CN109823504A - 一种具有太阳能动力的扇翼推进地效翼船 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有太阳能动力的扇翼推进地效翼船，包括船身，于船身的左右两侧布置侧浮筒，于船身及各侧浮筒上均布置推进进电机，于船身的内部分别设置互为串联的控制器，直流配电器及双向DC/DC变换器，充电控制器并联于直流配电器与双向DC/DC变换器之间；船身与各侧浮筒之间分别连接前翼及后翼，于各侧浮筒的外侧还连接侧翼，垂直尾翼连接于船身的尾部上端，于各前翼的前缘还布置横流式风扇；于各前翼、后翼、侧翼的表面均覆盖太阳能电池硅晶阵列。本发明利用太阳能转变为电能给推进电机或直流负载供电，同时可利用富余电能给锂电池组充电，通过各推进电机驱动横流式风扇中的旋转叶片启闭以产生升力和推力，其具有无尾气排放，节能及环保的优点。

Description

一种具有太阳能动力的扇翼推进地效翼船

技术领域

本发明涉及新能源船舶设备领域，尤其涉及一种具有太阳能动力的扇翼推进地效翼船。

背景技术

地效翼船是一种利用地面效应原理而制成的船只。目前，国内外市场上得到广泛应用的地效翼船主要是小型地效翼船(起飞重量5000kg以下)，然而这些小型地效翼船都采用航空发动机作为动力，航空燃油作为能源，其具有价格昂贵、使用维护成本高的缺陷。另外还存在航空燃油产生的尾气造成空气污染、螺旋桨转速高噪声大等诸多缺点，严重制约地效翼船的实用化和商用化。

发明内容

本申请人针对上述现有问题，进行了研究改进，提供一种具有太阳能动力的扇翼推进地效翼船，本发明充分利用清洁能源来实现地效翼船推进电机及用电负载的供电，极大的降低了地效翼船对生态环境的空气污染和噪音污染。

本发明所采用的技术方案如下：

一种具有太阳能动力的扇翼推进地效翼船，包括船身，于船身的左右两侧布置侧浮筒，于所述船身及各侧浮筒上均布置推进进电机，于所述船身的内部分别设置互为串联的控制器，直流配电器及双向DC/DC变换器，充电控制器并联于直流配电器与双向DC/DC变换器之间；船身与各侧浮筒之间分别连接带有襟翼的前翼及带有升降舵的后翼，于各侧浮筒的外侧还连接侧翼，垂直尾翼连接于船身的尾部上端，于各前翼的前缘还布置横流式风扇；于各前翼、后翼、侧翼的表面均覆盖太阳能电池硅晶阵列。

其进一步技术方案在于：

各前翼与后翼均以所述船身为中心对称布置，各前翼分布于船身的前部，各后翼分布于船身的后部；

所述侧翼布置于侧浮筒的中后部；

于所述船身及各侧浮筒的底部均布置用于连接双向DC/DC变换器的锂电池组及用于连接充电控制器的岸电接口；

所述横流式风扇由多个旋转叶片及支撑框架组合构成，所述旋转叶片由推进电机控制启闭；

于所述前翼靠近横流式风扇的一端还延伸形成带开口的引流板，引流板自所述前翼的上表面一端弯曲延伸形成弧形引流板，所述弧形引流板的背面与前翼的下表面封闭连接。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明利用太阳能转变为电能给推进电机或直流负载供电，同时可利用富余电能给锂电池组充电，通过各推进电机驱动横流式风扇中的旋转叶片启闭以产生升力和推力，其具有无尾气排放，绿色、节能及环保的优点。

(2)本发明中横流式风扇中的旋转叶片旋转速度低，并且推进电机运行安静，由此降低了航行噪声，有助于实现安静、隐蔽的航行，极大的降低了地效翼船对生态环境的空气污染和噪音污染。

附图说明

图1为本发明的俯视图。

图2为本发明的侧视图。

图3为本发明的正视图。

图4为图1在A-A方向的剖视结构示意图。

图5为本发明的电力系统原理图。

其中：1、船身；2、侧浮筒；3、前翼；301、引流板；4、襟翼；5、后翼；6、升降舵；7、侧翼；8、副翼；9、垂直尾翼；10、方向舵；11、横流式风扇；12、推进电机；13、旋转叶片；14、锂电池组；15、太阳能电池硅晶阵列；16、控制器；17、直流配电器；18、直流负载；19、双向DC/DC变换器；20、充电控制器；21、岸电接口。

具体实施方式

下面说明本发明的具体实施方式。

如图1至图5所示，一种具有太阳能动力的扇翼推进地效翼船包括船身1，船身1用于提供本发明在水面状态的浮力。于船身1的左右两侧布置侧浮筒2，侧浮筒2用于提供水面横倾扶正力矩。在船身1和各侧浮筒2上均布置推进电机12.于船身1的内部分别设置互为串联的控制器16，直流配电器17及双向DC/DC变换器19，充电控制器20并联于直流配电器17与双向DC/DC变换器19之间；船身1与各侧浮筒2之间分别连接带有襟翼4的前翼3及带有升降舵6的后翼5，各前翼3与后翼5均以船身1为中心对称布置，各前翼3分布于船身1的前部，各后翼5分布于船身1的后部，两个前翼3利用地面效应提供升力，两个后翼5也用于提供升力，并与前翼3组成升力体提供纵向力矩平衡。于各侧浮筒2的外侧还连接侧翼7，侧翼7布置于侧浮筒2的中后部，上述侧翼7也以船身1为中心对称分布，该侧翼7用于增加空中飞行时的横向稳定性。垂直尾翼9连接于船身1的尾部上端，用于提供航向稳定作用。于各前翼3的前缘还布置横流式风扇11，横流式风扇11由多个旋转叶片13及支撑框架组合构成，旋转叶片13由布置于船身1及侧浮筒2上的推进电机12控制启闭以产生升力和推力，当地效翼船达到一定速度时通过前翼3、后翼5产生气动升力来支撑地效翼船的大部分船身重量，最终达到飞行状态，同时在飞行中通过襟翼4、副翼8、升降舵6、方向舵10来控制本发明的航行姿态。如图4所示，于前翼3靠近横流式风扇11的一端还延伸形成带开口的引流板301，引流板301自前翼3的上表面一端弯曲延伸形成弧形引流板，弧形引流板的背面与前翼3的下表面封闭连接。

如图1、图5所示，于各前翼3、后翼5、侧翼7的表面均覆盖太阳能电池硅晶阵列15(图1中阴影区域)，各太阳能电池硅晶阵列15均与控制器16连接，该太阳能电池硅晶阵列15用于将太阳能转化为电能驱动推进电机12，同时为地效翼船上的其他直流负载18提供电能。于船身1及各侧浮筒2的底部均布置用于连接双向DC/DC变换器19的锂电池组14及用于连接充电控制器20的岸电接口21。

本发明的具体工作过程如下：

在天气清朗时，太阳能电池硅晶阵列15中的半导体电子元器件吸收太阳辐射能，并使之转变为电能；如图5所示，通过控制器16中的计算机自动化测控系统测控电压、电流、对太阳能电池硅晶阵列15中的电能进行调控，进而使电能输出至直流配电器17，直流配电器17将电能分配给各推进电机12及直流负载18(指除了推进电机12以外的用电设施、仪器)，从而保证地效翼船正常运行。直流配电器17根据负载的电能消耗情况，将富余的电能通过双向DC/DC变换器19对地效翼船上配置的锂电池组14进行充电。

在阴雨天气时，由于太阳能电池硅晶阵列15的发电效率不高，因此由船身1及侧浮筒2底部配置的岸电接口21通过充电控制器20及双向DC/DC变换器19对锂电池组14进行充电，当锂电池组14充电完成后，经过双向DC/DC变换器19将电能输送至直流配电器17，直流配电器17再将电能配给各推进电机12及直流负载18，以保证地效翼船在阴雨天气正常运行。

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，在不违背本发明的基本结构的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims (6)

1.一种具有太阳能动力的扇翼推进地效翼船，包括船身(1)，于船身(1)的左右两侧布置侧浮筒(2)，于所述船身(1)及各侧浮筒(2)上均布置推进进电机(12)，其特征在于：于所述船身(1)的内部分别设置互为串联的控制器(16)，直流配电器(17)及双向DC/DC变换器(19)，充电控制器(20)并联于直流配电器(17)与双向DC/DC变换器(19)之间；船身(1)与各侧浮筒(2)之间分别连接带有襟翼(4)的前翼(3)及带有升降舵(6)的后翼(5)，于各侧浮筒(2)的外侧还连接侧翼(7)，垂直尾翼(9)连接于船身(1)的尾部上端，于各前翼(3)的前缘还布置横流式风扇(11)；于各前翼(3)、后翼(5)、侧翼(7)的表面均覆盖太阳能电池硅晶阵列(15)。

2.如权利要求1所述的一种具有太阳能动力的扇翼推进地效翼船，其特征在于：各前翼(3)与后翼(5)均以所述船身(1)为中心对称布置，各前翼(3)分布于船身(1)的前部，各后翼(5)分布于船身(1)的后部。

3.如权利要求1所述的一种具有太阳能动力的扇翼推进地效翼船，其特征在于：所述侧翼(7)布置于侧浮筒(2)的中后部。

4.如权利要求1所述的一种具有太阳能动力的扇翼推进地效翼船，其特征在于：于所述船身(1)及各侧浮筒(2)的底部均布置用于连接双向DC/DC变换器(19)的锂电池组(14)及用于连接充电控制器(20)的岸电接口(21)。

5.如权利要求1所述的一种具有太阳能动力的扇翼推进地效翼船，其特征在于：所述横流式风扇(11)由多个旋转叶片(13)及支撑框架组合构成，所述旋转叶片(13)由推进电机(12)控制启闭。

6.如权利要求1所述的一种具有太阳能动力的扇翼推进地效翼船，其特征在于：于所述前翼(3)靠近横流式风扇(11)的一端还延伸形成带开口的引流板(301)，引流板(301)自所述前翼(3)的上表面一端弯曲延伸形成弧形引流板，所述弧形引流板的背面与前翼(3)的下表面封闭连接。