CN107089296B - 具有助航水翼的复合三体船 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有助航水翼的复合三体船，包括：甲板；以及固接于所述甲板下表面的主船体及两副侧船体，其中，两副所述侧船体分别位于所述主船体的左右两侧，所述侧船体的尾部设有深浸助航水翼。根据本发明，其通过将加设水翼和加设侧体推进的两种高性能船设计思想结合在一起，在保证三体船优势的同时，通过加设推进装置的深浸助航水翼辅助侧船体推进提升三体船的回转性和操纵性，通过调节深浸助航水翼和波能回收水翼的长度，改变水翼面积控制三体船在航行时的浮态。

Description

具有助航水翼的复合三体船

技术领域

本发明涉及一种三体船，特别涉及一种具有助航水翼的复合三体船。

背景技术

随着人类对海洋资源的持续开发以及世界航运业向着高速客货运运输方向的发展。对船舶的要求越来越高，也涌现了各种高性能船型。随着各国军用、民用船型的不断发展，以多体船为代表的高性能船舶由于其独特的外形和优良的性能以及具有多任务能力等特点，逐步成为国际船舶行业广泛关注的研究目标。三体船是由三个船体组成，其中包括一个主船体和两个侧船体，三个船体共享一个甲板及上层结构，三体船作为多体船的典型代表，具有中高速下快速性和耐波性优越，甲板面积较为宽敞，能够承担多种复合使命等特点。根据三体船自身的结构特点，三体船在船舶稳性，快速性等方面相对于普通船型有较大优势。

由于三体船自身的结构特征，在高航速时容易出现“埋首”现象，使其船体阻力大幅增加而影响三体船的航行性能；而且高速航行的三体船在恶劣海况下会产生大幅度的垂荡和纵摇运动，使三体船的适航性大幅度降低；三体船船体较长，转向时回转半径较大，操纵性欠佳。有鉴于此，实有必要开发一种具有助航水翼的复合三体船，用以解决上述问题。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处，本发明的目的是提供一种具有助航水翼的复合三体船，通过将加设助航水翼和加设侧体推进的两种高性能船设计思想结合在一起，在保证三体船优势的同时，通过加设推进装置的深浸助航水翼辅助侧船体推进提升三体船的回转性和操纵性，通过调节深浸助航水翼和波能回收水翼的长度，改变水翼面积控制三体船在航行时的浮态。

为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，提供了一种具有助航水翼的复合三体船，包括：

甲板；以及

固接于所述甲板下表面的主船体及两副侧船体，

其中，两副所述侧船体分别位于所述主船体的左右两侧，所述侧船体的尾部设有深浸助航水翼。

优选的是，两副所述侧船体关于所述主船体对称设置。

优选的是，所述深浸助航水翼包括：

与所述侧船体的尾部相固接的垂直水翼；

设于所述垂直水翼侧面下部的水平水翼；以及

设于所述垂直水翼前部或尾部的推进装置，

其中，所述水平水翼沿着朝向所述主船体的方向水平延伸。

优选的是，所述侧船体的中部靠前位置设置有两副波能回收水翼。

优选的是，两幅所述波能回收水翼关于所述侧船体对称设置。

优选的是，所述水平水翼及波能回收水翼的翼展均可沿水平方向选择性伸长或缩短。

优选的是，所述主船体与所述水平水翼的延伸端相对侧设有卡接槽。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：

1.深浸助航水翼安装侧体尾部，有较大的浸深，可有效避免主船体在波浪中受到冲击、生产空泡或吸气效应；

2.深浸助航水翼的水平水翼可收缩，水平水翼的伸缩改变水翼的面积，改变升力，配合波能回收水翼调节三体船的航行状态，深浸助航水翼的垂直水翼为水平水翼提供支柱，同时垂直水翼的下方安装有螺旋桨等推进装置，通过两个推进装置配合主船体的推进装置，提高船舶的操纵性能；

3.垂直水翼下方的推进装置，离三体船的重心有较大的偏移距离，能产生较大的力矩，从而增强了三体船的回转性；

4.三体船需要高速航行时，三个推进装置同时以最大功率工作，比起一般三体船的速度有显著的提高，提高三体船的快速性；

5.波能回收水翼位于侧体船的中部靠前，一方面可以控制伸缩提供升力，改变航态，提高了三体船的适航性，另一方面可以显著的减少三体船的垂荡和纵摇，提高了三体船的耐波性；

6.在三体船航行时，深浸助航水翼的水平水翼和波能回收水翼产生的升力可以船体中前部抬升，减少湿面积，同时增加尾部吃水，减少航行阻力，提高航速，在中高速航行时，水平水翼和波能回收水翼同时伸展到最大，产生的升力抬高整个三体船，在波浪中，通过控制水平水翼和波能回收水翼伸展的长度，从而控制升力改变船体的航行姿态；

7.通过控制波能回收水翼可以减小船的纵摇和垂荡，不但提升了三体船的耐波性，从而改善了船员乘坐三体船的舒适性，非高速航行时，水翼增加阻力，可以通过液压装置把深浸助航水翼的水平水翼收回附着在垂直水翼上，波能回收水翼回收附着在侧船体舷侧上，减小阻力减少速度损失，同时，由于波能水翼可以缩放不影响三体船停靠码头。

附图说明

图1为根据本发明所述的具有助航水翼的复合三体船的三维结构图；

图2为根据本发明所述的具有助航水翼的复合三体船的右视图；

图3为根据本发明所述的具有助航水翼的复合三体船的正视图；

图4为根据本发明所述的具有助航水翼的复合三体船中深浸助航水翼的正视图；

图5为根据本发明所述的具有助航水翼的复合三体船中深浸助航水翼的左视图；

图6为图5中沿A-A方向的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

参照图1～图3，具有助航水翼的复合三体船100包括：

甲板140；以及

固接于甲板140下表面的主船体110及两副侧船体，两幅侧船体分别为第一侧船体120、第二侧船体130

其中，第二侧船体130及第一侧船体130分别位于主船体110的左右两侧，第一侧船体120及第二侧船体130的尾部分别设有深浸助航水翼122、132。

在优选的实施方式中，第一侧船体120及第二侧船体130关于主船体110对称设置。

参照图4及图5，深浸助航水翼132包括：

与侧船体130的尾部相固接的垂直水翼132a；

设于垂直水翼132a侧面下部的水平水翼132b；以及

设于垂直水翼132a前部或尾部的推进装置132c，

其中，水平水翼132b沿着朝向主船体110的方向水平延伸。由于深浸助航水翼122与深浸助航水翼132的结构完全相同，在本文中仅针对深浸助航水翼132的结构进行阐述，深浸助航水翼122则不再赘述，但这并不影响本领域技术人员的理解及实施。

参照图1及图3，侧船体的中部靠前位置设置有两副波能回收水翼，在一实施方式中，两幅波能回收水翼关于侧船体对称设置。在优选的实施方式中，第一侧船体120的中部靠前位置设置有两幅波能回收水翼121，第二侧船体130的中部靠前位置设置有两幅波能回收水翼131，两幅波能回收水翼121关于第一侧船体120对称设置，两幅波能回收水翼131关于第二侧船体130对称设置。

进一步地，水平水翼122b、132b及波能回收水翼121、131的翼展均可沿水平方向选择性伸长或缩短。在优选的实施方式中，水平水翼122b、132b及波能回收水翼121、131内部均设有轴承，通过轴承液压控制水翼的伸缩。通过改变水平水翼122b、132b和波能回收水翼121、131的长度来实现对三体船100的航行姿态进行辅助控制。

当三体船100航行时，通过深浸助航水翼122、132的水平水翼122b、132b和波能回收水翼121、131上下表面的压力差提供升力，抬升了整个三体船100，减少了湿面积，从而减少了航行阻力，提高航速。与转动水翼相比，一方面：转动水翼是通过改变水翼的攻角来调节升力，攻角的调节角度较小，一般控制在几度之间，调节的范围较小，不好控制，通过改变攻角相对来说增加的升力也有限。深浸助航水翼122、132和波能回收水翼121、131是通过改变水翼的展舷比来调节升力，水翼的展长通过液压收缩装置可以很好的控制收缩，而且展舷比的改变量较大，升力的改变值也就较大。从而可以更好的配合三体船航行时调节升力，提供三体船的适航性。

进一步地，主船体110与水平水翼的延伸端相对侧设有卡接槽。在优选的实施方式中，主船体110与水平水翼132b及水平水翼122b的延伸端相对侧均设有卡接槽，当水平水翼122b、132b伸展至最长时，刚好与主船体110上的卡接槽相配接，从而对水平水翼122b、132b起到支撑和传递力的作用，提高了三体船100的整体刚性。

参照图5及图6，垂直水翼132a的横截面呈流线型结构，具体地，垂直水翼132a的横截面由先拱起后收缩的第一曲面S1及第二曲面S2构成，在优选的实施方式中，第一曲面S1及第二曲面S2关于垂直水翼132a的中心线相对称。采用流线型横截面可以减少垂直水翼132a与周遭水流产生紊流或湍流，进一步减少航线阻力，提高操纵稳定性。

深浸助航水翼132的垂直水翼132a设置有推进装置132c，推进装置132c可以是螺旋桨，可通过改变螺旋桨的的转动速度来辅助三体船100转向。例如当三体船100向右转时，可通过加大深浸助航水翼132的螺旋桨转速来辅助右转，提高了三体船100的操纵性。深浸助航水翼122和深浸助航水翼132的螺旋桨以相同的功率运行时，可以与主船体110的螺旋桨一起辅助推进三体船100，提高了三体船100的快速性。

根据本发明的具有助航水翼的复合三体船100具有如下优势：

1.两对波能回收水翼121、131可以提升整个船体的中前部，减小了湿面积，减小阻力，深浸助航水翼122、132的垂直水翼下方设置了推进装置，为三体船提供了更大的动力源，提高三体船的快速性；

2.具有一定的减垂荡减纵摇效果，提高了三体船的稳性，当船体在恶劣海况出现大纵摇角和垂荡时，通过调节波能回收水翼121、122的长度，减小垂荡和纵摇。

3.深浸助航水翼122、132的垂直水翼下设置有推进装置，提供了较大的力矩，提高了三体船的回转性，改善了原有三体船操纵性差的劣势。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (4)

1.一种具有助航水翼的复合三体船，其特征在于，包括：

甲板；以及

固接于所述甲板下表面的主船体及两副侧船体，两副所述侧船体分别位于所述主船体的左右两侧，所述侧船体的尾部设有深浸助航水翼，所述深浸助航水翼包括：

与所述侧船体的尾部相固接的垂直水翼；

设于所述垂直水翼侧面下部的水平水翼；以及

设于所述垂直水翼前部或尾部的推进装置，

其中，所述水平水翼沿着朝向所述主船体的方向水平延伸，所述侧船体的中部靠前位置设置有两副波能回收水翼，所述水平水翼及波能回收水翼的翼展均可沿水平方向选择性伸长或缩短。

2.如权利要求1所述的具有助航水翼的复合三体船，其特征在于，两副所述侧船体关于所述主船体对称设置。

3.如权利要求1所述的具有助航水翼的复合三体船，其特征在于，两幅所述波能回收水翼关于所述侧船体对称设置。

4.如权利要求1所述的具有助航水翼的复合三体船，其特征在于，所述主船体与所述水平水翼的延伸端相对侧设有卡接槽。