CN107310704A - 一种推进螺旋桨及高速航行不易侧翻的气动船只 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高速航行不易侧翻的气动船只，包括船体、两个气能机、两个推进螺旋桨和两个万向节传动轴；船身底部两侧对称设有两个积压翼；积压翼前端的下端均一体成型的安装有内部中空的连接部，两个推进螺旋桨与两个连接部一一对应设置，推进螺旋桨均设置在对应连接部后方，其主轴一端均伸入对应连接部内；船身内具有高压储气仓；船头内部具有装配室，两个气能机分别安装在装配室内，并与两个连接部一一对应设置；气能机具有进气口和出气口，每个气能机的进气口均与高压储气仓的出气口连通；万向节传动轴一端均与对应气能机的输出端连接，另一端分别伸入对应连接部内与主轴一端连接。优点：设计合理，行进阻力小，节能环保，高速航行稳定性极好。

Description

一种推进螺旋桨及高速航行不易侧翻的气动船只

技术领域

本发明涉及船只制造技术领域，特别涉及一种推进螺旋桨及高速航行不易侧翻的气动船只。

背景技术

目前，现有的船只螺旋桨结构使用过程中搅动的水花较大，阻力较高，相应的能耗较高；此外，现有的船只多利用电能、燃气、蒸汽等能源作为动力来源，其能源消耗较大，使用成本较高，现有的船只在运行过程中船底没入水中行进时阻力较大，不利于节能环保。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种推进螺旋桨及具有其的高速航行不易侧翻的气动船只，有效的克服了现有技术的缺陷。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种推进螺旋桨，包括主轴和至少三个规格一致的叶片；

至少三个上述叶片周向并均匀设置在主轴外周上，并由上述主轴靠近其一端的位置周向延伸至靠近其另一端的位置，每个上述叶片的截面均为弧形，且每个上述叶片远离主轴的一侧边沿与主轴轴心之间的间距由主轴的一端指向另一端逐渐增大。

本发明的有益效果是：设计合理，整个推进螺旋桨在水面以下转动过程中，水由叶片的一端进入每个叶片凹陷的弧形面内，最终大部分由另一端流出，转动过程中，水流大部分沿主轴的轴向由一端至另一端，叶片转动过程中产生的水花较小，阻力较小。

还提供一种高速航行不易侧翻的气动船只，包括船体、两个气能机、两个推进螺旋桨和两个万向节传动轴；

上述船体由一体成型的船身和船头构成；

上述船身底部两侧对称设有两个积压翼，每个上述积压翼的前端均延伸至上述船头处，后端均延伸至与上述船身的后端端部齐平；

每个上述积压翼前端的下端均一体成型的安装有内部中空的连接部，两个上述推进螺旋桨与两个上述连接部一一对应设置，每个上述推进螺旋桨均沿船体的长度方向设置在对应的上述连接部的后方，且每个上述推进螺旋桨的主轴的一端均伸入对应的连接部内，并通过轴承与对应的连接部转动连接；

所述船身内具有高压储气仓，所述高压储气仓内充满高压气体，所述高压储气仓具有两个与所述气能机一一对应的出气口，且所述出气口处分别连接并连通设有减压阀；

所述船头内部具有装配室，两个所述气能机分别安装在所述装配室内，并与两个所述连接部一一对应设置；

每个所述气能机上均具有进气口和出气口，每个所述气能机的进气口均通过管路与对应的所述出气口处的减压阀连接并连通；

两个上述万向节传动轴与两个上述气能机一一对应，每个上述万向节传动轴的一端均与对应的上述气能机的输出端连接，另一端分别依次穿过上述船头下端和与上述气能机对应的积压翼，并伸入至对应的连接部内与对应的上述推进螺旋桨的主轴的一端连接，且可带动对应的推进螺旋桨转动；

上述船体上端边沿处围设有护板，上述护板与船体的上端之间形成船仓。

有益效果是：整个船只设计合理，船只行进过程中，外界空气可由船体的前端与水面的连接处挤入船体底部并聚拢在两侧积压翼内，减小船体行进过程中水面对其的阻力，此外，整个船只采用压缩气体作为动力源，无任何燃料成分，比较节能环保。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，每个上述气能机的进气口与上述高压储气仓的出气口连通的管路上均设有减压阀；上述船仓内设有两个与上述减压阀一一对应并用以控制减压阀开闭状态的机械控制器。

采用上述进一步方案的有益效果是通过减压阀可调整进入气能机内的气体压力，使气能机能够合理的工作，同时机械控制器可控制对应的减压阀的开闭状态，从而实现单边或双边推进螺旋桨的工作状态，实现行进或转弯或停止提供船只动力的操作，使用比较方便、灵活。

进一步，上述船体、积压翼、连接部和护板均由工程塑料制成。

采用上述进一步方案的有益效果是其质地轻、结构强度高，不易被雷达、声呐红外线等设备监测到。

进一步，上述护板包括对称并铰接设置在上述船身上端两侧的两个第一护板、铰接设置在船身上端的后端端部的第二护板和固定在上述船头上端前部的“V”型的第三护板组成，两个上述第一护板的前端分别延伸至第三护板两端的位置，并分别与第三护板的两端可拆卸连接，两个上述第一护板的后端分别延伸至第二护板两端，并分别与上述第二护板的两端可拆卸连接。

采用上述进一步方案的有益效果是护板可折叠拼装，在不使用时可折叠收纳减小存放或携带占用的空间体积。

进一步，上述积压翼与上述船体一体成型。

采用上述进一步方案的有益效果是结构强度较高。

进一步，两个上述积压翼的下端均向外侧倾斜设置，且每个上述积压翼与竖直平面均形成夹角α，且30°≤α≤60°。

采用上述进一步方案的有益效果是该设计利于整个船只行进的平稳。

进一步，每个上述气能机均由同轴设置的外壳、叶轮和输出轴组成，上述外壳为圆柱环状，上述叶轮设置在上述外壳内，上述输出轴一端由外壳一侧伸入外壳内并与上述叶轮连接固定，另一端构成上述气能机的输出端，上述外壳上设有上述进气口和出气口。

采用上述进一步方案的有益效果是气能机结构简单，通过进气口向内部通入高压气体即可吹动叶轮转动，即可带动输出轴转动，操作比较简单。

进一步，还包括两个变速箱，两个上述变速箱与两个上述气能机一一对应设置，每个上述气能机的输出端均与对应的变速箱的输入端连接，每个上述万向节传动轴的一端均与对应的变速箱的输出端连接。

采用上述进一步方案的有益效果是通过变速箱可调节万向节传动轴的转速，从而调节推进螺旋桨的转速以灵活调节船只的行进速度。

进一步，所述推进螺旋桨的主轴为空心轴，其一端封闭，且该端端部转动安装有与其内部连通的进气接头，另一端端部开口设置，所述进气接头通过依次穿过对应的所述连接部、积压翼以及船头的管路与对应的所述气能机的出气口连通。

采用上述进一步方案的有益效果是该设计比较合理，由气能机排气口排出的气体可通过进气接头进入主轴并最终由排气孔喷出，可作为船只行进的额外推进能源，比较节能。

附图说明

图1为本发明的推进螺旋桨的结构示意图；

图2为本发明的高速航行不易侧翻的气动船只的结构示意图；

图3为本发明的高速航行不易侧翻的气动船只的俯视结构示意图；

图4为本发明的高速航行不易侧翻的气动船只的后视结构示意图；

图5为本发明的高速航行不易侧翻的气动船只中气能机的结构示意图；

图6为本发明的高速航行不易侧翻的气动船只中气能机的纵截面结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、主轴，2、叶片，3、船体，4、气能机，5、积压翼，6、万向节传动轴，8、变速箱，11、进气接头，31、船身，32、船头，33、护板，41、外壳，42、叶轮，43、输出轴，51、连接部，311、高压储气仓，321、装配室，331、第一护板，332、第二护板，333、第三护板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例一：如图1所示，本实施例提供一种推进螺旋桨，其特征在于：包括主轴1和至少三个规格一致的叶片2；

至少三个上述叶片2周向并均匀设置在主轴1外周上，并由上述主轴1靠近其一端的位置周向延伸至靠近其另一端的位置，每个上述叶片2的截面均为弧形，且每个上述叶片2远离主轴1的一侧边沿与主轴1轴心之间的间距由主轴1的一端指向另一端逐渐增大。

使用过程中，船只驱动机构驱动推进螺旋桨的主轴1转动，由于叶片2是沿主轴1的轴向布置，且截面积由主轴1的一端指向另一端逐渐增大，且叶片2均为弧形的叶片，转动过程中，整个推进螺旋桨没入水中，水流大部分由每个叶片2的一端进入并由另一端流出形成轴向的涡流排出，在反作用力下推进整个推进螺旋桨带动船体向前行走，由于推进螺旋桨在转动工作过程中水流是不断从叶片2截面面积较小的一端进入叶片2内，再由叶片2截面面积较大的另一端排出，实际上，经叶片2排出的水流是形成一股轴向并指向主轴1另一端的涡流，并且该涡流会在叶片2的另一端围绕主轴1实现涡流的旋转，因此，该涡流不会向外扩散，即就是抑制了此处形成漩涡涡流的外径大小(也就是水花的大小)，并且使得推进的反作用力比较集中，降低了能耗，使得整个推进螺旋桨在转动过程中比较平稳，噪音也较小。

需要特别强调的是，在推进螺旋桨转动过程中，每个叶片2的内部始终保持(流经)有大量的水流，在该部分水体自重作用下，能够起到很好的压载作用，这对质量较轻的船体来讲，能够大大提高整个船体在水上行进时的平稳，降低侧翻或其他船体倾倒的意外状况发生的概率。

传统的推进螺旋桨一般是主轴的外周上径向分布有多个叶片，转动时，水流向外及后方流动扩散获取动力，其搅动时产生的水花较大，水对其的阻力比较大，耗能较高，噪音也较大。

实施例二：如图2-6所示，本实施例提供一种高速航行不易侧翻的气动船只，包括船体3、两个气能机4、两个推进螺旋桨和两个万向节传动轴6；

上述船体3由一体成型的船身31和船头32构成；

上述船身31底部两侧对称设有两个积压翼5，每个上述积压翼5的前端均延伸至上述船头32处，后端均延伸至与上述船身31的后端端部齐平；

每个上述积压翼5前端的下端均一体成型的安装有内部中空的连接部51，两个上述推进螺旋桨与两个上述连接部51一一对应设置，每个上述推进螺旋桨均沿船体3的长度方向设置在对应的上述连接部51的后方，且每个上述推进螺旋桨的主轴1的一端均伸入对应的连接部51内，并通过轴承与对应的连接部51转动连接；

所述船身31内具有高压储气仓311，所述高压储气仓311内充满高压气体，所述高压储气仓311具有两个与所述气能机4一一对应的出气口，且所述出气口处分别连接并连通设有减压阀；

所述船头32内部具有装配室321，两个所述气能机4分别安装在所述装配室321内，并与两个所述连接部51一一对应设置；

每个所述气能机4上均具有进气口和出气口，每个所述气能机4的进气口均通过管路与对应的所述出气口处的减压阀连接并连通；

两个上述万向节传动轴6与两个上述气能机4一一对应，每个上述万向节传动轴6的一端均与对应的上述气能机4的输出端连接，另一端分别依次穿过上述船头32下端和与上述气能机4对应的积压翼5，并伸入至对应的连接部51内与对应的上述推进螺旋桨4的主轴1的一端连接，且可带动对应的推进螺旋桨4转动；

上述船体3上端边沿处围设有护板33，上述护板33与船体3的上端之间形成船仓。

使用过程中，操作人员处于船仓内，当需要行进时，控制高压储气仓311的出气口分别依次通过减压阀和流量控制阀向两个气能机4的进气口送入高压气体，气体进入气能机4后带动内部的驱动机构运转，进而使得其输出端运转并通过万向节传动轴6带动转动，最终使与万向节传动轴6连接的推进螺旋桨的主轴1转动，搅动水流，利用反作用力推动船只前进，当需要转弯时，控制高压储气仓311的出气口向其中一个气能机4的进气口送入高压气体，并最终带动对应的推进螺旋桨的主轴1转动，搅动水流，实现船只的单边推进进行行进角度的调节。

特别说明的是，船只在行进过程中，水面处的空气与船头前端直接接触，整个船只的前端设计为流线型(弧形面)，在两侧积压翼5的作用下，空气会先由船头的前端进入船头与积压翼5前端形成的区域内，随着高速的行进，气流再慢慢渗入船底与两侧积压翼5之间的区域(气流始终位于水面以上)，当速度较快时能够满足整个船体3下端离开水面，当船体3离开水面后，其只存在与外界空气的气流摩擦力，该摩擦力远远小于与高速行进状态下与水体接触产生的摩擦力，因此，能够极大程度的提高船只的行进速度，并降低能耗，同时，整个推进螺旋桨的每个叶片2中始终保持(流经)有大量的水流，在水流自重的作用下，可实现压载的作用，即就是使得整个船体3的重心较低，不会在高速行进过程中，整个船体3连带推进螺旋桨飞离水面或确保船体3离开水面也不会发生侧翻或倾倒的状况，实现船只的高速稳定行进。

上述高压气体可以是惰性气体(如氮气等)，也可以是其他安全气体(不易燃烧等的气体)的经压缩后N倍于大气压的高压气体，也可以是液态的惰性气体。

上述万向节传动轴6伸入对应的连接部51的一端连接有齿轮轴，主轴1的一端对应的位置设有被动齿轮，齿轮轴上的齿轮与被动齿轮啮合，当万向节传动轴6转动时带动齿轮轴转动，进而通过齿轮轴上的齿轮带动与之啮合的被动齿轮转动，最终实现对应推进螺旋桨的转动，值得说明的是，上述齿轮轴两端均通过轴承座固定安装在对应的连接部51的内壁上，以确保齿轮轴不会发生转动的偏移。

上述船头32上端对应装配室321的位置开有与装配室321连通的孔位，该孔位处可拆卸的安装有盖板，检修装配室321内各个器件时，打开盖板即可正常检修维护。

上述护板33的高度一般设置为20～40cm以便能够使操作者俯卧或仰卧在内，也可设计为较高的高度，使得操作者能够蹲/坐在船仓内。

较佳的，每个上述气能机4的进气口与上述高压储气仓311的出气口连通的管路上均设有减压阀，通过该减压阀可调节由高压储气仓311的出气口出来的气流的压力大小，使其能够满足气能机4的正常运转；上述船仓7内设有两个与上述减压阀一一对应并用以控制减压阀开闭状态的机械控制器，通过机械控制器可控制对应的减压阀的开闭状态，从而实现通过机械控制器操纵对应的气能机4的工作状态(开启或关闭)，实现船只直线行进或角度调节的操作。

较佳的，上述船体3、积压翼5、连接部51和护板33均由工程塑料制成，其质地较轻，强度也较高，不易被雷达或声呐红外线探测设备等监测设备探测到，值得说明的是，整个船只比较适合作为单兵作战的冲锋舟实用，整个船只大小设计始终，船仓可容纳一个战士俯卧或仰卧，机械控制器安装在船仓的前端或后端手或脚可触碰的位置，整个冲锋舟内部的各个装置，如气能机4和减压阀均由塑料或其他不易被雷达或声呐红外线探测设备探测到的材质制成(包括气能机4和减压阀内部的所有零件构造)，以确保整个船只的隐秘性，从而实现隐蔽的刺探或军事打击等作业活动。

较佳的，上述护板33包括对称并铰接设置在上述船身31上端两侧的两个第一护板331、铰接设置在船身31上端的后端端部的第二护板332和固定在上述船头32上端前部的“V”型的第三护板333组成，两个上述第一护板331的前端分别延伸至第三护板333两端的位置，并分别与第三护板333的两端可拆卸连接，两个上述第一护板331的后端分别延伸至第二护板332两端，并分别与上述第二护板332的两端可拆卸连接，在不使用时，将两个第一护板331和第二护板332分别向下折叠在船体3的上端，使用时打开相互连接拼装即可，该护板33的主要目的在于形成可挡风的船仓，确保操作人员在船只高速行进下的安全性。

较佳的，上述积压翼5与上述船体3一体成型，其结构强度较高。

较佳的，两个上述积压翼5的下端均向外侧倾斜设置，且每个上述积压翼5与竖直平面S均形成夹角α，且30°≤α≤60°，该角度设计合理，两侧积压翼5向外倾斜，确保整个船只行进过程的平稳。

较佳的，每个上述气能机4均由同轴设置的外壳41、叶轮42和输出轴43组成，上述外壳41为圆柱环状，上述叶轮42设置在上述外壳41内，上述输出轴43一端由外壳41一侧伸入外壳41内并与上述叶轮42连接固定，另一端构成上述气能机4的输出端，上述外壳41上设有上述进气口和出气口，上述输出轴43的一端可以是直接与万向节传动轴6的一端直接连接，也可以通过联轴器等连接件相连，值得说明的是，上述进气口的气流方向是与多个叶轮42转动时形成的外圆相切，以确保由进气口进入的高压气流能有效的吹动多个叶轮42带动输出轴43转动。

较佳的，还包括两个变速箱8，两个上述变速箱8与两个上述气能机4一一对应设置，每个上述气能机4的输出端均与对应的变速箱8的输入端连接，每个上述万向节传动轴6的一端均与对应的变速箱8的输出端连接，通过变速箱8可调节最终输出的转速大小，即就是调节万向节传动轴6的转动速度，以确保对应的推进螺旋桨的转速适中，值得说明的是，上述输出轴43的另一端可以安装皮带轮，在变速箱8的输入端也安装与之匹配的皮带轮，两个皮带轮之间通过皮带连接，也可以是输出轴43的另一端直接与便须向8的输入端连接，直接带动变速箱8的输入端运转。

较佳的，所述推进螺旋桨的主轴1为空心轴，其一端封闭，且该端端部转动安装有与其内部连通的进气接头11，另一端端部开口设置(开口处形成排气口)，所述进气接头11通过依次穿过对应的所述连接部51、积压翼5以及船头32的管路与对应的所述气能机4的出气口连通，该设计比较巧妙，通过进气接头11连通气能机4的出气口与主轴1，使得气能机4出气口排出的气体能够进入对应的推进螺旋桨的主轴1内，并最终由主轴1的另一端排气孔排出作为整个推进螺旋桨推进时的额外动力，从而降低气能的损耗，有效节约成本。

需要特别说明的是，整个船只在高速行进过程中，由推进螺旋桨4排出的推进螺旋桨4的末端形成一个对应涡流中心的真空带，因此，上述设计使得经主轴1另一端排气口排出的气体能够填补该真空带，从而促进船只的速度更快。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种推进螺旋桨，其特征在于：包括主轴(1)和至少三个规格一致的叶片(2)；

至少三个所述叶片(2)周向并均匀设置在主轴(1)外周上，并由所述主轴(1)靠近其一端的位置周向延伸至靠近其另一端的位置，每个所述叶片(2)的截面均为弧形，且每个所述叶片(2)远离主轴(1)的一侧边沿与主轴(1)轴心之间的间距由主轴(1)的一端指向另一端逐渐增大。

2.一种高速航行不易侧翻的气动船只，其特征在于：包括船体(3)、两个气能机(4)、两个如权利要求1所述的推进螺旋桨和两个万向节传动轴(6)；

所述船体(3)由一体成型的船身(31)和船头(32)构成；

所述船身(31)底部两侧对称设有两个积压翼(5)，每个所述积压翼(5)的前端均延伸至所述船头(32)处，后端均延伸至与所述船身(31)的后端端部齐平；

每个所述积压翼(5)前端的下端均一体成型的安装有内部中空的连接部(51)，两个所述推进螺旋桨与两个所述连接部(51)一一对应设置，每个所述推进螺旋桨均沿船体(3)的长度方向设置在对应的所述连接部(51)的后方，且每个所述推进螺旋桨的主轴(1)的一端均伸入对应的连接部(51)内，并通过轴承与对应的连接部(51)转动连接；

所述船身(31)内具有高压储气仓(311)，所述高压储气仓(311)内充满高压气体，所述高压储气仓(311)具有两个与所述气能机(4)一一对应的出气口，且所述出气口处分别连接并连通设有减压阀；

所述船头(32)内部具有装配室(321)，两个所述气能机(4)分别安装在所述装配室(321)内，并与两个所述连接部(51)一一对应设置；

每个所述气能机(4)上均具有进气口和出气口，每个所述气能机(4)的进气口均通过管路与对应的所述出气口处的减压阀连接并连通；

两个所述万向节传动轴(6)与两个所述气能机(4)一一对应，每个所述万向节传动轴(6)的一端均与对应的所述气能机(4)的输出端连接，另一端分别依次穿过所述船头(32)下端和与所述气能机(4)对应的积压翼(5)，并伸入至对应的连接部(51)内与对应的所述推进螺旋桨(4)的主轴(1)的一端连接，且可带动对应的推进螺旋桨(4)转动；

所述船体(3)上端边沿处围设有护板(33)，所述护板(33)与船体(3)的上端之间形成船仓。

3.根据权利要求2所述的一种高速航行不易侧翻的气动船只，其特征在于：每个所述气能机(4)的进气口与对应的所述出气口处的减压阀连通的管路上均设有流量控制阀；所述船仓内设有两个与所述流量控制阀一一对应并用以控制流量控制阀开闭状态的机械控制器。

4.根据权利要求3所述的一种高速航行不易侧翻的气动船只，其特征在于：所述船体(3)、积压翼(5)、连接部(51)和护板(33)均由工程塑料制成。

5.根据权利要求4所述的一种高速航行不易侧翻的气动船只，其特征在于：所述护板(33)包括对称并铰接设置在所述船身(31)上端两侧的两个第一护板(331)、铰接设置在船身(31)上端的后端端部的第二护板(332)和固定在所述船头(32)上端前部的“V”型的第三护板(333)组成，两个所述第一护板(331)的前端分别延伸至第三护板(333)两端的位置，并分别与第三护板(333)的两端可拆卸连接，两个所述第一护板(331)的后端分别延伸至第二护板(332)两端，并分别与所述第二护板(332)的两端可拆卸连接。

6.根据权利要求5所述的一种高速航行不易侧翻的气动船只，其特征在于：所述积压翼(5)与所述船体(3)一体成型。

7.根据权利要求6所述的一种高速航行不易侧翻的气动船只，其特征在于：两个所述积压翼(5)的下端均向外侧倾斜设置，且每个所述积压翼(5)与竖直平面均形成夹角α，且30°≤α≤60°。

8.根据权利要求2至7任一项所述的一种高速航行不易侧翻的气动船只，其特征在于：每个所述气能机(4)均由同轴设置的外壳(41)、叶轮(42)和输出轴(43)组成，所述外壳(41)为圆柱环状，所述叶轮(42)设置在所述外壳(41)内，所述输出轴(43)一端由外壳(41)一侧伸入外壳(41)内并与所述叶轮(42)连接固定，另一端构成所述气能机(4)的输出端，所述外壳(41)上设有所述进气口和出气口。

9.根据权利要求8所述的一种高速航行不易侧翻的气动船只，其特征在于：还包括两个变速箱(8)，两个所述变速箱(8)与两个所述气能机(4)一一对应设置，每个所述气能机(4)的输出端均与对应的变速箱(8)的输入端连接，每个所述万向节传动轴(6)的一端均与对应的变速箱(8)的输出端连接。

10.根据权利要求2至7所述的一种高速航行不易侧翻的气动船只，其特征在于：所述推进螺旋桨的主轴(1)为空心轴，其一端封闭，且该端端部转动安装有与其内部连通的进气接头(11)，另一端端部开口设置，所述进气接头(11)通过依次穿过对应的所述连接部(51)、积压翼(5)以及船头(32)的管路与对应的所述气能机(4)的出气口连通。