CN112193231A - 一种设有阻气帘的高速半气垫船 - Google Patents

Abstract

一种设有阻气帘的高速半气垫船，船体两侧都设有向下延伸的桨墙，两个桨墙之间的船头部位设为船头斜面、船底尾部设有两个阻气帘安装上凹和第一道阻气帘、第二道阻气帘，两道阻气帘为中间充水的软质长条形构造，垂下时挡在左右两个桨墙之间；所述的阻气帘安装上凹为横向的长方形空间，前述阻气帘分别铰接于两个阻气帘安装上凹的前面部位，并可向后上方翻转装入到阻气帘安装上凹中；所述的两个桨墙底部都设有多个升力螺旋桨和一个推力螺旋桨。其具有构造相对简单、前进速度极快的优点。

Description

一种设有阻气帘的高速半气垫船

技术领域

本发明涉及船舶技术领域，特别是一种设有阻气帘的高速半气垫船。

背景技术

我国在拥有四艘“欧洲野牛”气垫船以后，没有自己建造，除了“野牛”装备的5台同轴反转螺旋桨设计的NK-12型发动机仿制难度较高，原因还有一个，那就是不划算。

我国引进这款气垫船的目的之一就是掌握相关设计技术，并非想要自己大量装备。毕竟它的设计标准是按照俄罗斯军队来的，与我国很多装备并不兼容，使用起来也并不是那么顺利。如果想要解决这一难题的话，就要重新对“野牛”进行大改，其难度不言而喻。最重要的是，如果想要自己量产的话，就要重新生产相关制造设备，而且很可能这些设备在被制造出来以后仅能用于生产“野牛”的部件，这样算下来设备的利用率低。

另外，我国也拥有自己独立研发的726型气垫登陆艇，外号“野马”。它是中国航空工业集团公司研制的新型中型气垫船，最高时速可达到60-80节。我国海军还拥有071船坞登陆舰，一艘就可以携带4辆两栖突击车，8辆两栖步兵战车和360名全副武装的海军陆战队员。除了找到替代品以外，我国还大力发展出了075、076两种两栖攻击舰，很大程度上压制了气垫船在海军装备中的地位。

野牛气垫船设计年代久远，很多设计已经比较落后，中国未来如果要量产仿制“野牛”气垫船，自然不会进行简单复制，肯定会进行相应的升级改进，这本身需要时间。中国海军也有足够的时间去等技术人员完全攻克“野牛”气垫登陆艇的所有技术难题、进行全面的升级改进，等国产“野牛”气垫登陆艇具备更强作战性能后再来大规模仿制生产。

气垫船都是大国海军的必备装备之一，其远超普通军舰的速度是其它船只比不了的。我们在现有最新技术下、在相对简单地加工的状态下，采用更简捷的方案设计一种更为安全、高速的类似气垫船的船舶，作为海上速度最快的高机动性运载工具的补充，用于海面上的兵力、火力的高速机动。

发明内容

为了达到上述的目的，本发明提供了一种设有阻气帘的高速半气垫船，该半气垫船船体两侧都设有向下延伸的桨墙，两个桨墙之间的船头部位设为船头斜面、船底尾部设有两个阻气帘安装上凹和第一道阻气帘、第二道阻气帘；所述的第一道阻气帘较短、第二道阻气帘较长，它们为中间充水的软性材质的长条形构造，船高速腾空前进时垂下时挡在船体一左一右的两个桨墙之间形成船底平面下的左、右、后三面围起的空间；所述的阻气帘安装上凹为横向的长方形空间，前述阻气帘分别铰接于两个阻气帘安装上凹的前面部位，可向后上方翻转装入到阻气帘安装上凹中；所述的两个桨墙底部都设有多个整流罩，每个整流罩中都安装有螺旋桨轴，螺旋桨轴设有向下伸出的部分安装螺旋桨，螺旋桨包括多个升力螺旋桨和一个推力螺旋桨，它们都包含防水型螺旋桨电机和螺旋桨叶片。

作为本发明技术方案的进一步描述，所述的两个阻气帘安装上凹的内部的前端部位都设有一个阻气帘安装销耳，阻气帘安装销耳上设有安装销孔；所述的两个阻气帘上端都设有多个阻气帘安装齿，阻气帘安装齿上设有多个阻气帘安装销孔，各个阻气帘安装销孔与阻气帘安装销耳上设有的安装销孔一一用阻气帘铰接安装销连接。

本发明具有构造相对简单、前进速度极快的优点，可为国家军工增添一个装备。

附图说明

图1为本发明的高速行驶状态的剖视示意图。

图2为本发明的低速行驶状态的剖视示意图。

图3为本发明的高速行驶状态正视图。

图4为本发明的低速行驶状态正视图。

图5为本发明中的阻气帘下垂状态示意图。

图6为本发明中的阻气帘在高速时状态示意图。

图7为本发明中的阻气帘本体侧视图。

图8为本发明中的阻气帘铰接安装示意图。

以上各附图中的标识分别为：

1 - 吃水线， 2 - 船头， 3 - 船头斜面进入的空气， 4 - 船头斜面， 5 - 船头进入的空气， 6 - 桨墙， 7 - 升力螺旋桨， 8 - 船底平面， 9 - 船体， 10 - 进入船底的半压缩空气， 11 - 向上托起船底的空气， 12 - 桨墙底部平面， 13 - 第一道阻气帘， 14 -第二道阻气帘， 15 - 阻气帘安装上凹， 16 - 船尾， 17 - 推力螺旋桨， 18 - 阻气帘铰接安装销，20 - 缓冲块， 21 – 阻气帘安装销耳， 22 - 阻气帘安装销孔， 23 - 阻气帘安装齿。

具体实施方式

现在一般船只都是整个船底与水面接触，船身以船自身所有的重力与海水面接触，由此形成的阻力相对较大，这较大地阻碍了船舶的前行速度。本发明高速半气垫船可跃升海面，形成腾空的状态，基本上脱离了水的阻力、同时有多个升力螺旋桨和两个推力螺旋桨持续快速推动，速度可以更高。

根据360百科，“空气占有一定的空间，但它没有固定的形状和体积。在对密闭的容器中的空气施加压力时，空气的体积就被压缩，使内部压强增大。当外力撤消时，空气在内部压强的作用下，又会恢复到原来的体积。如果在容器中有一个可以活动的物体，当空气恢复原来的体积时，该物体将被容器内空气的压力向外推弹出来。这一原理被广泛应用在生产、生活中。” 气垫船是通过密闭的空间内鼓动气流，在船底与地面或水面形成一个气垫层，使船离开地面。本发明中不是密闭的容器，所以形成的称为半压缩空气，由此形成的气垫作用本发明中称为半气垫作用，本发明的船在说明书中称为半气垫船。

本发明一种设有阻气帘的高速半气垫船，只在水力行驶的，任务是在海面上的各种活动，如用于驱逐、兵力快速机动、在海面上发起的战斗攻击。前述半气垫船，其特点是高速前进是一半基于气垫的作用、一半基于高速螺旋桨的作用。我们设计它为腾空高速前进，设有桨墙、设有阻气帘、设有多个螺旋桨有足够大的推力。相比于气垫船速度在60节至80节，结合两种螺旋桨的升力、推力设计，本发明高速船的设计速度约为100节，约等于185公里每小时。

相比于欧洲野牛气垫船，我们的船体体积、船的载重量、船体构造有所不同，总体上是更简单。

也相比于我们以前设计的一种带有折叠桨墙的半地效高速船，设有船尾下凸起，用以拦住流经船底的空气，该船尾下凸起在常速行驶时额外地对航行造成一定的阻碍、并且生成半压缩空气产生气垫作用的效果也不够好。经过新设计，现在的方案有更好的效果。

本发明的主要设计为：船体两侧都向下延的桨墙，桨墙下部和桨墙后部设置多个螺旋桨，两个桨墙之间的船头部位设为船头斜面、船底尾部设有两道两道阻气帘，阻气帘铰接于船底的阻气帘安装上凹部位。其中多个螺旋桨的作用，为高速船的上升和前进提供了充足的动力。

与侧壁式气垫船不同，本发明中船头没有气封装置，本发明中的桨墙类似于前述侧壁。本发明中桨墙的设计，保证了在海面上因为阻气帘产生的气垫作用的更高效、船身更稳定、牢固因此而安全，速度能做到更快。在一定的范围内如船体较大又不需要较大载重的船舶种类上运用该技术，达到高速行驶、船身平稳利于射击的目的。本发明是在这基础上设置了阻气帘。

为了能清楚的说明本发明所提供的方案，下面将针对本发明实施例所应用的一个场景并结合各个附图进行描述。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

附图中虚线表示船的吃水线1。本发明说明书中所表示的前后、内外、上下位置关系均以船体上的桨墙6垂直向下的状态为参照，左右方向上船体9中的部位为内侧，船体9外的空间为外侧，船体前进时的方位为前、船尾为后。

图1为本发明的高速行驶状态的剖视示意图。

如图所示，本发明高速半气垫船设有船头斜面4，船头斜面4位于船头前端和船底平面8最前端之间，与海面的夹角约为30度；该高速半气垫船的两边还向下、垂直地设有两个桨墙6，形成两个桨墙6封闭船底平面8下面的区域两边的状态。优选地，侧视中桨墙前边可与海面形成45度的夹角。本发明船的前端与海面之间形成了一个上部为斜口状的船底进气区。

船尾的船底平面8部位设有两道阻气帘，为第一道阻气帘13、第二道阻气帘14。当本发明高速船高速前进时，有空气快速进入船底进气区，加上升力螺旋桨7和推力螺旋桨17的共同作用，高速向前运动中的船能跃出水面，船底平面8下形成一个接近封闭的空气聚集区，一个三面包围的空间。因为各个螺旋桨的动力，高速行进时船开始掠出水面，进入的船底的风都先后被两道阻气帘挡住，形成半压缩空气继续使船离水面更高。

桨墙6和尾部设有的在前的第一道阻气帘13和在后的第二道阻气帘14形成一个半封闭空间为气垫作用区，船头进气区冲入的风，包括“船头斜面进入的空气3”和“船头进入的空气5”，它们不断快速进入，瞬间地该空气密度变大，被挤压的空气成为“进入船底的半压缩空气10”，可简称为半压缩空气。所述的半压缩空气，就是从船头进气区冲入船底平面8下三面包围空间中被挤压产生气垫作用的空气。

“船头斜面进入的空气3”还起到翘起船头的作用，“进入船底的半压缩空气10”在高速前进中的船底又形成“向上托起船底的空气11”，对高速前进中的船轻易地产生相当大的托起力，使船脱离水面而持续高速前进。

此时，桨墙底部仍然处于水中，和被向后推动的两道阻气帘保持半压缩空气的存在。两道阻气帘有一定的重量，可被持续的船头进气区冲入的风和进入船底的半压缩空气10沿着阻气帘铰接安装销18向后顶开，向后释放一定量的空气。船体较长，船头进气区冲入的风与进入船底的半压缩空气10形成一定的阻力并生成新的进入船底的半压缩空气10，之前进入船底的半压缩空气10经过两道阻气帘下方向后泄放的过程也产生一定的对船体的向前推力，因此可说风对船底的阻力较小，船底仍持续保有大量的向上托起船底的空气11，在船体高速前进的情况下持续托起船底。

本发明中阻气帘是一种空心的装满水的块状浮体，当本发明高速船高速前进时有空气进入船底，产生向上托起船底的空气11，此时船处于腾空的状态。此时阻气帘呈其上端铰接在船尾16底部的阻气帘安装上凹15的状态，下端没有接触到海水而呈下垂状态，当有半压缩空气10向后泄放过程中保持如图6所示的向后倾斜的状态。

图2为本发明的低速行驶状态的剖视示意图。

当本发明高速船低速行驶时，船体9就如一般的船只浮在水面上。此时，阻气帘也因为水的浮力而沿着铰接点被海水顶到阻气帘安装上凹15中，被整个收在阻气帘安装上凹15中，此时两道阻气帘下垂时的前边部位也被转动到船底平面8的平面上。

如图所示，桨墙6为安装于船两个侧边下部的桨墙与船体结合部的墙状构件，每一个桨墙6的底部上设有约四个升力螺旋桨7及一个推力螺旋桨17。升力螺旋桨7使船底平面8跃升出水面一定距离的同时也具有向前推力，推力螺旋桨17高速地推动船前进。

船头进气区为大进气口造型有利于较多空气的进入船底中空部位，船体9底部的中轴线上的尾部位置设有的船尾16下凸起，以用于流经船底与水面之间的空气对高速行进的船体9施加托起的力，有助于大幅度减少船体9与水面的阻力。同时升力螺旋桨7对船体9提供向上的推力，由于半气垫作用，船体9处于腾空的状态，利于高速行驶。

如图所示，此时所有的螺旋桨可都工作，推动船体9以大大优于单个螺旋桨的船舶的速度高速前进。推力螺旋桨17的构造除了朝向角度，其余的都与升力螺旋桨7相同。

桨墙6上设有多个整流罩，整流罩为前小后大的三角形结构，有利于划破水面使船高速前进并使螺旋桨后面的水浪平顺。整流罩中安装有螺旋桨轴，螺旋桨轴向下伸出，其伸出部位安装有防水型螺旋桨电机，螺旋桨电机上带有螺旋桨，所有的螺旋桨都可以为电推螺旋桨。

如图所示，两个桨墙6底部可都安装多个整流罩。整流罩为前尖后宽的三角形结构，与桨墙6处于同一个竖向平面上；每个整流罩中都安装有螺旋桨轴，螺旋桨轴设有向下伸出的部分安装螺旋桨，螺旋桨包括升力螺旋桨7和一个推力螺旋桨17，它们都包含防水型螺旋桨电机和螺旋桨叶片。前述两种螺旋桨向后的倾斜角度不同，升力螺旋桨7同时提供对船体9的推进力还提供对船体9提供向上的升力，推力螺旋桨17仅提供对船体9的推进力。

当本发明高速船到达港口并且需要进港维修时，较慢地由两侧两个推力螺旋桨17产生前进推力。

图3为本发明的高速行驶状态正视图。

本图以本发明高速船前进状态的前视的角度来观察。桨墙6垂直位于水中，为船体9高速前进的必要条件之一。高速前进时船底平面8处于跃离水面的状态，低速前进时船处于船底平面8没入水中的状态，船头后的桨墙部分全部没入水中。

如图可知，船头进气区冲入的风可沿着船头斜面4急骤进入，可见有船头斜面4延后的船体尾部设有两道阻气帘，分别是第一道阻气帘13和第二道阻气帘14，两道阻气帘的两边都接近于触及船体两边的桨墙6，只留一点缝隙。第一道阻气帘自身高度略短可作为缓冲，用于保障桨墙6围住的进入船底的半压缩空气10能被船底拦住。第二道阻气帘的自身高度，设计为在船高速行驶时其下边沿略高于水面。两个阻气帘相应的阻气帘安装上凹15，其构造上的长度、宽度、高度都分别略大于第一道阻气帘13和第二道阻气帘14，以可完全容纳。

每一道阻气帘也可以分成由如图所示的六小块，六小块单独的阻气帘构造也是中间充水，沿着各自上端部位的阻气帘铰接安装销18下垂。

如图所示，高速行驶时，船底平面8处于高于吃水线1的状态，第一道阻气帘13和第二道阻气帘14因为自身的重量处于垂下的状态。

从图中桨墙6形状可知，其在水中的前进阻力较小。桨墙6的前边是若干个升力螺旋桨7，桨墙后边呈向下突出的状态，提供向上的升力，桨墙6后边设有推力螺旋桨17，为船体9的跃升并高速前进提供足够的动力。

本发明相比于野牛气垫船，采用用于水中的多个螺旋桨，桨叶的设计适用于高速水流的结构，动力强劲，能源消耗也在更可接受的能耗范围内。

本发明中螺旋桨的能源可使用电推螺旋桨或由燃油发动机提供。燃油发动机可配不同马力的齿轮箱，改变速比，桨叶转速可达到600转或更高。

本发明中可使用电推螺旋桨，它是用于现代舰艇的主流产品，可由柴油机或燃气轮机先发电，然后带动螺旋桨电机。电推螺旋桨中的电机直接安装在桨墙下部，不需要很长的所谓主轴。本发明中设有的轮机舱可在船体中部，连接各个螺旋桨电机与发电机只用到柔性电缆。本发明还设置相关的对电推螺旋桨的调速装置，为该领域知识这里不作详述。

图4为本发明的低速行驶状态正视图。

如图所示，低速行驶时，从船头进入的空气5量少，无半压缩空气的存在，本发明高速船浮在水面上，船底平面8在吃水线1下。

图5为本发明中的阻气帘下垂状态示意图。

本发明中第一道阻气帘13、第二道阻气帘14是长条形构造，长度略小于船上两个桨墙的距离，为中间充水的软性材质，如硅胶、RPP材料等有一定厚度、一定韧性的材质，由于中间充了很多水具有一定的重量，船高速腾空前进时垂下时挡在船体一左一右的两个桨墙6之间形成船底平面8下的左、右、后三面围起的空间。

第一道阻气帘13的长度稍短、第二道阻气帘14较长，它们可逐级疏散过大的半压缩空气，此时前述封闭空间尾部形成一个弧形状态，两个阻气帘底下有部分缝隙产生。

第一道阻气帘13、第二道阻气帘14的位置，分别与左右两个桨墙6之间都设有的两个阻气帘安装上凹15对应。阻气帘安装上凹15为横向的长方形空间，该空间中后部上方设有缓冲块20。两个阻气帘安装上凹15的大小和空间形状分别与第一道阻气帘13、第二道阻气帘14的大小和形状一致，在大小上相应略大于它们。

两个阻气帘安装上凹15分别可装入第一道阻气帘13、第二道阻气帘14。阻气帘突然被沿着阻气帘铰接安装销18翻转的情况下有一定的冲击力，可得到缓冲块20的缓冲。

第一道阻气帘13、第二道阻气帘14中间装着的是水，与海水的浮力相当，在运动中受到海水的浮力而被顶到阻气帘安装上凹15中，这样整个船底就是整个完全的平面，没有额外突起物。

图6为本发明中的阻气帘在高速时状态示意图。

本发明高速船高速行驶时，因为第一道阻气帘13、第二道阻气帘14自身重量，和进入船底的半压缩空气10对它们的压力、推力，它们呈沿着阻气帘铰接安装销18向后倾斜的状态。

图7为本发明中的阻气帘本体侧视图。

本图展示阻气帘本体状态以及铰接点位置的构造。阻气帘上设有多个阻气帘安装齿23，阻气帘安装齿23分别嵌入到前述的各个阻气帘安装销耳21之间形成齿状缺口中。

阻气帘安装齿23也设有阻气帘安装销孔22。

图8为本发明中的阻气帘铰接安装示意图。

第一道阻气帘13、第二道阻气帘14统称为阻气帘，除了垂下的高度不同以外，其他的都相同，阻气帘较大，上部较长，需要多个的铰接点。所以，船体9的阻气帘安装上凹15里边也设有多个铰接点。如图所示的第一道阻气帘13、第二道阻气帘14可视为可划分为六个区块，每个区块的铰接点都设有六个向下突出的阻气帘安装销耳21，各个阻气帘安装销耳21之间形成齿状缺口。

阻气帘安装销耳21上设有阻气帘铰接安装销孔。

每一个相靠近的阻气帘安装齿23也设有的阻气帘安装销孔22与阻气帘安装销耳21上设有的阻气帘铰接安装销孔都分别用一个阻气帘铰接安装销18穿过连接。

两个桨墙之间的船底尾部设有两个阻气帘安装上凹15和两道阻气帘，每个阻气帘安装上凹15的内部的前端部位都设有一个阻气帘安装销耳21，阻气帘安装销耳21上设有安装销孔；两个阻气帘中的每一个阻气帘，即第一道阻气帘、第二道阻气帘，其上端都设有多个一条直线上的阻气帘安装齿23，阻气帘安装齿23上有多个一条直线上的阻气帘安装销孔22，各个阻气帘安装销孔22与阻气帘安装销耳21上设有的安装销孔一一用阻气帘铰接安装销18连接。前述每个阻气帘的上端都指两个阻气帘垂下状态时的部位。

本发明半气垫船设计只用于海面上行驶，如需进船坞维修、补给时以较慢的速度开进船坞中的水域。

以上在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。说明书的描述为实施本发明的较佳实施方式，所描述是以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围以所附权利要求所界定的为准。

Claims (2)

1.一种设有阻气帘的高速半气垫船，其特征是：

该半气垫船船体（9）两侧都设有向下延伸的桨墙（6），两个桨墙（6）之间的船头部位为船头斜面（4）、船底尾部设有两个阻气帘安装上凹（15）和第一道阻气帘（13）、第二道阻气帘（14）；

所述的第一道阻气帘（13）较短、第二道阻气帘（14）较长，它们为中间充水的软性材质的长条形构造，船高速腾空前进时垂下时挡在船体一左一右的两个桨墙（6）之间形成船底平面（8）下的左、右、后三面围起的空间；

所述的阻气帘安装上凹（15）为横向的长方形空间，前述阻气帘分别铰接于两个阻气帘安装上凹（15）的前面部位，可向后上方翻转装入到阻气帘安装上凹（15）中；

所述的两个桨墙（6）底部都设有多个整流罩，每个整流罩中都安装有螺旋桨轴，螺旋桨轴设有向下伸出的部分安装螺旋桨，螺旋桨包括多个升力螺旋桨（7）和一个推力螺旋桨（17），它们都包含防水型螺旋桨电机和螺旋桨叶片。

2.根据权利要求1所述的一种设有阻气帘的高速半气垫船：

所述的两个阻气帘安装上凹（15）的内部的前端部位都设有一个阻气帘安装销耳（21），阻气帘安装销耳（21）上设有安装销孔；所述的两个阻气帘上端都设有多个阻气帘安装齿（23），阻气帘安装齿（23）上设有多个阻气帘安装销孔（22），各个阻气帘安装销孔（22）与阻气帘安装销耳（21）上设有的安装销孔一一用阻气帘铰接安装销（18）连接。

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