CN108725114A - 一种潜体可收放式小水线面两栖船 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种潜体可收放式小水线面两栖船，包括船体，所述船体的甲板上安装有动力系统、方向舵和倒车舵，位于倒车舵下方的船体通过后轮轴安装有轮子；所述船体下方两侧分别通过潜体支柱安装有潜体，所述船体与潜体支柱之间通过可收放撑杆系统连接，通过可收放撑杆系统的收起状态和放下状态，使船体和潜体组合实现两栖船型和小水线面双体船型两种船型的转换。本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过可收放撑杆系统的作用，可以方便的实现两栖船型和小水线面双体船型两种船型的转换。既能各种形态浅滩区域航行的要求，又能在海中满足一定的抗风浪要求。

Description

一种潜体可收放式小水线面两栖船

技术领域

本发明涉及船舶设备技术领域，尤其是一种潜体可收放式小水线面两栖船。

背景技术

为了满足各种形态的浅水、沙滩、沼泽或滩涂等浅滩区域航行的需要，以空气螺旋桨发动机作为动力系统的各类船舶应运而生，如气垫船、空气推进两栖沼泽船(Air boat)、空气推进垫气滑行艇等，一般统称为空气推进船舶。但这些空气推进船舶的抗风浪能力较差，无法在远海使用，也就无法满足偏远岛礁特别是南海岛礁或珊瑚礁的人员和物质补给、海上侦察和海上救护等海上输送任务需求。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种潜体可收放式小水线面两栖船，从而既能满足各种形态浅滩区域航行的要求，又能在海中满足一定的抗风浪要求。

本发明所采用的技术方案如下：

一种潜体可收放式小水线面两栖船，包括船体，所述船体的甲板上安装有动力系统、方向舵和倒车舵，位于倒车舵下方的船体通过后轮轴安装有轮子；所述船体下方两侧分别通过潜体支柱安装有潜体，所述船体与潜体支柱之间通过可收放撑杆系统连接，通过可收放撑杆系统的收起状态和放下状态，使船体和潜体组合实现两栖船型和小水线面双体船型两种船型的转换。

其进一步技术方案在于：

所述动力系统的安装结构为：船体的甲板上安装动力系统、导管以及通过方向舵转轴安装在导管上的方向舵，所述导管上还安装有倒车舵，动力系统还连接有空气螺旋桨。

单个潜体的安装结构为：所述潜体的顶部固定有导流围壳和潜体支柱，潜体支柱为整体钢结构，潜体的尾部安装有螺旋桨，所述潜体的外侧安装有稳定鳍，潜体的内侧稳定鳍处安装有辅助轮及辅助轮轴，潜体的内侧中部和尾部分别安装有压载水舱及控制系统、水下动力系统。

压载水舱及控制系统的安装结构为：在潜体的内部安装有压载水舱，潜体与压载水舱顶部之间通过管路依次串联连接有第一进水电磁单向阀、水泵和第二进水电磁单向阀，在第一进水电磁单向阀和水泵的上部并联连接有第一排水电磁单向阀，水泵和第二进水电磁单向阀之间并联连接有第二排水电磁单向阀。

所述可收放撑杆系统的结构为：包括固定在船体甲板上的第一支座、第二支座和第三支座，所述第一支座上安装第一转轴，第一转轴将支柱上撑杆和船体连接，所述支柱上撑杆绕着第一转轴转动；第二支座上安装第二转轴，第二转轴将船体和气缸或油缸、电动推杆连接，而气缸或油缸、电动推杆绕着第二转轴转动；第三支座上安装第三转轴，将船体和潜体支柱连接，潜体支柱绕着第三转轴转动；第四转轴将连接支柱下撑杆和潜体支柱，并随着支柱下撑杆和潜体支柱移动；第五转轴将支柱上撑杆和支柱下撑杆连接，并随着支柱上撑杆和支柱下撑杆移动；第六转轴将气缸或油缸、电动推杆和支柱上撑杆连接，并随着气缸或油缸、电动推杆和支柱上撑杆移动。

所述船体采用平底船型。

所述船体的底面采用PTFE板，在PTFE板的内层采用玻璃钢复合材料板，便于与船体上的玻璃钢复合材料板粘接。

所述轮子的结构为：轮子的中部采用MC尼龙轴套，MC尼龙轴套的外围包裹有间隔设置的两层玻璃钢复合材料板，两层玻璃钢复合材料板之间为蜂窝结构，蜂窝结构内设置有泡沫夹芯填充料，在外围的玻璃钢复合材料板的外部包裹PTFE板。

倒车舵的结构为：包括固定在船体甲板上的第四支座、第六支座和第七支座，第五支座固定在船体甲板上的导管上，第八支座固定在支架转轴上；支架转轴的两头分别安装在第四支座和第五支座上，将船体和气流控制面板及气流上档板连接，而气流控制面板和气流上档板固定在支架转轴上，跟随支架转轴一起转动；第七转轴安装在第六支座上，将船体和气缸或油缸、电动推杆连接，而气缸或油缸、电动推杆绕着第七转轴转动；第八转轴安装在第七支座上，连接倒车舵上撑杆和船体，而倒车舵上撑杆绕着第八转轴转动；第十转轴安装在第八支座上，连接倒车舵下撑杆和支架转轴，并随着倒车舵下撑杆和支架转轴移动；第九转轴将连接气缸或油缸、电动推杆和倒车舵上撑杆连接，并随着气缸或油缸、电动推杆和倒车舵上撑杆移动；第十一转轴将连接倒车舵上撑杆和倒车舵下撑杆连接，并随着倒车舵上撑杆和倒车舵下撑杆移动。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过可收放撑杆系统的作用，可以方便的实现两栖船型和小水线面双体船型两种船型的转换。既能各种形态浅滩区域航行的要求，又能在海中满足一定的抗风浪要求。

本发明在航行过程中可以根据环境变化来改变船型，满足任务要求的高性能船舶。其有三大特点：

一是采用空气螺旋桨推进，具备浅滩自由通过能力的两栖船型；

二是采用水螺旋桨推进，具备优良耐波性和舒适性的小水线面双体船型；

三是通过潜体的收放及动力的转换，实现两栖船型与小水线面双体船型的转换，满足不同的使用环境要求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明另一视角的结构示意图。

图3为本发明的应用图(在水面中的船型结构)。

图4为图3的侧视图。

图5为本发明的应用图(在地面上的船型结构)。

图6为图5的侧视图。

图7为本发明的结构示意图(倒车舵初始位置)。

图8为本发明一个倒车舵转90°的状态图。

图9为本发明倒车舵360°逆时针方向原地转动的状态图。

图10为本发明倒车舵360°顺时针方向原地转动的状态图。

图11为本发明小水线面双体船型的结构示意图。

图12为本发明潜体系统的主视图。

图13为图12的侧视图。

图14为图12的俯视图。

图15为本发明可收放撑杆系统的结构示意图(收起状态)。

图16为本发明可收放撑杆系统的结构示意图(放下状态)。

图17为本发明可收放撑杆系统的平面图。

图18为图17的俯视图(全剖视图)。

图19为图17中A部的局部放大图。

图20为本发明船体的结构示意图。

图21为本发明轮子的主视图(全剖视图)。

图22为本发明轮子的结构示意图。

图23为本发明压载水舱及控制系统的结构示意图。

图24为本发明倒车舵的结构示意图。

图25为本发明倒车舵另一视角的结构示意图。

图26为本发明倒车舵的俯视图。

其中：1、船体；2、动力系统；3、空气螺旋桨；4、导管；5、方向舵；6、方向舵转轴；7、倒车舵；8、后轮轴；9、轮子；10、可收放撑杆系统；11、潜体；12、导流围壳；13、潜体支柱；14、辅助轮；15、辅助轮轴；16、稳定鳍；17、控制系统；18、水下动力系统；19、螺旋桨；20、第一支座；21、第一转轴；22、第四转轴；23、第三转轴；24、第三支座；25、支柱上撑杆；26、第五转轴；27、第六转轴；28、支柱下撑杆；29、电动推杆；30、第二转轴；31、第二支座；32、玻璃钢复合材料板；33、PTFE板；34、蜂窝结构；35、泡沫夹芯填充料；36、MC尼龙轴套；37、压载水舱；38、水泵；39、第一进水电磁单向阀；40、第二进水电磁单向阀；41、第一排水电磁单向阀；42、第二排水电磁单向阀；43、管路；44、支架转轴；45、第四支座；46、第五支座；47、气流上档板；48、气流控制面板；49、第七转轴；50、第六支座；51、第八转轴；52、第七支座；53、第九转轴；54、第八支座；55、第十转轴；56、倒车舵下撑杆；57、第十一转轴；58、倒车舵上撑杆。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1-图26所示，本实施例的潜体可收放式小水线面两栖船，包括船体1，船体1的甲板上安装有动力系统2、方向舵5和倒车舵7，位于倒车舵7下方的船体1通过后轮轴8安装有轮子9；船体1下方两侧分别通过潜体支柱13安装有潜体11，船体1与潜体支柱13之间通过可收放撑杆系统10连接，通过可收放撑杆系统10的收起状态和放下状态，使船体1和潜体11组合实现两栖船型和小水线面双体船型两种船型的转换。

动力系统2的安装结构为：船体1的甲板上安装动力系统2、导管4以及通过方向舵转轴6安装在导管4上的方向舵5，导管4上还安装有倒车舵7，动力系统2还连接有空气螺旋桨3。

单个潜体11的安装结构为：潜体11的顶部固定有导流围壳12和潜体支柱13，潜体支柱13为整体钢结构，潜体11的尾部安装有螺旋桨19，潜体11的外侧安装有稳定鳍16，潜体11的内侧稳定鳍16处安装有辅助轮14及辅助轮轴15，潜体11的内侧中部和尾部分别安装有压载水舱37及控制系统17、水下动力系统18。

压载水舱37及控制系统17的安装结构为：在潜体11的内部安装有压载水舱37，潜体11与压载水舱37顶部之间通过管路43依次串联连接有第一进水电磁单向阀39、水泵38和第二进水电磁单向阀40，在第一进水电磁单向阀39和水泵38的上部并联连接有第一排水电磁单向阀41，水泵38和第二进水电磁单向阀40之间并联连接有第二排水电磁单向阀42。

可收放撑杆系统10的结构为：包括固定在船体1甲板上的第一支座20、第二支座31和第三支座24，第一支座20上安装第一转轴21，第一转轴21将支柱上撑杆25和船体1连接，支柱上撑杆25绕着第一转轴21转动；第二支座31上安装第二转轴30，第二转轴30将船体1和气缸或油缸、电动推杆29连接，而气缸或油缸、电动推杆29绕着第二转轴30转动；第三支座24上安装第三转轴23，将船体1和潜体支柱13连接，潜体支柱13绕着第三转轴23转动；第四转轴22将连接支柱下撑杆28和潜体支柱13，并随着支柱下撑杆28和潜体支柱13移动；第五转轴26将支柱上撑杆25和支柱下撑杆28连接，并随着支柱上撑杆25和支柱下撑杆28移动；第六转轴27将气缸或油缸、电动推杆29和支柱上撑杆25连接，并随着气缸或油缸、电动推杆29和支柱上撑杆25移动。

船体1采用平底船型。

船体1的底面采用PTFE板33，在PTFE板33的内层采用玻璃钢复合材料板32，便于与船体1上的玻璃钢复合材料板粘接。

轮子9的结构为：轮子9的中部采用MC尼龙轴套36，MC尼龙轴套36的外围包裹有间隔设置的两层玻璃钢复合材料板32，两层玻璃钢复合材料板32之间为蜂窝结构34，蜂窝结构34内设置有泡沫夹芯填充料35，在外围的玻璃钢复合材料板32的外部包裹PTFE板33。

倒车舵7的结构为：包括固定在船体1甲板上的第四支座45、第六支座50和第七支座52，第五支座46固定在船体1甲板上的导管4上，第八支座54固定在支架转轴44上；支架转轴44的两头分别安装在第四支座45和第五支座46上，将船体1和气流控制面板48及气流上档板47连接，而气流控制面板48和气流上档板47固定在支架转轴44上，跟随支架转轴44一起转动；第七转轴49安装在第六支座50上，将船体1和气缸或油缸、电动推杆29连接，而气缸或油缸、电动推杆29绕着第七转轴49转动；第八转轴51安装在第七支座52上，连接倒车舵上撑杆58和船体1，而倒车舵上撑杆58绕着第八转轴51转动；第十转轴55安装在第八支座54上，连接倒车舵下撑杆56和支架转轴44，并随着倒车舵下撑杆56和支架转轴44移动；第九转轴53将连接气缸或油缸、电动推杆29和倒车舵上撑杆58连接，并随着气缸或油缸、电动推杆29和倒车舵上撑杆58移动；第十一转轴57将连接倒车舵上撑杆58和倒车舵下撑杆56连接，并随着倒车舵上撑杆58和倒车舵下撑杆56移动。

本发明所述的潜体可收放式小水线面两栖船，如图1和图2所示，是由两栖船型和小水线面双体船型复合转换而成，两种船型的转换见图3、图4、图5和图6，是通过可收放撑杆系统10来实现。

两栖船型见图2，是由船体1、安装在船体1甲板上的动力系统2及相连的空气螺旋桨3、安装在船体1甲板上的导管4及通过方向舵转轴6安装在导管4上的方向舵5、安装在船体1甲板上以及导管4上的倒车舵7、安装在船体1上的后轮轴8和轮子9组成。

其中船体1的船型主形态是平底船型，以满足两栖或者陆上使用要求，同时要满足船体1在排水航行状态下稳定性、操纵性、快速性和耐波性的基本要求；根据两栖船型的吨位、航速、航程、效率等要求选择安装在船体1甲板上的动力装置2，同时设计并建造与动力装置2相配套的并连接在动力装置2上的空气螺旋桨3；而安装在船体1甲板上的导管4主要起到三个作用：

一是由于空气螺旋桨3是在导管4内旋转，因此在设计空气螺旋桨3的同时必须考虑导管4的配套设计，并通过两者的匹配优化设计构建成导管螺旋桨，由此来大幅提升空气螺旋桨3的效率；

二是由于方向舵5安装在导管4的后段，可以通过方向舵5的左右偏转来阻挡由动力装置2及相连的空气螺旋桨3产生的高速气流的流动方向，从而改变两栖船型的航向。而方向舵5安装在方向舵转轴6上，方向舵转轴6则固定在导管4的后段上，这样方向舵5就可绕方向舵转轴6转动；

三是由于空气螺旋桨3是在导管4内高速旋转的，这样导管4包裹住了空气螺旋桨3，无形中导管4就构成了对船上人员和设备的安全防护外壳，提升了船的安全防护能力。

相对于方向舵5来说，倒车舵7则是船上一种专用的大角度方向控制系统，而方向舵5则是在船的航线上小角度航向控制，满足船舶基本的操控要求。

倒车舵7安装在船体1甲板上以及导管4上，其主要作用是赋予船在水中或陆上行驶时向后倒车的能力，同时赋予船在水中具备大角度方向的操控能力。

倒车舵7能够实现三个方面的操控效果：

一是确保船在航行时的航向稳定。因为，在前行状态下，倒车舵7不改变动力装置2及相连的空气螺旋桨3产生的高速气流的流动方向。并且由于安装在倒车舵7上面积巨大且位于船重心后的控制气流方向的面板与船航向平行，产生的作用相当于飞机的垂尾功能，保证了船在水中高速航行时航向的稳定；

二是实现两栖状态下船的倒车。对于水螺旋桨来说，通过对水螺旋桨的正反转的控制，能够实现船舶的前行和倒车。但空气螺旋桨3则要通过非常复杂且价格昂贵的桨距控制系统来实现螺旋桨推力的反向，同时由此产生的反向推力又远远小于正向推力，所以很少使用。因此，采用空气螺旋桨3的两栖船型必须采用其他方法来实现倒车。当倒车舵7的两个控制气流方向的面板分别转动90°和﹣90°见图4，且闭合后，方向就与两栖船型航向垂直，将阻挡动力装置2及相连的空气螺旋桨3产生的高速气流的流动方向。这样高速气流由向船体1后方流动改变为向船体1前方流动，从而实现了气流推力的反向，即对两栖船型产生的推力由向前改变为向后。对于采用轮子9及倒车舵7的两栖船来说，就可以实现一定条件下在陆上的前行和倒车，使得两栖船型具备了一定的上岸能力。当然也可以在水中实现倒车；

三是实现两栖船型水中原地360°顺时针方向或360°逆时针方向转动(如图9和图10所示)。当倒车舵7的一个控制气流方向的面板转动90°(如图8所示)，另一个控制气流方向的面板仍保持与两栖船型航向平行的状态时，由此产生的结果是一半的气流向前，一半的气流向后，构成了旋转力矩，实现了两栖船在水中原地顺时针旋转360°。同理，一个面板不动，另一个面板转动﹣90°，又可以实现两栖船型在水中原地逆时针旋转360°；后轮轴8固定在船体1艉部的下方，采用金属材质制造。

轮子9安装在后轮轴8上，并绕后轮轴8转动。后轮轴8的固定位置要求安装好的轮子9露出船底三分之一，以保证两栖船在陆上行驶时不被小的碎石、泥沙阻挡，并防止尖锐物对船体1表面的损伤。

小水线面双体船型见图11、图12、图13和图14，是由两套对称布置的潜体11、固定在潜体11上的导流围壳12和潜体支柱13、安装在潜体11内侧的辅助轮14及辅助轮轴15、安装在潜体11外侧的稳定鳍16、安装在潜体11内的压载水舱及控制系统17、水下动力系统18及相连的安装在潜体11尾部的水螺旋桨19组成。常规船舶航速提高的最大障碍是兴波阻力，而小水线面船型利用兴波阻力与水线面面积的频繁成正比的特点，通过将排水体积向下转移，减小水线面面积来实现兴波阻力的减小。即将水下部分潜体11做成鱼雷状，且保证潜体11的排水体积能够通过潜体支柱13将水上部分船体1等抬出水面从而不产生兴波阻力。同时与水接触的细长形状导流围壳12其水线面面积较小，兴波阻力就小，加之采用双体船型，保证了船的横稳性，使得波浪对它的扰动力和力矩大幅度减小。所以小水线面双体船型的抗风能力强，波浪上的失速、纵摇和垂荡运动小，在波浪上没有明显的增阻或降速情况。潜体11是2个彼此平行且相互对称的鱼雷状船体，头部为水滴状，目的是减小潜体11的水阻力，确保其在水中优良的快速性能。同时，潜体11圆柱形状除了有利于提供全船浮力外，还有利于压载水舱及控制系统17和水下动力系统18等的布置。包裹在潜体支柱13外的导流围壳12截面呈扁簿、外凸的流线型，目的是减小小水线面双体船型状态时的航行阻力，且具有较小的水线面积。潜体支柱13为纵向相连的钢结构，一端固定在潜体11上，另一端通过两个铰接点分别与可收放撑杆系统10上的两个铰接点相连。这样通过可收放撑杆系统10可以完成潜体系统的收放从而达到不同船型的转换。当处于小水线面双体船型状态时，潜体支柱13将水上部分船体1等托出水面。导流围壳12既固定在潜体11上，又固定在潜体支柱13上，使得潜体11、导流围壳12和潜体支柱13相互连接构成一体，保证了水下部分潜体11等结构的纵向稳定。由于小水线面双体船一般采用水螺旋桨推进，且潜体11在水下较深，对水螺旋桨直径的限制相对就小，因此可以选择直径较大的水螺旋桨以提高船的推进效率。并且小水线面双体船型的双体、双桨也提供了优良的操控回转性能，零航速时可以原地回转。当然，小水线面船型有可能出现纵向失稳，即船不能保持原来的航行状态，不是埋首而导致船体1前部触水，就是抬首而导致船体1后部着水。为此在每个潜体11的外侧整船重心前后位置固定增设2个稳定鳍16，稳定鳍16的作用是控制船在波浪中的运动和航态，从而进一步改善其耐波性。但小水线面两栖船在潜体11外侧布置稳定鳍16与常规小水线面双体船在潜体11内侧布置稳定鳍16刚好相反，原因是小水线面两栖船的潜体11在两栖状态下需要收起，稳定鳍16如果布置在内侧会影响两栖船在浅滩中的航行。对于在浅滩中航行中，甚至在陆上行驶的两栖船型来说，本身对重量要求就非常敏感，而当作为小水线面双体船型的水上部分时，更要求船体1是轻结构。所以，对水上部分的所有部件主要是船体1和动力系统2尽可能采用轻结构。而对于常规小水线面双体船的水下船体来说并无重量方面的特别要求，因为其水下船体是通过支柱直接与水上船体固结，并不要求水下船体具备收放功能。但小水线面两栖船的潜体11则完全不同，需要根据不同的使用状态进行潜体11的收放，特别是在潜体11收起后进入了两栖状态，这时必然要求潜体11也是轻结构。同时，在总体布局时，尽可能将重量较重的用于水下推进的各种系统布置在潜体11内，以保证在小水线面双体船型状态下水上部分船体1等重量尽可能轻，这样有利于现有潜体11的排水体积能够通过潜体支柱13将水上部分船体1等抬出水面。辅助轮轴15固定在潜体11内侧壳体上，采用金属材质制造。辅助轮14安装在辅助轮轴15上，并绕辅助轮轴15转动。辅助轮轴15的固定位置要求在处于两栖船型状态时，安装好的辅助轮14露出潜体11壳体三分之一，正好与船体1上露出的轮子9处于同一水平面上，以保证两栖船在陆上行驶时不被小的碎石、泥沙阻挡，并防止尖锐物对潜体11表面的损伤。安装在潜体11内的水下动力系统18由发动机组、配电板、变压器、控制系统17和电动机等组成，最后通过电动机与安装在潜体11尾部的水螺旋桨19相连。

小水线面两栖船针对不同的使用环境要求，通过可收放撑杆系统10来实现潜体11的收放从而达到不同船型的转换，同时不同的船型也对应着不同的动力形式。在两栖船型状态，采用动力系统2推进空气螺旋桨3形式对浅吃水航行及陆上移动非常有利。此时，安装在潜体11内的水下动力系统18和尾部的水螺旋桨19停止工作，避免了水螺旋桨19在浅吃水区域和陆上无法使用的缺点；在小水线面船型状态见图11，采用水下动力系统18推进水螺旋桨19形式对深吃水及波浪上航行非常有利。此时，安装在船体1甲板上的动力系统2和空气螺旋桨3停止工作，避免了空气螺旋桨3在海上波浪中无法使用的缺点。

可收放撑杆系统10见图15和图16，由第一支座20、第二支座31、第三支座24、第一转轴21、第二转轴30、第三转轴23、第四转轴22、第五转轴26、第六转轴27、气缸或油缸、电动推杆29、支柱上撑杆25、支柱下撑杆28和相连的潜体支柱13组成。其中气缸或油缸、电动推杆29是利用气压或液压、电力的驱动装置，能远距离控制驱动装置进行直线运动来带动潜体支柱13的转动。第一支座20、第二支座31和第三支座24均固定在船体1上；第一转轴21安装在第一支座20上，用于连接支柱上撑杆25和船体1，而支柱上撑杆25可以绕着第一转轴21转动；第二转轴30安装在第二支座31上，用于连接船体1和气缸或油缸、电动推杆29，而气缸或油缸、电动推杆29可以绕着第二转轴30转动；第三转轴23安装在第三支座24上，用于连接船体1和潜体支柱13，而潜体支柱13可以绕着第三转轴23转动；第四转轴22用于连接支柱下撑杆28和潜体支柱13，并可以随着支柱下撑杆28和潜体支柱13移动；第五转轴26用于连接支柱上撑杆25和支柱下撑杆28，并可以随着支柱上撑杆25和支柱下撑杆28移动；第六转轴27用于连接气缸或油缸、电动推杆29和支柱上撑杆25，并可以随着气缸或油缸、电动推杆29和支柱上撑杆25移动。

在由支柱上撑杆25和支柱下撑杆28或倒车舵上撑杆58和倒车舵下撑杆56构成的可折撑杆系统见图8中，与驱动装置如电动推杆、油缸、气缸等相连的撑杆称为上撑杆，而与主受力件相连的撑杆称为下撑杆。采用可折撑杆系统的目的是避免驱动装置直接受力，并在自锁状态限制主受力件转动，而在需要解除自锁状态时，驱动装置可迅速解除自锁状态，带动主受力件转动。潜体支柱13放下和收起的过程如下：当主受力件潜体支柱13放下时，气缸或油缸、电动推杆29通过第六转轴27带动支柱上撑杆25绕着第一转轴21向上转动，同时支柱上撑杆25通过第五转轴26、支柱下撑杆28和第四转轴22带动潜体支柱13绕着第三转轴23向下转动。当由两栖船型状态转换为小水线面船型状态时，支柱上撑杆25和支柱下撑杆28呈轴线重合状，并使得两个撑杆成为二力杆状态。二力杆的受力特点是在垂直于杆轴线方向上力的分量等于零或者非常小，也就是说此时气缸或油缸、电动推杆29受力很小。同时由于小水线面船型状态时主要受力由主受力件潜体支柱13来承受，而此时呈轴线重合状的两个撑杆与潜体支柱13间有较大的夹角，两个撑杆仅受到较小的分力，因此两个撑杆要比潜体支柱13细很多。

可折撑杆系统的自锁状态是依靠下面三个设计要素实现的：

一是当两个撑杆的轴线平行，接近重合时，两轴线间有一偏心量，一般为5毫米，用于保证两轴线有微小的偏离，自然处于死点状态；

二是在两个撑杆间有一贴合面如图19中，贴合面一方面是为了传力，另一方面可以限制撑杆向另一个方向转动，贴合面间隙一般为0.05～0.15毫米；

三是通过驱动装置以很小的力限制上撑杆的转动，保证死点状态稳定。由于可折撑杆系统采用的是偏心自锁式方式，而解除自锁的办法只能通过驱动装置的外力作用，即通过驱动装置施加外力使得两个撑杆向着非限制方向转动来破坏死点平衡位置从而解除自锁。当主受力件潜体支柱13收起时，气缸或油缸、电动推杆29通过第六转轴27带动支柱上撑杆25绕着第一转轴21向下转动，同时支柱上撑杆25通过第五转轴26、支柱下撑杆28和第四转轴22带动潜体支柱13绕着第三转轴23向上转动，一直到可折撑杆系统折起，潜体支柱13收起为止。

船体1见图20为单体船。艏部为上翘且略微尖削式的平底船艏，可以局部改善平底船型不佳的耐波性能，减小两栖船型在波浪中的砰击和航行水阻力。船体1的中部和艉部则为侧面具有一定斜升角、底部为平底的船型，采用平底船型目的是增加两栖船型船底与地面的接触面积，减小两栖船型在浅滩航行或滑行时船底的压强。而具有一定斜升角的中艉部船型造成了两栖船型的船体1在水中重心后排水量的减小，使得船艏排水量大于船艉排水量，船艏自然抬起，由此带来的结果就是提高了两栖船型的航向稳定性。同时在两栖船型状态时在船体1的艉部底部安装轮子9，在潜体11内侧壳体上安装辅助轮14，并要求轮子9和辅助轮14的安装高度为露出船底三分之一，以保证两栖船在陆上行驶时不被小的碎石、泥沙阻挡，防止尖锐物对船体1和潜体11表面的损伤。

由于两栖船型的船体1结构一般采用玻璃钢复合材料板32建造，玻璃钢复合材料板32由玻璃纤维和树脂混合固化制成，这种材料的防撞抗割划能力较差。而当两栖船通过浅水沙滩或碎石、沼泽或滩涂时，就有可能会遇到各种尖锐物，它们会对两栖船型船体1或潜体11相应的玻璃钢复合材料板32表面或轮子9和辅助轮14的玻璃钢复合材料板32表面造成损伤。为此必须对玻璃钢复合材料板32表面进行必要的保护处理，而选用的保护表面的材料是具备双面特性的PVDF板或改性PTFE板33，其中的一面为PVDF板或改性PTFE板，具有优良的防撞抗割划性能；另一面为热压在PVDF板或改性PTFE板上的玻璃钢板，使得这面具备可粘接特性。这样通过采用特殊的制造方法，可以将具备双面特性的PVDF板或改性PTFE板33上的可粘接特性玻璃钢板面与玻璃钢复合材料板32的外表面粘接在一起，牢固且不易脱落。两栖船型船体1上需要粘贴具备双面特性的PVDF板或改性PTFE板33的部位包括：易受到撞击或抗割的船体1的船底平底部，安装辅助轮14的潜体11表面，轮子9和辅助轮14的外表面，这样就可以在这些部位形成有效的防撞抗割划表面。

轮子结构见图21和图22，适用于轮子9和辅助轮14，由玻璃钢复合材料板32、具备双面特性的PVDF板或改性PTFE板33、蜂窝结构34、泡沫夹芯填充料35和MC尼龙轴套36组成。其中蜂窝结构34就是利用自然界的一大奇迹即六角形蜂巢原理构建而成，实践表明由六角形构造的结构比任何圆形或正方形构造的结构都强有力，能承担来自各方的外力。即使使用最纤薄的材料，只要把它做成蜂窝形状，都能承受很大的外力，而且不易变形。由于蜂窝结构34具有压缩模量高和重量轻的优点，因此采用蜂窝结构34制造的轮子9具备重量轻、强度大、刚度高、具有缓冲等功能，能够满足两栖船型对轮子9使用的要求。蜂窝结构34是由无数个相同的单个六角形型材粘接而成，每个六角形型材都采用模具制造，以有效降低生产成本。蜂窝结构34的材料可以采用玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维以及相应的树脂，通过混合固化形成单一的六角形型材，然后将各个单一的六角形型材按照六角型蜂巢原理粘接在一起。由于轮子9为圆形样式，必然存在轮子9的圆形外圈和内圈，因此必须将糊制好的蜂窝结构34进行切割，形成轮子9的圆形外圈和内圈。为了形成圆形外圈和内圈，在靠近圆形外圈和内圈的六角形型材就会被破坏，使得六边的一边或者几边被割除。为了方便将圆形的玻璃钢复合材料板32糊制到六角形型材上，也为了强化被破坏六角形型材的强度和刚度，必须用泡沫夹芯填充料35对被破坏的六角形型材进行填充以形成圆形的外圈和内圈。泡沫夹芯填充料35的材质一般为PVC泡沫，也可以采用PMI泡沫，它们均为结构泡沫，重量轻、抗压及抗冲击性能好。MC尼龙轴套36按过盈配合安装在轮子9结构的圆形玻璃钢复合材料板32内圈内，目的是使轮子9结构通过MC尼龙轴套36与轮子9和辅助轮14上的金属材质的后轮轴8和辅助轮轴15接触。MC尼龙又称浇铸尼龙，材料为聚已内酰胺，具有重量轻、强度高、耐磨、自润滑、防腐、绝缘等多种独特性能，而且号称“水轴承”，特别适合水中作为轴承使用。

压载水舱及控制系统17见图23固定安装在潜体11壳体内，它是由压载水舱37、水泵38、第一进水电磁单向阀39、第二进水电磁单向阀40、第一排水电磁单向阀41、第二排水电磁单向阀42和管路43组成。其中压载水舱37为水密结构，固定在潜体11壳体内。由于要求潜体11的排水体积能够通过潜体支柱13将水上部分船体1等抬出水面，因此设计的潜体11的排水浮力是巨大的。仅仅通过可收放撑杆系统10希望将潜体11压入水中是不可能的，因为对小水线面两栖船来说，不可能设计能够克服如此巨大浮力的气缸或油缸、电动推杆29。为此，要设计一个合适的压载水舱37，通过压载水舱37进水和排水的调节来满足潜体11不同浮力大小的需求，实现通过潜体11的收放完成不同船型的转换。压载水舱37中压载水的进或排是通过对水泵38和四个电磁单向阀及相关管路43操作实现的。进压载水的操作如下：开启水泵38、进水电磁单向阀139和进水电磁单向阀240，通过连接潜体11外水的管路43将水抽到压载水舱37内，一直到压载水舱37进水满为止；排压载水的操作如下：开启水泵38、排水电磁单向阀141和排水电磁单向阀242，通过连接压载水舱37内水的管路43将水抽到潜体11外，一直到压载水舱37排光水为止，与此同时，潜体11的排水浮力就可以通过潜体支柱13将水上部分船体1等抬出水面。注意在对压载水舱37开展压载水进或排的操作时，应该同步开始可收放撑杆系统10对潜体11放或收的操作，目的是防止在压载水进或排过程中所出现的浮力剧烈变化从而可能会对可收放撑杆系统10造成损伤。

倒车舵7见图24、图25和图26，由第四支座45、第五支座46、第六支座50、第七支座52、第八支座54、支架转轴44、第七转轴49、第八转轴51、第九转轴53、第十转轴55、第一转轴57、气缸或油缸、电动推杆29、气流控制面板48、气流上档板47、倒车舵上撑杆58和倒车舵下撑杆56组成。其中在倒车舵7中的气缸或油缸、电动推杆29、倒车舵上撑杆58和倒车舵下撑杆56的工作原理均与在可收放撑杆系统10中相应件的工作原理一样。

第四支座45、第六支座50和第七支座52均固定在船体1甲板上，第五支座46固定在船体1甲板上的导管4上，支座854固定在支架转轴44上；支架转轴44的两头分别安装在支座45和支座546上，用于连接船体1和气流控制面板48及气流上档板47，而气流控制面板48和气流上档板47固定在支架转轴44上，可以跟随支架转轴44一起转动；气流控制面板48主要用于在大角度方向控制时改变动力装置2及相连的空气螺旋桨3产生的高速气流的流动方向，并在不改变高速气流的流动方向时起垂尾作用，用于稳定高速航行时的航向。气流上档板47作为补充则用于防止气流控制面板48在改变高速气流的流动方向的同时有气流向上溢出；转轴749安装在支座650上，用于连接船体1和气缸或油缸、电动推杆29，而气缸或油缸、电动推杆29可以绕着转轴749转动；转轴851安装在支座752上，用于连接倒车舵上撑杆58和船体1，而倒车舵上撑杆58可以绕着转轴851转动；第一转轴055安装在支座854上，用于连接倒车舵下撑杆56和支架转轴44，并可以随着倒车舵下撑杆56和支架转轴44移动；转轴953用于连接气缸或油缸、电动推杆29和倒车舵上撑杆58，并可以随着气缸或油缸、电动推杆29和倒车舵上撑杆58移动；第一转轴157用于连接倒车舵上撑杆58和倒车舵下撑杆56，并可以随着倒车舵上撑杆58和倒车舵下撑杆56移动。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (9)

1.一种潜体可收放式小水线面两栖船，其特征在于：包括船体(1)，所述船体(1)的甲板上安装有动力系统(2)、方向舵(5)和倒车舵(7)，位于倒车舵(7)下方的船体(1)通过后轮轴(8)安装有轮子(9)；所述船体(1)下方两侧分别通过潜体支柱(13)安装有潜体(11)，所述船体(1)与潜体支柱(13)之间通过可收放撑杆系统(10)连接，通过可收放撑杆系统(10)的收起状态和放下状态，使船体(1)和潜体(11)组合实现两栖船型和小水线面双体船型两种船型的转换。

2.如权利要求1所述的一种潜体可收放式小水线面两栖船，其特征在于：所述动力系统(2)的安装结构为：船体(1)的甲板上安装动力系统(2)、导管(4)以及通过方向舵转轴(6)安装在导管(4)上的方向舵(5)，所述导管(4)上还安装有倒车舵(7)，动力系统(2)还连接有空气螺旋桨(3)。

3.如权利要求1所述的一种潜体可收放式小水线面两栖船，其特征在于：单个潜体(11)的安装结构为：所述潜体(11)的顶部固定有导流围壳(12)和潜体支柱(13)，潜体支柱(13)为整体钢结构，潜体(11)的尾部安装有螺旋桨(19)，所述潜体(11)的外侧安装有稳定鳍(16)，潜体(11)的内侧稳定鳍(16)处安装有辅助轮(14)及辅助轮轴(15)，潜体(11)的内侧中部和尾部分别安装有压载水舱(37)及控制系统(17)、水下动力系统(18)。

4.如权利要求3所述的一种潜体可收放式小水线面两栖船，其特征在于：压载水舱(37)及控制系统(17)的安装结构为：在潜体(11)的内部安装有压载水舱(37)，潜体(11)与压载水舱(37)顶部之间通过管路(43)依次串联连接有第一进水电磁单向阀(39)、水泵(38)和第二进水电磁单向阀(40)，在第一进水电磁单向阀(39)和水泵(38)的上部并联连接有第一排水电磁单向阀(41)，水泵(38)和第二进水电磁单向阀(40)之间并联连接有第二排水电磁单向阀(42)。

5.如权利要求1所述的一种潜体可收放式小水线面两栖船，其特征在于：所述可收放撑杆系统(10)的结构为：包括固定在船体(1)甲板上的第一支座(20)、第二支座(31)和第三支座(24)，所述第一支座(20)上安装第一转轴(21)，第一转轴(21)将支柱上撑杆(25)和船体(1)连接，所述支柱上撑杆(25)绕着第一转轴(21)转动；第二支座(31)上安装第二转轴(30)，第二转轴(30)将船体(1)和气缸或油缸、电动推杆(29)连接，而气缸或油缸、电动推杆(29)绕着第二转轴(30)转动；第三支座(24)上安装第三转轴(23)，将船体(1)和潜体支柱(13)连接，潜体支柱(13)绕着第三转轴(23)转动；第四转轴(22)将连接支柱下撑杆(28)和潜体支柱(13)，并随着支柱下撑杆(28)和潜体支柱(13)移动；第五转轴(26)将支柱上撑杆(25)和支柱下撑杆(28)连接，并随着支柱上撑杆(25)和支柱下撑杆(28)移动；第六转轴(27)将气缸或油缸、电动推杆(29)和支柱上撑杆(25)连接，并随着气缸或油缸、电动推杆(29)和支柱上撑杆(25)移动。

6.如权利要求1所述的一种潜体可收放式小水线面两栖船，其特征在于：所述船体(1)采用平底船型。

7.如权利要求1所述的一种潜体可收放式小水线面两栖船，其特征在于：所述船体(1)的底面采用PTFE板(33)，在PTFE板(33)的内层采用玻璃钢复合材料板(32)，使其与船体(1)上的玻璃钢复合材料板(32)粘接。

8.如权利要求1所述的一种潜体可收放式小水线面两栖船，其特征在于：所述轮子(9)的结构为：轮子(9)的中部采用MC尼龙轴套(36)，MC尼龙轴套(36)的外围包裹有间隔设置的两层玻璃钢复合材料板(32)，两层玻璃钢复合材料板(32)之间为蜂窝结构(34)，蜂窝结构(34)内设置有泡沫夹芯填充料(35)，在外围的玻璃钢复合材料板(32)的外部包裹PTFE板(33)。

9.如权利要求1所述的一种潜体可收放式小水线面两栖船，其特征在于：倒车舵(7)的结构为：包括固定在船体(1)甲板上的第四支座(45)、第六支座(50)和第七支座(52)，第五支座(46)固定在船体(1)甲板上的导管(4)上，第八支座(54)固定在支架转轴(44)上；支架转轴(44)的两头分别安装在第四支座(45)和第五支座(46)上，将船体(1)和气流控制面板(48)及气流上档板(47)连接，而气流控制面板(48)和气流上档板(47)固定在支架转轴(44)上，跟随支架转轴(44)一起转动；第七转轴(49)安装在第六支座(50)上，将船体(1)和气缸或油缸、电动推杆(29)连接，而气缸或油缸、电动推杆(29)绕着第七转轴(49)转动；第八转轴(51)安装在第七支座(52)上，连接倒车舵上撑杆(58)和船体(1)，而倒车舵上撑杆(58)绕着第八转轴(51)转动；第十转轴(55)安装在第八支座(54)上，连接倒车舵下撑杆(56)和支架转轴(44)，并随着倒车舵下撑杆(56)和支架转轴(44) 移动；第九转轴(53)将连接气缸或油缸、电动推杆(29)和倒车舵上撑杆(58)连接，并随着气缸或油缸、电动推杆(29)和倒车舵上撑杆(58)移动；第十一转轴(57)将连接倒车舵上撑杆(58)和倒车舵下撑杆(56)连接，并随着倒车舵上撑杆(58)和倒车舵下撑杆(56)移动。