CN108791694B - 一种大断阶高速滑行艇艇型 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大断阶高速滑行艇艇型，滑行艇的艇底包括前艇体段和后艇体段；所述前艇体段为弧状；所述后艇体段的两端高度相同且均处于滑行艇底部的最低点；在所述后艇体段之上包括一段贴近于前艇体段的水平艇体段；所述水平艇体段与所述前艇体段的连接处有断阶式的高度差H_D；所述水平艇体段的长度为L₁；H_D/L₁＝2～4；所述后艇体段为平直状，且后艇体段与水平面夹角为α₁，α₁＝4～6°；滑行艇艇宽为K；K/H_D＝6～8；滑行艇吃水深度为T，T/H_D＝0.7～0.9。本发明创新性地将大断阶与防滑条同时应用到滑行艇艇型设计中，在保持来流速度不变的情况下，后艇体将提供更大的升力，同时还能够有效的增加艇体尾部空间，有利于机舱的布置。

Description

一种大断阶高速滑行艇艇型

技术领域

本发明涉及船型技术领域，具体涉及一种大断阶高速滑行艇艇型。

背景技术

滑行艇作为水面高速航行的快艇，在滑行过程中充分利用流体的动升力，使得艇体抬升，减小艇体与水的接触面积，从而达到减小阻力的效果，常规滑行艇航速可达40～50节。滑行艇艇型众多，有单体圆舭型、尖舭型、以及双体槽道型等等。尽管其航速比一般排水型船舶高，但适航性能却较差，不管是深V型滑行艇还是槽道型滑行艇，或者是具有断阶形式的滑行艇，通常在它们的起滑过程中，当体积傅氏数Fr_▽在1～3范围内时容易出现阻力峰，同时在该航速范围内，滑行艇的姿态变化十分剧烈，最大纵倾角甚至超过10°，严重影响了滑行艇的航行性能，并且过大的纵倾角一般伴随着过大的阻力峰，对滑行艇的正常起滑带来了困难，同时也存在着一定的安全隐患。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种大断阶高速滑行艇艇型。

本发明的技术方案如下：

一种大断阶高速滑行艇艇型，滑行艇的艇底包括前艇体段和后艇体段；所述前艇体段为弧状；所述后艇体段的两端高度相同且均处于滑行艇底部的最低点；在所述后艇体段之上包括一段贴近于前艇体段的水平艇体段；所述水平艇体段与所述前艇体段的连接处有断阶式的高度差H_D；所述水平艇体段的长度为L₁；H_D/L₁＝2～4；所述后艇体段为平直状，且后艇体段与水平面夹角为α₁，α₁＝4～6°；滑行艇艇宽为K；K/H_D＝6～8；滑行艇吃水深度为T，T/H_D＝0.7～0.9。

其进一步的技术方案为，所述前艇体段的中纵剖线上有贯穿艇身的平板龙骨；以中纵剖线为基准、平板龙骨的两侧为起点，所述前艇体段的左右两侧包括结构对称的、位置逐渐升高的艇底结构，所述艇底结构包括四个抬升面；每个抬升面上的两个最下方端点的连线向艇身侧边的方向向上倾斜；每个抬升面上的两个最下方端点的连线在水平面上的投影长度相同；相邻的抬升面之间设置有防滑条。

其进一步的技术方案为，前艇体段的艇体左侧的防滑条的下端点在同一直线上；前艇体段的艇体右侧的防滑条的下端点在同一直线上；防滑条下端点的连线所构成的直线与水平面成夹角α₂，α₂＝18°。

其进一步的技术方案为，以中纵剖线为基准、平板龙骨的两侧为起点，在前艇体段的左右两侧的任一侧，第一抬升面底边的中点与第二抬升面底边的中点之间的垂直距离为H₁，第二抬升面底边的中点与第三抬升面底边的中点之间的垂直距离为H₂，第三抬升面底边的中点与第四抬升面底边的中点之间的垂直距离为H₃；艇宽为K；有：H₁/K＝0.025；H₂/K＝0.03；H₃/K＝0.038。

其进一步的技术方案为，相邻的防滑条下端点之间的连线在水平面上的投影长度均为L₂；艇宽为K；L₂/K＝0.09。

其进一步的技术方案为，在前艇体段的左右两侧的任一侧，最外侧的防滑条的下端点与滑行艇主甲板最宽处之间的连线与多条防滑条下端点的连线所构成的直线夹角为α₃，α₃＝55°。

其进一步的技术方案为，所述平板龙骨的宽度为B₁；艇宽为K；B₁/K＝0.07。

本发明的有益技术效果是：

本发明创新性地将大断阶与防滑条同时应用到滑行艇艇型设计中，断阶高度远远大于常规断阶定义的高度。断阶将艇体一分为二，后艇体的中纵剖线与水平面存在一个攻角α，在保持来流速度不变的情况下，后艇体将提供更大的升力，同时还能够有效的增加艇体尾部空间，有利于机舱的布置。滑行过程中在断阶处吸入大量空气，从而在艇底断阶区域处形成气膜，减小了水与艇体的接触面积，进而减小摩擦阻力，同时气膜的存在将艇底分为两个滑行面，每个滑行面的展弦比要大于常规滑行面，并且由于该断阶高度较常规断阶要大，因此将吸入更多的空气，进一步增加滑行面的展弦比，滑行效率得到进一步提高。同时在艇体底部设置的四条防滑条有效地限制了部分水流在艇宽方向上的扰动，对提高滑行效率和稳定姿态起到了积极作用。通过实船试航的结果来看，该艇在全航速段下的纵倾角普遍小于2°，并且消除了过渡状态时容易出现的阻力峰，为该艇的起滑提供了十分有利的条件。

具体的有：

(1)本发明所示的艇型，滑行状态阻力低、装备两台300马力的舷外挂机，最大航速可达53kn；

(2)船中部大断阶和防滑条大大地改善了滑行艇的姿态，将滑行艇全航速段下的纵倾角控制在2°以内，减小了艏部的抨击上浪，特别是消除了常规滑行艇在过渡滑行阶段出现的阻力峰现象；

(3)本发明所示的艇型，在起滑过程中，断阶处吸入大量空气，进而形成气腔，减小了湿面积，从而减小了摩擦阻力；

(4)断阶处吸入空气形成气腔后，将滑行面由一个分割成了两个，相当于增大了单块滑行面的展弦比，从而提高了滑行效率；

(5)防滑条可以有效抑制艇底水流的横向扰动，减小艇体的横向摇荡运动。

附图说明

图1是大断阶滑行艇侧视图。

图2是大断阶滑行艇前视图。

图3是大断阶滑行艇俯视图。

图4是大断阶滑行艇典型横剖面图。

图5是航行纵倾角θ随航速变化曲线图。

具体实施方式

图1是大断阶滑行艇侧视图，如图1所示，本发明中的大断阶高速滑行艇艇型，滑行艇的艇底部分包括前艇体段AB和后艇体段BC。前艇体段AB为弧状。后艇体段BC的两端高度相同且均处于滑行艇底部的最低点，也就是说，图1中的端点B和端点C高度相同且均处于滑行艇底部的最低点。

在后艇体段BC之上包括一段贴近于前艇体段AB的水平艇体段BD。水平艇体段BD是呈水平状的。水平艇体段BD与前艇体段AB的连接处有断阶式的高度差H_D。也就是说，船体的中横剖面处有断阶，此断阶在图1中是在端点B处。水平艇体段BD的长度为L₁，则有H_D/L₁＝2～4。

断阶形态从艇的中纵剖面延伸至艇两舷侧。断阶将艇体分为两个部分，即上述的前艇体段AB和后艇体段BC。在艇前体段AB处设置有防滑条，防滑条从断阶处延伸至船艏。

后艇体段BC为平直状，且后艇体段BC与水平面夹角为α₁，α₁＝4～6°。滑行艇艇宽为K。K/H_D＝6～8。滑行艇吃水深度为T，T/H_D＝0.7～0.9。

如图2所示，结合图3、图4，前艇体段AB的中纵剖线上有平板龙骨。该平板龙骨贯穿艇身。在图2所示的前视图中，底部正中有点1，此点1在艇体的中纵剖线上，其所在的位置也就是平板龙骨的中线上。平板龙骨的长度为B₁，当艇宽为K，有B₁/K＝0.07。

以中纵剖线为基准、平板龙骨的两侧为起点，前艇体段AB的左右两侧包括对称的、位置逐渐升高的多个抬升面。具体的，见图2，以图2的右侧为例，平板龙骨的右侧边缘点至点2为第一个抬升面，点2至点3为第二个抬升面，点3至点4为第三个抬升面，点4至点5为第四个抬升面。

每个抬升面的最底端的两个端点的连线超向艇身侧边的方向向上倾斜。如图2所示，点2～点5均是各个抬升面最底端的端点。点2与点3的连线是朝向艇侧方向向上倾斜的，也就是第二个抬升面的最底端的两个端点的连线超向艇身侧边的方向向上倾斜。同理，点3与点4的连线，也就是第三个抬升面的最底端的两个端点的连线超向艇身侧边的方向向上倾斜，点4与点5的连线，也就是第四个抬升面的最底端的两个端点的连线超向艇身侧边的方向向上倾斜。

每个抬升面的最底端的两个端点的连线在水平面上的投影长度相同。如图2所示，第四个抬升面的最底端的两个端点的连线在水平面上的投影长度即图2中所显示的L₂。以此类推，每个抬升面的最底端的两个端点的连线在水平面上的投影长度均相同。进一步的，当艇宽为K，有L₂/K＝0.09。

在前艇体段AB，相邻的两个抬升面之间设置有防滑条。防滑条从断阶处延伸至船艏。由于每个抬升面的最底端的两个端点的连线在水平面上的投影长度均相同，所以防滑条在艇宽方向以等间距分布。本艇共设置了八条防滑条分布于艇底，在图2中指示出了其中四条，点2、点3、点4和点5所示的为防滑条的下端点，也即最底端的端点，艇身左右两侧结构对称。相邻防滑条间的连线在水平面上的投影长度相同，均为L₂，有L₂/K＝0.09。相邻防滑条间的垂直距离不相等。本发明中的艇的吃水高度必须高于最外侧的防滑条，在图中也就是指点5所示的防滑条。

前艇体段AB艇体左侧的防滑条的下端点在同一直线上。前艇体段AB艇体右侧的防滑条的下端点在同一直线上。如图2所示，也就是说，点2、点3、点4、点5为四条防滑条的下端点，也即最底端的端点，连线构成一条直线。四条防滑条下端点的连线所构成的直线与水平面成夹角α₂，α₂＝18°。

如图2所示，以中纵剖线为基准、平板龙骨的两侧为起点，在前艇体段AB的左右两侧的任一侧有，

第一抬升面底边的中点点a与第二抬升面底边的中点点b之间的垂直距离为H₁，第二抬升面底边的中点点b与第三抬升面底边的中点点c之间的垂直距离为H₂，第三抬升面底边的中点点c与第四抬升面底边的中点点b之间的垂直距离为H₃；艇宽为K；有：H₁/K＝0.025；H₂/K＝0.03；H₃/K＝0.038。

在前艇体段AB的左右两侧的任一侧，最外侧的防滑条的下端点与滑行艇主甲板最宽处之间的连线与多条防滑条下端点的连线所构成的直线夹角为α₃，α₃＝55°在图2中，也即点5和点6之间的连线与点2、点3、点4、点5之间的连线之间的夹角α₃＝55°。

本发明的大断阶高速艇，当排水体积傅汝德数Fr▽＝1～3范围内时，可以有效的减小滑行艇起滑过程中缠身的较大的纵倾角，使得该艇的起滑更加平滑，更加稳定，降低艇艏部对水流的冲击。图5是航行纵倾角θ随航速变化曲线图。如图5所示，图5中横轴Fr▽为排水体积傅汝德数，纵轴θ为航行纵倾角，上方曲线为常规断阶艇纵倾角变化曲线，下方曲线为本发明所述艇型纵倾角变化曲线，从图5可以看出，本发明艇型在全航速段下的航行纵倾角不超过2°，并且该发明艇型单位排水量所消耗的有效功率与常规断阶艇相当，在过渡区航速段时，由于艇体姿态良好，阻力峰消失，阻力较常规艇更小。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种大断阶高速滑行艇艇型，其特征在于，滑行艇的艇底包括前艇体段(AB)和后艇体段(BC)；所述前艇体段(AB)为弧状；所述后艇体段(BC)的两端高度相同且均处于滑行艇底部的最低点；在所述后艇体段(BC)之上包括一段贴近于前艇体段(AB)的水平艇体段(BD)；所述水平艇体段(BD)与所述前艇体段(AB)的连接处有断阶式的高度差H_D；所述水平艇体段(BD)的长度为L₁；H_D/L₁＝2～4；所述后艇体段(BC)为平直状，且后艇体段(BC)与水平面夹角为α₁，α₁＝4～6°；滑行艇艇宽为K；K/H_D＝6～8；滑行艇吃水深度为T，T/H_D＝0.7～0.9；所述前艇体段(AB)的中纵剖线上有贯穿艇身的平板龙骨；以中纵剖线为基准、平板龙骨的两侧为起点，所述前艇体段(AB)的左右两侧包括结构对称的、位置逐渐升高的艇底结构，所述艇底结构包括四个抬升面；相邻的抬升面之间设置有防滑条。

2.如权利要求1所述的大断阶高速滑行艇艇型，其特征在于，每个抬升面上的两个最下方端点的连线向艇身侧边的方向向上倾斜；每个抬升面上的两个最下方端点的连线在水平面上的投影长度相同。

3.如权利要求2所述的大断阶高速滑行艇艇型，其特征在于，前艇体段(AB)的艇体左侧的防滑条的下端点在同一直线上；前艇体段(AB)的艇体右侧的防滑条的下端点在同一直线上；防滑条下端点的连线所构成的直线与水平面成夹角α₂，α₂＝18°。

4.如权利要求2所述的大断阶高速滑行艇艇型，其特征在于，以中纵剖线为基准、平板龙骨的两侧为起点，在前艇体段(AB)的左右两侧的任一侧，第一抬升面底边的中点与第二抬升面底边的中点之间的垂直距离为H₁，第二抬升面底边的中点与第三抬升面底边的中点之间的垂直距离为H₂，第三抬升面底边的中点与第四抬升面底边的中点之间的垂直距离为H₃；艇宽为K；有：H₁/K＝0.025；H₂/K＝0.03；H₃/K＝0.038。

5.如权利要求2所述的大断阶高速滑行艇艇型，其特征在于，相邻的防滑条下端点之间的连线在水平面上的投影长度均为L₂；艇宽为K；L₂/K＝0.09。

6.如权利要求2所述的大断阶高速滑行艇艇型，其特征在于，在前艇体段(AB)的左右两侧的任一侧，最外侧的防滑条的下端点与滑行艇主甲板最宽处之间的连线与多条防滑条下端点的连线所构成的直线夹角为α₃，α₃＝55°。

7.如权利要求2所述的大断阶高速滑行艇艇型，其特征在于，所述平板龙骨的宽度为B₁；艇宽为K；B₁/K＝0.07。

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