CN107380341B - 一种油电混合三体高速船及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

一种油电混合三体高速船及其工作方法，属于高性能船舶设计技术领域。该高速船包括主船体、两个侧船体、主动力装置和两个副动力装置，主船体位于两个侧船体的中间位置，侧船体通过连接件与主船体固定连接。通过调整侧船体和主船体的相对位置，可使该船获得有利的兴波干扰，因此高速航行时阻力性能较好。此外，由于两个侧船体的存在，该船甲板面积宽敞，舱室、设备等布置容易，稳性和耐波性好，全船具有较高的隐身性和可靠性。通过喷水推进器、螺旋桨推进器的有效配合，可使发动机、电动机始终工作在高效率区，极大的拓宽了航速范围，具备多工况作业能力，提高了船舶的操纵性、燃油经济性和排放性能。

Description

一种油电混合三体高速船及其工作方法
技术领域
本发明涉及一种油电混合三体高速船及其工作方法，属于高性能船舶设计技术领域。
背景技术
近年来，特种高性能船型在军事、游艇等各个领域的研究都十分广泛。其中，三体船由于其具有良好的稳性性能、优良的耐波性能、较小的兴波阻力以及宽阔的甲板面和设备空间等诸多优势，得到了国内外各船舶研究机构及企业的广泛关注和研发投入，应用前景也相当广阔。不过，尽管三体船在稳性、耐波性以及阻力性能等方面都有很好的特性，但也存在一些伴随其船型本身而来的问题，比如由于其由三个船体组成，在转向等操纵性方面相比一般单体船就有明显的不足。另外，现行三体船推进形式多为单一的主机推进形式，这种形式的推进方法在频繁变速时的多工况作业能力一般也较低。
在油电混合动力方面，作为一种新型的船舶推进动力形式，由于其经济性和环保性方面的优势，近年来也已成为船舶行业的一大热门。国内外瓦锡兰、MAN、西门子、ABB、711研究所等推出的混合动力推进系统在降低船舶主机运行过程中的油耗与污染，实现节能减排、降低运营成本等方面已经取得了一定的进展，但各个系统的研究设计大多都针对于大型远洋船舶，真正应用于中小型三体船的并不多。
概括说来，现有的三体船多采用单一的电动或燃油驱动，存在着或航行性能差、操纵性低，或经济性和环保性低、安全可靠性差等问题，或不能满足航速范围宽、多工况作业的需要等。
发明内容
针对上述现状和相关技术存在的问题，本发明提供了一种油电混合三体高速船及其工作方法。该船的主船体上安装喷水推进器，侧船体上安装螺旋桨推进器。利用侧船体对主船体造成有利的兴波干扰，从而提高该船的阻力性能。此外，通过喷水推进器和螺旋桨推进器的有效配合来提高船舶的操纵性、可靠性、燃油经济性和排放性能。
本发明采用的技术方案是：一种油电混合三体高速船，它包括主船体、左侧船体和右侧船体,它还包括一个设置在主船体中的主动力装置和两个设置在侧船体中的副动力装置，所述主船体位于左侧船体与右侧船体的中间位置，左侧船体通过左连接件、右侧船体通过右连接件与主船体固定连接；所述主动力装置采用沿主船体的中轴线布置，发动机经主传动轴驱动位于主船体后部水下的喷水推进器，发动机还经变速箱连接交流发电机，交流发电机经整流器与两个对称设置的锂电池组电连接, 燃油箱布置在全船重心所在的垂线上；所述副动力装置采用沿侧船体的中轴线布置，电动机经传动轴驱动螺旋桨推进器，锂电池组经逆变器与电动机电连接；所述左侧船体和右侧船体的形状结构大小和内部设备布置完全相同。
所述的一种油电混合三体高速船的工作方法，所述油电混合三体高速船在启动、倒车、中低速航行工况下，主船体内的发动机不工作，由侧船体内的电动机驱动螺旋桨推进器工作；在航速要求高、负载大或锂电池组电量低的工况下，主船体内的发动机启动，驱动喷水推进器工作，根据锂电池组电量以及实际情况选择喷水推进器单独工作或喷水推进器与螺旋桨推进器共同工作；所述油电混合三体高速船一方面通过调整两个侧船体内的电动机的转速实现转向，另一方面借助喷水推进器的操纵舵实现转向。
本发明的有益效果是：这种油电混合三体高速船具有更快的航速、更低的燃料消耗、更好的适航稳定性和更出色的操纵性。它甲板面积宽敞，便于舱室、设备的布置。由于两个侧船体的庇护作用以及喷水推进器和螺旋桨推进器的存在，全船具有较高的生存能力和可靠性。相比于常规船舶，该船采用组合推进器的形式，保证了发动机、电动机始终工作在高效率区，极大地拓宽了航速范围，可以在多工况下作业，具备较高的实际应用价值。
附图说明
图1是一种油电混合三体高速船的立体视图。
图2是一种油电混合三体高速船的俯视图。
图3是一种油电混合三体高速船的后视图。
图4是一种油电混合三体高速船左侧船体的布置图。
图5是一种油电混合三体高速船主船体的布置图。
图6是一种油电混合三体高速船右侧船体的布置图。
图中：1、主船体，2a、左侧船体，2b、右侧船体，3、喷水推进器，4、主传动轴，4a、左传动轴，4b、右传动轴，5、发动机，6、燃油箱，7、变速箱，8、交流发电机，9、整流器，10a、左锂电池组，10b、右锂电池组，11a、左逆变器，11b、右逆变器，12a、左电动机，12b、右电动机，13a、左螺旋桨推进器，13b、右螺旋桨推进器，14、电缆，15、燃油管，16a、左连接件，16b、右连接件。
具体实施方式
下面结合附图和实施方法对本发明作进一步说明。
图1、2和3示出了一种油电混合三体高速船的结构图。这种油电混合三体高速船包括主船体1、左侧船体2a、右侧船体2b、一个设置在主船体1中的主动力装置和两个设置在侧船体中的副动力装置。主船体1位于左侧船体2a与右侧船体2b的中间位置，左侧船体2a通过左连接件16a、右侧船体2b通过右连接件16b与主船体1固定连接。主动力装置采用沿主船体1的中轴线布置，发动机5经主传动轴4驱动位于主船体1后部水下的喷水推进器3，发动机5还经变速箱7连接交流发电机8，交流发电机8经整流器9与两个对称设置的锂电池组电连接, 燃油箱6布置在全船重心所在的垂线上。副动力装置采用沿侧船体的中轴线布置，电动机经传动轴驱动螺旋桨推进器，锂电池组经逆变器与电动机电连接。左侧船体2a和右侧船体2b的形状结构大小和内部设备布置完全相同。尺度上，主船体1的排水量大于两个侧船体的排水量；位置上，两个侧船体对称布置在主船体1的中后部。主船体1尾部布置有喷水推进器3，两个侧船体尾部均布置有螺旋桨推进器。
如图4所示，在左侧船体2a内布置有左逆变器11a、左电动机12a，左螺旋桨推进器13a，左传动轴4a等。同样出于重量分布均衡的考虑，将左螺旋桨推进器13a，左传动轴4a，左电动机12a，左逆变器11a均布置在左侧船体2a的中轴线上。
如图5所示，在主船体1内布置有发动机5、燃油箱6、喷水推进器3、主传动轴4、变速箱7、交流发电机8、整流器9、左锂电池组10a、右锂电池组10b、电缆14、燃油管15等。出于重量分布均衡的考虑，喷水推进器3、发动机5、燃油箱6、变速箱7、交流发电机8、整流器9均布置在主船体1的中轴线上；为简化全船的电线布置，同时为保证侧船体2受到撞击或发生其他事故后，全船仍能维持正常的电力供应，提高全船的生存能力，将两块锂电池组对称布置在主船体1内，以分别满足两个侧船体2的用电需要。此外，为避免随着燃油消耗全船出现过大的纵倾或者严重的稳性问题，将燃油箱6布置在全船重心所在的垂线上。
如图6所示，在右侧船体2b内布置有右逆变器11b、右电动机12b，右螺旋桨推进器13b，右传动轴4b等。同样出于重量分布均衡的考虑，将右螺旋桨推进器13b，右传动轴4b，右电动机12b，右逆变器11b均布置在右侧船体2b的中轴线上。
这种船的加速性、操纵性和舒适性要比传统的船更优越。在启动和中低速巡航的过程中，可以充分利用电动机扭矩大且低转速时功率输出高的特性，无需启动发动机，主要采用侧船体内的螺旋桨推进器即可。遇到航速要求较高、负载较大或锂电池组电量较低等情况，主船体内的发动机随即启动，驱动喷水推进器工作，再根据锂电池组电量以及实际使用工况选择喷水推进器单独工作或喷水推进器和螺旋桨推进器共同工作。一般来说，倒车时速度不高、负载不大，因此倒车过程中仅依靠侧船体内的螺旋桨推进器工作。航行过程中，船舶如果需要转向，一方面可通过调整两个侧船体内的电动机的转速实现转向，另一方面可借助喷水推进器的操纵舵实现转向。
这种喷水推进器和螺旋桨推进器相互配合的形式，可以充分利用两者的优点，可使发动机、电动机始终工作在高效率区，极大的拓宽了航速范围，可以满足多工况作业的需求。

Claims (2)

1.一种油电混合三体高速船，它包括主船体（1）、左侧船体（2a）和右侧船体（2b）,其特征是：它还包括一个设置在主船体（1）中的主动力装置和两个设置在侧船体中的副动力装置，所述主船体（1）位于左侧船体（2a）与右侧船体（2b）的中间位置，左侧船体（2a）通过左连接件(16a)、右侧船体（2b）通过右连接件(16b)与主船体（1）固定连接；所述主动力装置采用沿主船体（1）的中轴线布置，发动机（5）经主传动轴(4)驱动位于主船体（1）后部水下的喷水推进器（3），发动机（5）还经变速箱（7）连接交流发电机（8），交流发电机（8）经整流器（9）与两个对称设置的锂电池组电连接, 燃油箱（6）布置在全船重心所在的垂线上；所述副动力装置采用沿侧船体的中轴线布置，电动机经传动轴驱动螺旋桨推进器，锂电池组经逆变器与电动机电连接；所述左侧船体（2a）和右侧船体（2b）的形状结构大小和内部设备布置完全相同。
2.根据权利要求1所述的一种油电混合三体高速船的工作方法，其特征是：所述油电混合三体高速船在启动、倒车、中低速航行工况下，主船体（1）内的发动机（5）不工作，由侧船体内的电动机驱动螺旋桨推进器工作；在航速要求高、负载大或锂电池组电量低的工况下，主船体（1）内的发动机（5）启动，驱动喷水推进器（3）工作，根据锂电池组电量以及实际情况选择喷水推进器（3）单独工作或喷水推进器（3）与螺旋桨推进器共同工作；所述油电混合三体高速船一方面通过调整两个侧船体内的电动机的转速实现转向，另一方面借助喷水推进器（3）的操纵舵实现转向。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021113903A1 (en) * 2019-12-13 2021-06-17 Solar Sailor Pty Ltd A hyrbrid multihull surface vessel

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107953967B (zh) * 2017-12-15 2019-07-23 江苏科技大学 一种具有水翼的三体船结构
CN109703706A (zh) * 2018-12-28 2019-05-03 广州海工船舶设备有限公司 一种三体半潜式隐身巡逻战斗无人船
CN109649576B (zh) * 2019-01-16 2021-04-02 大连海事大学 一种三体船分段式载荷实验装置
CN110406626A (zh) * 2019-07-11 2019-11-05 中国人民解放军海军工程大学 一种复合三体船
CN111232137A (zh) * 2020-01-13 2020-06-05 三亚中科遥感研究所 组合式台风观测水面无人艇及其观测方法
CN114954881B (zh) * 2022-05-12 2024-03-01 中国人民解放军海军潜艇学院 一种风电混合驱动清洁能源无人船

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003101819A1 (es) * 2002-06-01 2003-12-11 Inversail, S.A. Trimarán motovelero
CN2758187Y (zh) * 2004-09-24 2006-02-15 田秋野 三连体船
CN101559820A (zh) * 2009-06-03 2009-10-21 江苏科技大学 一种复合三体船
JP2009262598A (ja) * 2008-04-22 2009-11-12 Ihi Corp 多胴船の減揺方法及び装置
CN104058085A (zh) * 2014-05-26 2014-09-24 中国人民解放军92859部队 喷水推进的三体便携式无人海洋测深艇
CN203937851U (zh) * 2014-05-26 2014-11-12 中国人民解放军92859部队 基于无人海洋测深艇的油电混合推进动力装置
JP2015009786A (ja) * 2013-07-02 2015-01-19 スズキ株式会社 舟艇
CN105035256A (zh) * 2015-07-10 2015-11-11 上海交通大学 载机型高速水面三体无人平台
KR20160144183A (ko) * 2015-06-08 2016-12-16 대우조선해양 주식회사 축계발전기와 축전지를 이용한 하이브리드 추진선박

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003101819A1 (es) * 2002-06-01 2003-12-11 Inversail, S.A. Trimarán motovelero
CN2758187Y (zh) * 2004-09-24 2006-02-15 田秋野 三连体船
JP2009262598A (ja) * 2008-04-22 2009-11-12 Ihi Corp 多胴船の減揺方法及び装置
CN101559820A (zh) * 2009-06-03 2009-10-21 江苏科技大学 一种复合三体船
JP2015009786A (ja) * 2013-07-02 2015-01-19 スズキ株式会社 舟艇
CN104058085A (zh) * 2014-05-26 2014-09-24 中国人民解放军92859部队 喷水推进的三体便携式无人海洋测深艇
CN203937851U (zh) * 2014-05-26 2014-11-12 中国人民解放军92859部队 基于无人海洋测深艇的油电混合推进动力装置
KR20160144183A (ko) * 2015-06-08 2016-12-16 대우조선해양 주식회사 축계발전기와 축전지를 이용한 하이브리드 추진선박
CN105035256A (zh) * 2015-07-10 2015-11-11 上海交通大学 载机型高速水面三体无人平台

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021113903A1 (en) * 2019-12-13 2021-06-17 Solar Sailor Pty Ltd A hyrbrid multihull surface vessel

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