CN109624959B - 气垫船 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种气垫船，涉及船舶设备技术领域，包括设有柔性围裙的船体，船体的底部横向装有推进器，该推进器具有一叶轮，叶轮轴向间隔焊接有多块圆环状隔板，每块圆环状隔板由与叶片个数相对应的板块组成，板块的两侧与所述叶片焊接；叶片的两端外侧分别固定有中部具有通孔的圆形盖板，转轴的两端紧贴所述圆形盖板外设置有柱状的压缩空气配气室盒子，压缩空气配气室盒子内端面穿过圆形盖板通孔与所述叶片端面抵接，压缩空气配气室盒子内端面为圆形封板，该圆形封板上设有配气孔，所述压缩空气配气室盒子与压缩空气输入管连通，与现有技术相比，本发明的气垫船效率高，柔性围裙损坏也能在陆地行驶。

Description

气垫船

技术领域

本发明涉及水面船舶设备技术领域，尤其是一种气垫船。

背景技术

气垫船，是指一种利用表面效应原理，依靠高于大气压的空气在船体与水面或地面间形成气垫，使船体全部或部分脱离水面或底面航行的高速船舶。按产生气垫的方式,可分为全垫升气垫船和侧壁式气垫船两种。气垫船上装有鼓风机和轻型柴油机或燃气轮机等产生气垫和驱动船舶前进的动力装置，并有空气螺旋桨或水螺旋桨、喷水推进器等推进器。由鼓风机产生的高压空气，通过管道送入由船底周围的柔性围裙或刚性侧壁构成的气垫室内形成气垫托起船体，并由发动机驱动推进器使船贴近水面或地面航行，柔性围裙或刚性侧壁限制高压空气溢出。气垫船的航行阻力很小，可使航速高达60〜80km/h。目前，多用作髙速客船、交通艇、货船和渡船，尤其适合在内河急流、险滩和沼泽地使用。全垫升气垫船可以在水上、冰雪上航行，也可在海滩等界面登陆，侧壁式气垫船由于其侧壁大多数为刚性侧壁，且使用水螺旋桨推进，因此不具备登陆性能。全垫升气垫船虽然可登陆，但其船底周围的柔性围裙用在军事目标抢滩登录时，柔性围裙极易受炮火的损坏，围裙一旦受损，高压空气外泄，气垫船即可不能行驶，而且更换困难，修复时间长。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种效率高，柔性围裙损坏也能在陆地行驶的气垫船。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：包括底部首尾及两侧外侧设有柔性围裙的船体，所述船体的底部于所述柔性围裙围成的气垫室的中后部及首部分别横向装有推进器，该推进器具有一叶轮，该叶轮由转轴和多片叶片组成；所述叶轮轴向间隔焊接有多块圆环状隔板，所述圆环状隔板的外边缘与所述叶轮的外边缘平齐，每块所述圆环状隔板由与所述叶片个数相对应的板块组成，所述板块形状与所述叶片中前段与相邻叶片中前段之间形成的腔室的横截面的形状相适应，所述板块的两侧与所述叶片焊接；所述叶片的两端外侧分别固定有中部具有通孔的圆形盖板，该圆形盖板直径等于叶片旋转时形成的圆形运动轨迹的直径，所述转轴的两端紧贴所述圆形盖板外设置有柱状的压缩空气配气室盒子，所述压缩空气配气室盒子内端面穿过所述圆形盖板通孔与所述叶片端面抵接，所述压缩空气配气室盒子内端面为圆形封板，该圆形封板上设有配气孔，所述压缩空气配气室盒子与压缩空气输入管连通。

上述技术方案中，更具体的方案还可以是：在所述转轴外轴向设置有两端为开口的套筒，该套筒将多片所述叶片的后段封装在其内；多个所述叶片的后段将所述套筒内分隔成与所述叶片个数相应的腔室；所述套筒壁上分布有多个吹气孔，两个所述压缩空气配气室盒子的圆形封板套接在所述套筒两端，所述圆形封板上的配气孔有多个，出气量最大的配气孔设置在所述圆形封板下方按转轴运行方向偏前的区域，其他配气孔的出气量按逆时针方向递减排序分布在圆形封板上设置的其他区域内。

进一步的：这些所述叶片以其转轴为中心向外辐射伸展且叶片中前部呈逆时针方向弯曲的状态设置；所述圆形封板与所述套筒之间设有密封圈；所述压缩空气输入管与所述风机或气泵连接。

进一步的：装在船底首部的所述推进器有两个，并排横向设置，此两个推进器的转轴联接；装在船体后部的所述推进器有两个，并排横向设置，此两个推进器的转轴联接；前部两个推进器与后部两个推进器通过一驱动轴驱动；前后部所述推进器由离合器控制转向；所述推进器是悬挂在气垫室内，并通过液压装置进行升降。

进一步的：所述转轴穿过所述压缩空气配气室盒子后与动力装置连接；所述压缩空气配气室盒子外端壁上螺接有用于与船体挂接的挂臂。

由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、由于本发明的船体底部于柔性围裙围成的气垫室的中后部及首部悬挂推进器，船准备航行时，气垫室内先充满压缩空气，该推进器的叶轮至少一半浮在水面上，当叶片旋转入水向后推水时，水将叶片与叶片之间的空气压缩存储到叶片后段与相邻叶片后段之间构成的凹槽内，当叶片向后推水时，凹槽内存储的压缩空气与从压缩空气配气室盒子内吹出的压缩空气同时向后吹水，使叶片入水的部分能量转化为推水的动能，即推进器入水和推水时风机的能耗得到转化利用，效率高；本发明所采用的推进器，强度大，可抢滩登陆，在陆地上行驶；船体柔性围裙被炮火损坏，气垫消失，由推进器充当车轮，可继续在陆地上行驶，可攀爬陡坡。

2、由于叶片准备出水前其后的水流被压缩空气吹走，使叶片提前处于空气中，消除了向上的出水阻力，又因为叶片转至上方处于气垫室的空气中，叶片没有水的阻力，可以提高转速，增大推力。

3、将推进器设置在气垫船的首部时，叶片把前方的波浪向下再向后推出，减小了波浪对气垫的冲击扰动；向后吹的空气在船底产生气垫，把船垫升，减少了阻力。

4、由于叶轮只有下部叶片在水中工作，转向由离合器控制，可不用安装舵、水螺旋桨轴、空气螺旋桨支架，消除了附加阻力。

附图说明

图1是实施例1的结构示意图。

图2是实施例1推进器的结构示意图。

图3是图2的A-A剖视图。

图4是图2的B-B剖视图。

图5是图2的C-C剖视图。

图6是推进器在水里运行与水的示意图。

图7是实施例2的推进器的结构示意图。

图8是图7的D-D剖视图。

具体实施方式

以下结合附图实例，对本发明作进一步详述：

如图1-图6所示的实施例1，本实施例1的气垫船船体1，在该船体的底部首尾及两侧外侧设有柔性围裙2船体的底部于柔性围裙2围成的气垫室4的首部横向并排悬挂有两个推进器5-1、5-2，此两个推进器的转轴联接，每个推进器连接一个离合器（图上未画出）；气垫室4的中后部横向并排悬挂有两个推进器5-3、5-4，此两个推进器的转轴联接，每个推进器连接一个离合器（图上未画出）；前部两个推进器与后部两个推进器通过一驱动轴3驱动，并通过液压装置（图中未画出）控制升降；每个推进器具有一叶轮，该叶轮由转轴6和四片叶片7-1、7-2、7-3、7-4组成，这四片叶片两两相对设置，它们之间的夹角相等，这些叶片以转轴6为中心向外辐射伸展且叶片中前部呈逆时针方向弯曲的状态设置，使叶片入水角度小，阻力小；叶轮轴向间隔焊接有三块圆环状隔板8，圆环状隔板8的外边缘与叶轮的外边缘平齐，每块圆环状隔板8由与四片板块8-1、8-2、8-3、8-4组成，板块形状与叶片中前段与相邻叶片中前段之间形成的腔室的横截面的形状相适应，每块板块的两侧与各自两侧的叶片焊接，如此设置，可防止大件或细长异物进入叶轮内，损坏叶轮，同时也能增大叶轮的强度；在四片叶片的两端外侧分别固定有中部具有通孔的圆形盖板9，该圆形盖板直径等于叶片旋转时形成的圆形运动轨迹的直径；转轴6的两端从各自的圆形盖板通孔中伸出穿过压缩空气配气室盒子10再与动力装置连接，压缩空气配气室盒子10外端壁上螺接有用于与船体挂接的挂臂11，方便压缩空气配气室盒子10调整角度，以达到最佳的吹水提前角；在转轴6外轴向设置有两端为开口的套筒12，该套筒将这四片叶片的后部封装在其内，套筒12的长度与叶片4的宽度相等；四个叶片的后部将套筒12内分隔成与四个腔室13-1、13-2、13-3、13-4；套筒12壁上分布有多个吹气孔14，这些吹气孔在套筒壁上的分布为两端稀疏，中间密集；圆形盖板9中部的通孔也是圆柱状压缩空气配气室盒子10的安装孔，该安装孔与压缩空气配气室盒子10相匹配，压缩空气配气室盒子10的内端面穿过圆形盖板通孔后与叶片端面抵接，压缩空气配气室盒子内端面与叶片抵接的面为圆形封板15，圆形封板15套接在套筒12两端，圆形封板15与套筒12之间设有密封圈，套筒12相对圆形封板15转动，圆形封板15可随压缩空气配气室盒子10以转轴为圆心旋转调整到需要角度；圆形封板15上的配气孔有4个，直径大小各不相同，直径最大的第一配气孔16设置在圆形封板15下方按转轴运行方向偏前的区域，然后以圆形封板的中心点为中心，将圆形封板分为四个等份区域，配气孔的大小按逆时针方向递减排序分布在这四个区域内，压缩空气配气室盒子10与压缩空气输入管17连通，压缩空气输入管17与风机或气泵连接。

上述叶片也可以为直板状。

工作原理：如图6所示，动力装置带动叶轮转轴转动，同时风机通过压缩空气输入管向气垫室输送压缩空气，船体上升，浮在水面上，推进器叶轮下部浸在水中，处于下方的叶片7-1向后推水产生推力，叶片呈逆时针方向弯曲的中前部以最小角度入水，入水阻力小，叶片7-1旋转入水后将叶片7-1与其相邻的已入水叶片7-2之间的空气压入叶片后段的空腔内，随着叶片入水的深度，空气继续被压入叶片前侧后段的腔室内，随着叶片的转动，叶片后段的腔室也在转动，叶片入水过程消耗的能量一大部分被存储在其压缩的空气中；当叶片后段转至转轴正下方向后推水时，其前侧的腔室刚好对应于圆形封板上的第一配气孔16，此时来自风机或气泵的压缩空气从配气孔内吹出进入腔室内，与腔室内形成的压缩空气同时从套筒壁的吹气孔中向船运行方向的后侧吹水，为船前进提供推力，腔室内形成的压缩空气中的能量释放到水中转为推力，在相同能耗的情况下，加大了船的推力，此时该叶片面上的水大部分被吹走，叶片由下向上出水时，大大减少了出水阻力，进一步减少了能耗；该叶片继续向上转动，其对应的腔室对应于第二配气孔18，第二配气孔有少量的压缩空气进入该腔室内，保持腔室及该叶片与前侧相邻叶片之间形成空腔的空气量，当该叶片旋转至转轴上方时，叶片完全处于气垫室内，叶片与叶片之间的空气量充足，直至转入前方重复入水过程。

当在陆地上行驶时，调整推进器的高度，使推进器的叶轮下边缘与柔性围裙平齐，船体依旧漂浮在地面上，推进器充当车轮在地面上滚动，带动船体行驶；当柔性围裙被破坏，气垫消失，船体直接负重在推进器上，推进器也可继续运行，带动船体在陆地上行驶。

如图7、图8所示的实施例2，在船舶都需要高速运行时，则可去掉推进器的套筒，即无小腔室，使压缩空气配气室盒子内配送的压缩空气直接大量吹向叶片与叶片之间形成的空腔内，进而大量向水吹扫，产生迅速吹水的效果，使船航速更快，其它结构均与实施例1相同。

Claims (4)

1.一种气垫船，包括底部首尾及两侧外侧设有柔性围裙的船体，其特征在于：所述船体的底部于所述柔性围裙围成的气垫室的中后部及首部分别横向装有推进器，该推进器具有一叶轮，该叶轮由转轴和多片叶片组成；所述叶轮轴向间隔焊接有多块圆环状隔板，所述圆环状隔板的外边缘与所述叶轮的外边缘平齐，每块所述圆环状隔板由与所述叶片个数相对应的板块组成，所述板块形状与所述叶片中前段与相邻叶片中前段之间形成的腔室的横截面的形状相适应，所述板块的两侧与所述叶片焊接；所述叶片的两端外侧分别固定有中部具有通孔的圆形盖板，该圆形盖板直径等于叶片旋转时形成的圆形运动轨迹的直径，所述转轴的两端紧贴所述圆形盖板外设置有柱状的压缩空气配气室盒子，所述压缩空气配气室盒子内端面穿过所述圆形盖板通孔与所述叶片端面抵接，所述压缩空气配气室盒子内端面为圆形封板，该圆形封板上设有配气孔，所述压缩空气配气室盒子与压缩空气输入管连通；在所述转轴外轴向设置有两端为开口的套筒，该套筒将多片所述叶片的后段封装在其内；多个所述叶片的后段将所述套筒内分隔成与所述叶片个数相应的腔室；所述套筒壁上分布有多个吹气孔，两个所述压缩空气配气室盒子的圆形封板套接在所述套筒两端，所述圆形封板上的配气孔有多个，出气量最大的配气孔设置在所述圆形封板下方按转轴运行方向偏前的区域，其他配气孔的出气量按逆时针方向递减排序分布在圆形封板上设置的其他区域内。

2.根据权利要求1所述的气垫船，其特征在于：这些所述叶片以其转轴为中心向外辐射伸展且叶片中前部呈逆时针方向弯曲的状态设置；所述圆形封板与所述套筒之间设有密封圈；所述压缩空气输入管与风机或气泵连接。

3.根据权利要求1或2所述的气垫船，其特征在于：装在船底首部的所述推进器有两个，并排横向设置，此两个推进器的转轴联接；装在船体后部的所述推进器有两个，并排横向设置，此两个推进器的转轴联接；前部两个推进器与后部两个推进器通过一驱动轴驱动；前后部所述推进器由离合器控制转向；所述推进器是悬挂在气垫室内，并通过液压装置进行升降。

4.根据权利要求3所述的气垫船，其特征在于：所述转轴穿过所述压缩空气配气室盒子后与动力装置连接；所述压缩空气配气室盒子外端壁上螺接有用于与船体挂接的挂臂。

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