；船身两侧干舷有外倾角，侧舷内侧焊接若干条T型铝材加强筋。

进一步，所述发动机系统设置在金属制成的舱罩内，两台发动机纵向左右对称设置在船体的中轴线两侧；两台发动机安装在一套支架上，支架与船底螺栓连接；两台发动机共用一只加速踏板，且转速同步，两台发动机各自拥有独立的启动供电系统、供油系统、散热系统及监控系统，共用一组油箱。

进一步，所述减速器组包括两套减速器，减速器采用分体结构，每套减速器对应一台发动机，所述减速器的输入同步齿轮与发动机的输出轴直接连接，减速器的输出同步齿轮与所述推进器系统上的螺旋桨输入轴连接，两只同步齿轮通过同步齿形带连接传递动力，所述减速器的外侧设置有减速器罩。

进一步，所述发动机通过发动机支架与所述船体的船底连接，且二者的连接处设置有减震机脚垫；所述发动机的燃料箱设置在发动机下方的发动机支架上。

进一步，所述推进器系统包括两组推进器，所述推进器由支撑框架、驱动轴、螺旋桨以及导流罩组成；所述螺旋桨桨叶的角度可调，通过改变螺旋桨桨叶的倾角，进而改变推力的方向与大小。

进一步，所述桨叶的倾角调整幅度在-5°～+15°之间；中间位置，即0°为怠速档；正向倾角定位到10°和15°两档，10°为正常前进挡，15°为高速档； 反向倾角定位在-5°，在不改变螺旋桨旋转方向的情况下，改变推力方向，使空气艇做减速和倒车机动。

进一步，所述转向系统为拉线控制的垂直设置在船艉的方向舵；所述方向舵共设3块舵板，左右两块舵板设在在推进器中心纵轴线处，中间一块在船体中央轴线处，通过两组拉线及舵板间的拉杆同步转动，左右最大摆动角各50°。

进一步，所述控制系统包括设置在驾驶台上的若干个控制按钮、控制两台发动机的电子油门踏板和方向盘。

进一步，所述船体内在船艏和船艉安装有两个可充气式气囊；所述船体分为前储物舱、中部乘员舱和后部发动机舱，所述中部乘员舱分为硬顶型、软顶型和敞开式。

采用上述结构设置的双发双桨空气艇具有以下优点：

本发明具有适用性广、除具有一般冲锋舟及小型游艇的全部功能和性能外，还具有普通船只没有的通行能力。

附图说明

图1为本发明硬顶型双发双桨空气艇的立体图；

图2为本发明硬顶型双发双桨空气艇的俯视图；

图3为本发明软顶型双发双桨空气艇的立体图；

图4为本发明软顶型双发双桨空气艇的俯视图；

图5为本发明敞开式双发双桨空气艇的立体图；

图6为本发明敞开式双发双桨空气艇的俯视图；

图7为本发明双发双桨空气艇的侧视图；

图8为本发明推进器系统的结构示意图；

图9为本发明推进器系统、发动机系统和船体的连接结构示意图；

图10为本发明船体的立体图；

图11为本发明船体的俯视图；

图12为本发明发动机与船底连接的结构示意图；

图13为本发明发动机系统与船底连接的结构示意图；

图中：1-船体、2-发动机系统、3-推进器系统、4-转向系统、5-螺距变矩 器、6-驾驶舱门、7-天窗、8-加固护栏、9-支撑框架、10-驱动轴、11-螺旋桨、12-导流罩、13-方向舵架、14-方向舵、15-同步齿轮、16-螺旋桨固定座、17-螺旋桨固定架、18-凹槽、19-船底、20-发动机支架、21-发动机、22-减震机脚垫、23-输出轴、24-齿轮、25-燃料箱。

具体实施方式

下面，参考附图，对本发明进行更全面的说明，附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本发明全面和完整，并将本发明的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。

实施例1

如图1、图2、图7-13所示为本发明的一个实施例，该实施例中的双发双桨空气艇的中部乘员舱为硬顶型，其包括船体1、发动机系统2、减速器组(图中未示出)、推进器系统3、转向系统4和控制系统；其中，船体1的上甲板前倾，呈前低后高状，发动机系统2位于船体1的后1/3位置，其包括两台发动机21；发动机系统2通过减速器组与推进器系统3连接，由发动机系统2驱动推进器系统3；转向系统4为垂直设置在船艉的方向舵14，方向舵14通过手柄控制助力装置与控制系统中的手柄或方向盘连接，船体1入水后甲板自然呈水平状态，推进器系统3的驱动轴10的轴心与水平面平行。

船体1分上下两部分，船底19为5083合金铝焊接成型，船底19的底部成倒置的“凹”字型，即船底设置有凹槽18；船艏与船底呈相切弧形上扬；船身两侧干舷有外倾角，侧舷内侧焊接若干条T型铝材加强筋。

通过设置凹槽18，船底19形成倒置“凹”型底部，既增加强度，又能减小在坚硬平坦表面行驶时的接触面积进而减小摩擦力，还能在中间的凹槽内布置功能机构达到不同的使用目的。船身长为5930mm宽2705mm，尾部最高850mm，上甲板前倾，船艏离地755mm。因为目前能采购到的铝板最大长度为6m，在不进行横向焊接的情况下能制作的最大长度，能最大限度的利用原料。底部料厚5mm，侧壁及甲板料厚3mm，加强用T型材为40×40×4mm。

船体1上部根据舱室分为前储物舱、中部乘员舱和后部发动机舱。硬顶型 中部乘员舱为金属骨架外铺玻璃钢结构，与下部船身接口螺栓连接，并有密封结构，防雨水以及水枪冲刷，可以全天候使用。

前储物舱占用船艏部分，上翻门有防水结构，可抵御暴雨冲刷，舱室容积约为600L。

中部乘员舱为主舱室，驾驶与乘坐一体，舱室最宽处2200mm，尾部最窄处1500mm，舱内高1510mm，成员在座位上会有充裕的头部空间与腿部空间，保证每一名成员的乘坐舒适性。舱内共设3排座椅，每排3个，驾驶员位于第一排中间位置，硬顶不可开启，在中部两侧各有一扇驾驶舱门6，第一排与第二排有大面积的舷窗，两侧的四扇舷窗限于船体结构只能部分开启，但均可快速拆装，方便需要大面积开窗时开启，第三排由于船舱弧面结构未设舷窗，舱顶有大面积的天窗7，以保证舱室内的采光。

后部发动机舱同样为两侧上翻开门结构，采用耐热玻璃钢或铝合金材料制造，前后均有通风口。船身表面与内面均进行油漆喷涂，表面额外喷涂增光面漆，达到汽车质检标准。在船体1的上部设置有加固护栏8。

发动机系统2设置在金属制成的舱罩内，两台发动机21纵向左右对称设置在船体1的中轴线两侧；两台发动机21安装在一套支架上，即发动机支架20，支架与船底螺栓连接；两台发动机21共用一只加速踏板，且转速同步，两台发动机各自拥有独立的启动供电系统、供油系统、散热系统及监控系统，共用一组油箱。

发动机21采用两台相同的直列四缸涡轮增压汽油发动机，每台发动机都具有独立的进气系统、排气系统、散热系统、电力系统、供油系统、ECU控制单元和运转监控系统，共用一套油门控制器，通过对ECU控制单元的调教，使两台发动机的转速在0％-100％油门开度下保持一致，这样左右两侧的推力一致船才会直线行驶。两台发动机共用一组燃料箱25。

减速器组采用分体结构，减速器组包括两套减速器，每套减速器对应一台发送机，减速器的输入同步齿轮24与发动机21的输出轴23连接，减速器的输出同步齿轮15与固定在推进器系统3上的螺旋桨驱动轴10连接，两只同步齿轮使用同步齿形带相连接传递动力，所述减速器的外侧设置有减速器罩。此外，在推进器系统3的螺旋桨输入轴上还设置有螺距变矩器5。本申请的减速器的 设计减速比为2:1(齿数比70:140)，同步齿形带规格为RPP8M-2104-100，减速器安装好后有减速器罩全包裹，防尘防水。

发动机21通过发动机支架20与船体1的船底19连接，且二者的连接处设置有减震机脚垫22；发动机21的燃料箱25设置在发动机21下方的发动机支架上。减震机脚垫22的设置可以有效缓解发动机工作过程中产生的震动。

推进器系统3包括两组推进器，所述推进器由支撑框架9、驱动轴10、螺旋桨11以及导流罩12组成；螺旋桨11的桨叶的角度可调，通过改变螺旋桨桨叶的倾角，进而改变推力的方向与大小。

桨叶的倾角调整幅度在-5°～+15°之间；中间位置，即0°为怠速档；桨叶倾角处于该位置时转动时不会产生推力，空气艇不会移动。正向倾角定位到10°和15°两档，10°为正常前进挡，在空气艇起步、中低速航行以及进行穿越、越野等工况下使用；15°为高速档；只有在空气艇高速巡航时使用，降低发动机转速节约燃料。反向倾角定位在-5°，在不改变螺旋桨旋转方向的情况下，改变推力方向，使空气艇做减速和倒车机动。每个螺旋桨11配有独立的导流罩12，导流罩12可以提升推力并且还起到保护作用。螺旋桨11通过螺旋桨固定座16安装在螺旋桨固定架17上。

转向系统4为拉线控制的垂直设置在船艉的方向舵14；方向舵14共设3块舵板，左右两块舵板设在在推进器中心纵轴线处，中间一块在船体中央轴线处，通过两组拉线及舵板间的拉杆同步转动，左右最大摆动角各50°。方向舵14均固定在方向舵架13上。驾驶室内驾驶员通过方向盘或者拉杆进行控制方向舵，方向盘为电子助力1:1转向。拉杆为机械连接，分左右两根，相互反向联动设置。

控制系统包括设置在驾驶台上的若干个控制按钮、控制两台发动机的电子油门踏板和方向盘。照明灯、警示灯、舱内排水泵等电器设备通过驾驶台上的开关控制。

船体1内在船艏和船艉安装有两个可充气式气囊(图中未示出)；防沉气囊由驾驶台上的旋钮开关开启。可充气式气囊，平时折叠收纳不占用储物空间，如遇有船身进水、倾覆等情况，通过高压储气装置将气囊充满产生浮力，可提供3吨以上的浮力，防止空气艇沉入水中。

本申请的双发双桨空气艇还包括辅助系统，例如，监控系统、乘员舱空调系统、照明系统、小功率交流/直流供电系统、硬质平面减速装置，其他的辅助功能系统可以参照现有汽车及游艇的配置添加。

其中，监控系统由发动机转速表2块、水温表2块、电压表2块、航速表、油量表、舵角表、平板显示器、航行记录仪等组成。依托两台发动机，乘员舱内配置两套暖风和空调装置，同步工作，为乘员舱提供充足的暖风/冷风量。本申请空气艇的灯光由集成在船艏的两组LED灯组成，单组功率60W，可变光，为常规夜航提供照明。硬顶型还在顶蓬安装有一组四只55W氙气变光灯增加照明强度。

空气艇上的供电系统由两块12V 120AH蓄电池提供，并且，发动机运转时会通过发电机为蓄电池充电，两块蓄电池在启动发动机时断开并联，其余时间为并联状态。

本申请的减速装置为液压缸推动船艉底部一块减速板与地面摩擦起到减速作用，通过驾驶员踩下减速踏板执行，电动液压方式工作，为冰雪平面行驶增加安全系数。

实施例2

如图3、图4、图7-13所示为本发明的另一个实施例，该实施例与实施例1的区别是双发双桨空气艇的中部乘员舱为软顶型，软顶可开启收纳在乘员舱后部，此时船舱变为敞篷，可获得极佳视野，软顶关闭后，两侧有两扇可以向上卷起的舱帘，舱帘与软顶使用密封拉锁连接，同样防雨。

实施例3

如图5、图6、图7-13所示为本发明的另一个实施例，该实施例与实施例1的区别是双发双桨空气艇的中部乘员舱为敞开式，敞开式无防水顶蓬，只有可拆卸式遮阳蓬。

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)

1.一种双发双桨空气艇，其特征在于，所述空气艇包括船体、发动机系统、减速器组、推进器系统、转向系统和控制系统；其中，所述船体的上甲板前倾，呈前低后高状，所述发动机系统位于船体后1/3位置，其包括两台发动机；所述发动机系统通过所述减速器组与所述推进器系统连接，由发动机系统驱动推进器系统；所述转向系统为垂直设置在船艉的方向舵，所述方向舵通过手柄控制助力装置与所述控制系统中的手柄或方向盘连接，船体入水后甲板自然呈水平状态，所述推进器系统的驱动轴轴心与水平面平行。

2.如权利要求1所述的双发双桨空气艇，其特征在于，所述船体分上下两部分，船底为5083合金铝焊接成型，船底的底部成倒置的“凹”字型；船艏与船底呈相切弧形上扬；船身两侧干舷有外倾角，侧舷内侧焊接若干条T型铝材加强筋。

3.如权利要求1所述的双发双桨空气艇，其特征在于，所述发动机系统设置在金属制成的舱罩内，两台发动机纵向左右对称设置在船体的中轴线两侧；两台发动机安装在一套支架上，支架与船底螺栓连接；两台发动机共用一只加速踏板，且转速同步，两台发动机各自拥有独立的启动供电系统、供油系统、散热系统及监控系统，共用一组油箱。

4.如权利要求1所述的双发双桨空气艇，其特征在于，所述减速器组包括两套减速器，减速器采用分体结构，每套减速器对应一台发动机，所述减速器的输入同步齿轮与发动机的输出轴直接连接，减速器的输出同步齿轮与所述推进器系统上的螺旋桨输入轴连接，两只同步齿轮通过同步齿形带连接传递动力，所述减速器的外侧设置有减速器罩。

5.如权利要求1所述的双发双桨空气艇，其特征在于，所述发动机通过发动机支架与所述船体的船底连接，且二者的连接处设置有减震机脚垫；所述发动机的燃料箱设置在发动机下方的发动机支架上。

6.如权利要求1所述的双发双桨空气艇，其特征在于，所述推进器系统包括两组推进器，所述推进器由支撑框架、驱动轴、螺旋桨以及导流罩组成；所述螺旋桨桨叶的角度可调，通过改变螺旋桨桨叶的倾角，进而改变推力的方向与大小。

7.如权利要求6所述的双发双桨空气艇，其特征在于，所述桨叶的倾角调整幅度在-5°～+15°之间；中间位置，即0°为怠速档；正向倾角定位到10°和15°两档，10°为正常前进挡，15°为高速档；反向倾角定位在-5°，在不改变螺旋桨旋转方向的情况下，改变推力方向，使空气艇做减速和倒车机动。

8.如权利要求1所述的双发双桨空气艇，其特征在于，所述转向系统为拉线控制的垂直设置在船艉的方向舵；所述方向舵共设3块舵板，左右两块舵板设在在推进器中心纵轴线处，中间一块在船体中央轴线处，通过两组拉线及舵板间的拉杆同步转动，左右最大摆动角各50°。

9.如权利要求1所述的双发双桨空气艇，其特征在于，所述控制系统包括设置在驾驶台上的若干个控制按钮、控制两台发动机的电子油门踏板和方向盘。

10.如权利要求1所述的双发双桨空气艇，其特征在于，所述船体内在船艏和船艉安装有两个可充气式气囊；所述船体分为前储物舱、中部乘员舱和后部发动机舱，所述中部乘员舱分为硬顶型、软顶型和敞开式。