CN110194239A - 一种结合水气动力学减摇的高速多体滑行艇 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种结合水气动力学减摇的高速多体滑行艇，艇体整体为三片体结构，包括对称设置的双艇体，所述双艇体底部的对称轴处设置有中央小片体，所述双艇体两侧分别对称设置有前减摇栅格翼和后减摇栅格翼；所述前减摇栅格翼和后减摇栅格翼分别为倾斜向上的结构，且分别与所述双艇体通过螺栓平滑连接。本发明提供的结合水气动力学减摇的高速多体滑行艇，耐波性强，稳定性高。

Description

一种结合水气动力学减摇的高速多体滑行艇
技术领域
本发明涉及滑行艇技术领域，特别是涉及一种结合水气动力学减摇的高速多体滑行艇。
背景技术
高速艇已成为国内外船艇领域发展的必然趋势，目前我国高速艇的最大航速约为60节-70节，与欧美国家相关技术尚有很大差距。而高速艇的发展中，如何使船艇的设计兼顾良好的技术性能，即“快速性”、“耐波性”及“稳性”是亟待解决的难题。
船艇技术性能中，耐波性是一项至关重要的性能。船艇在波浪中的运动和加速度会引起船体砰击、甲板上浪、阻力增加和螺旋桨飞车，会导致船体结构损伤、设备仪器损坏等问题，且对于小型船舶尤为严重。而耐波性问题中，横摇问题对船艇的性能影响最大。常见的减摇方法多采用安装附加装置、主动控制舵面的方法来补偿摇动，其使用和维护成本均很高。
对于船艇性能中的快速性方面，目前国内高速艇型多为单体滑行艇，在Froude数大到一定程度时，这种艇型会出现“海豚运动(porpoising)”现象，严重影响船艇的耐波性和稳定性。
发明内容
本发明的目的是提供一种结合水气动力学减摇的高速多体滑行艇，以解决上述现有技术存在的问题，使船艇耐波性强，稳定性高。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种结合水气动力学减摇的高速多体滑行艇，艇体整体为三片体结构，包括对称设置的双艇体，所述双艇体底部的对称轴处设置有中央小片体，所述双艇体两侧分别对称设置有前减摇栅格翼和后减摇栅格翼；所述前减摇栅格翼和后减摇栅格翼分别为倾斜向上的结构，且分别与所述双艇体通过螺栓平滑连接。
可选的，所述中央小片体靠近所述前减摇栅格翼的部分为扁平状且带攻角的结构；所述中央小片体靠近所述后减摇栅格翼的部分为对称的截面逐渐减小的变截面双曲型结构。
可选的，所述双艇体与所述中央小片体为一体成型结构。
可选的，所述双艇体顶部的曲率半径从船艏到船艉逐渐增大。
可选的，所述双艇体前端开设有对称设置的缺口，所述缺口为梯形结构；所述缺口与所述双艇体的顶部之间设置有平滑的斜面。
可选的，所述前减摇栅格翼和所述后减摇栅格翼分别位于艇体的吃水线以下。
可选的，所述前减摇栅格翼和后减摇栅格翼远离所述双艇体的一端分别为平滑的圆弧凸起结构。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明提供的结合水气动力学减摇的高速多体滑行艇具备常规滑行艇的高速滑行功能，且经过流体力学优化的多体艇型设计能在提高滑行效率的同时减少兴波阻力；同时所设计安装的减摇翼可以减缓高速航行状态下艇的横摇，而由于在正常航行无摇动时减摇翼在吃水线以上，故减摇翼产生的阻力很小，减摇效率比现有减摇装置高。另外，减摇翼为固定安装，并没有作动部件和运动机构，故整体制造和安装成本很低。非常适合推广实行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明结合水气动力学减摇的高速多体滑行艇结构示意图；
图2为本发明结合水气动力学减摇的高速多体滑行艇的底部结构示意图；
图3为本发明结合水气动力学减摇的高速多体滑行艇的顶部结构示意图；
图4本发明结合水气动力学减摇的高速多体滑行艇的侧面结构示意图；
图5本发明结合水气动力学减摇的高速多体滑行艇的五分之一艇长处剖视图；
图6本发明结合水气动力学减摇的高速多体滑行艇的五分之四艇长处剖视图；
其中，1为双艇体、2为前减摇栅格翼、3为后减摇栅格翼、4为中央小片体、5为缺口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种结合水气动力学减摇的高速多体滑行艇，以解决上述现有技术存在的问题，使船艇耐波性强，稳定性高。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
横摇是指船艇航行过程中，以船舶重心所在的前后轴线(纵轴线)为中心的回转摇晃，其对船艇的性能影响最大。目前，减缓船艇横摇问题的主要手段是安装减摇装置，常见的减摇装置有：舭龙骨、减摇鳍和舵减摇系统等。
舭龙骨的作用是增加横摇阻尼，是目前应用最广泛的减摇装置。但是，当在高速船艇上安装时，舭龙骨会造成很大的阻力，影响航行效率，尤其对于高速滑行艇而言，达到一定速度开始起滑后，舭龙骨会脱离水面，并不能起到减摇的作用。
减摇鳍和舵减摇系统均有较好的减摇效果，但由于两种方式均为通过主动控制舵面的形式，实现对船体横摇的补偿，从而系统的复杂程度高，造成成本巨大，因而选配减摇鳍和减摇系统的用户很少。
艇型方面，目前国内的高速艇型多为单体滑行艇，滑行艇利用滑行平板的原理，在高速时艇体上抬以减少艇体浸湿面积，并提供一定的升力，从而达到减阻提速的目的。由于常规的滑行艇起滑后，在波浪中吃水较小，耐波性较差，故一般采用深V断级滑行艇，主要是加大剖面V度以改善艇的耐波性，并设置横向断级，使高速时的部分艇底不与水接触，从而进一步减少摩擦面积。然而，深V断级滑行艇在Froude数大到一定程度时，会出现“海豚运动(porpoising)”现象，严重影响船艇的稳定性。
针对上述问题，本发明提供一种结合水气动力学减摇的高速多体滑行艇，如图1-6所示，艇体整体为三片体结构，包括对称设置的双艇体1，双艇体1占整体排水量的80％，双艇体1底部的对称轴处设置有中央小片体4，中央小片体4为前半部平整、后半部变截面，以同时实现快速起滑和减阻；双艇体1两侧分别对称设置有前减摇栅格翼2和后减摇栅格翼3，前减摇栅格翼2和后减摇栅格翼3的翼面通过水动力和气动力之间的交互作用实现减摇；前减摇栅格翼2和后减摇栅格翼3提供升力，并通过栅格布局减少气流和水流的分离，提高效率；无干扰航行时为气动翼面，产生升力的同时只产生很小的阻力；前减摇栅格翼2和后减摇栅格翼3分别为倾斜向上的结构，且分别与双艇体1通过螺栓平滑连接。
进一步优选的，中央小片体4靠近前减摇栅格翼2的部分为扁平状且带攻角的结构；中央小片体4靠近后减摇栅格翼3的部分为对称的截面逐渐减小的变截面双曲型结构。双艇体1与中央小片体4为一体成型结构。双艇体1顶部的曲率半径从船艏到船艉逐渐增大。双艇体1前端开设有对称设置的缺口5，缺口5为梯形结构；缺口5与双艇体1的顶部之间设置有平滑的斜面。前减摇栅格翼2和后减摇栅格翼3分别位于艇体的吃水线以下。前减摇栅格翼2和后减摇栅格翼3远离双艇体1的一端分别为平滑的圆弧凸起结构。
船艏的小曲率半径线型设计帮助破浪，并逐步过度到船艉的大曲率半径线型，以帮助高速时艇体的起滑，同时通过艏部至艉部线型曲率半径变大，来压制及消除艏部小曲率半径线型产生的兴波，从而减小兴波阻力。
左右两侧艇体相连一体的中央小片体4，中央小片体4分为两段，前半段为扁平状结构，后半段为变截面双曲型结构，通过中央小片体4的前半部分扁平带攻角的设计，加强高速艇的滑行能力，后半部分采用变截面设计，片体截面由宽至窄，进一步减少兴波阻力并增强起滑后的稳定性；
三片艇体之间的缺口5在高速航行时会产生气穴，由于气体无法迅速从艇尾底部排出，气流的滞止使得高速航行中艇体底部形成高压气垫，可在增稳的同时，进一步提高艇体升力。
在艇侧的吃水线以上设计了减摇栅格翼，减摇栅格翼分布为每侧两组，为了增加翼面的工作效率，每组翼面均使用分段翼型设计，减小流动分离。减摇栅格翼的工作原理如下：所有设计的翼面均会产生向上的升力；当船体沿着某个旋转轴转动时，原本处于吃水线以上的翼面会转入吃水线以下，从而在同等条件下，由翼面产生向上1000倍于气动力的水动力，进而产生逆向力矩，达到抵抗该方向转动的效果，实现减摇功能。由于在无干扰航行时，所有减摇栅格翼均处于吃水线上方，故产生的阻力很小，此设计相比传统的减摇装置工作效率有极大的提高
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种结合水气动力学减摇的高速多体滑行艇，其特征在于：艇体整体为三片体结构，包括对称设置的双艇体，所述双艇体底部的对称轴处设置有中央小片体，所述双艇体两侧分别对称设置有前减摇栅格翼和后减摇栅格翼；所述前减摇栅格翼和后减摇栅格翼分别为倾斜向上的结构，且分别与所述双艇体通过螺栓平滑连接。
2.根据权利要求1所述的结合水气动力学减摇的高速多体滑行艇，其特征在于：所述中央小片体靠近所述前减摇栅格翼的部分为扁平状且带攻角的结构；所述中央小片体靠近所述后减摇栅格翼的部分为对称的截面逐渐减小的变截面双曲型结构。
3.根据权利要求1所述的结合水气动力学减摇的高速多体滑行艇，其特征在于：所述双艇体与所述中央小片体为一体成型结构。
4.根据权利要求1所述的结合水气动力学减摇的高速多体滑行艇，其特征在于：所述双艇体顶部的曲率半径从船艏到船艉逐渐增大。
5.根据权利要求1所述的结合水气动力学减摇的高速多体滑行艇，其特征在于：所述双艇体前端开设有对称设置的缺口，所述缺口为梯形结构；所述缺口与所述双艇体的顶部之间设置有平滑的斜面。
6.根据权利要求1所述的结合水气动力学减摇的高速多体滑行艇，其特征在于：所述前减摇栅格翼和所述后减摇栅格翼分别位于艇体的吃水线以下。
7.根据权利要求1所述的结合水气动力学减摇的高速多体滑行艇，其特征在于：所述前减摇栅格翼和后减摇栅格翼远离所述双艇体的一端分别为平滑的圆弧凸起结构。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112078743A (zh) * 2020-08-24 2020-12-15 武汉理工大学 一种具有减摇水翼的三体高速滑行艇

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61105282A (ja) * 1984-10-26 1986-05-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 没水体付き双胴船首型船舶
JPH07117780A (ja) * 1993-09-03 1995-05-09 Kohei Shioda 高速双胴水中翼船
JPH11222179A (ja) * 1998-02-09 1999-08-17 Hitachi Zosen Corp 高速双胴船の船底構造
CN201140776Y (zh) * 2007-08-31 2008-10-29 中国舰船研究设计中心 一种扰流型船艉结构双体船
US7963240B1 (en) * 2009-02-10 2011-06-21 Werner Todd C Catamaran having tubular air scoops
CN102282065A (zh) * 2008-08-20 2011-12-14 阿斯彭动力卡塔马坦斯有限责任公司 单驱动双船体
CN107539420A (zh) * 2017-08-29 2018-01-05 中国船舶科学研究中心上海分部 一种带有稳定鳍的小水线面双体船

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61105282A (ja) * 1984-10-26 1986-05-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 没水体付き双胴船首型船舶
JPH07117780A (ja) * 1993-09-03 1995-05-09 Kohei Shioda 高速双胴水中翼船
JPH11222179A (ja) * 1998-02-09 1999-08-17 Hitachi Zosen Corp 高速双胴船の船底構造
CN201140776Y (zh) * 2007-08-31 2008-10-29 中国舰船研究设计中心 一种扰流型船艉结构双体船
CN102282065A (zh) * 2008-08-20 2011-12-14 阿斯彭动力卡塔马坦斯有限责任公司 单驱动双船体
US7963240B1 (en) * 2009-02-10 2011-06-21 Werner Todd C Catamaran having tubular air scoops
CN107539420A (zh) * 2017-08-29 2018-01-05 中国船舶科学研究中心上海分部 一种带有稳定鳍的小水线面双体船

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112078743A (zh) * 2020-08-24 2020-12-15 武汉理工大学 一种具有减摇水翼的三体高速滑行艇

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