CN115593551A

CN115593551A - 一种滑行艇局部柔性底结构

Info

Publication number: CN115593551A
Application number: CN202211369779.5A
Authority: CN
Inventors: 孙寒冰; 邹劲; 昝立儒; 李鑫禹; 刘庆楠; 苍玖阳; 迟子涵
Original assignee: Harbin Engineering University
Current assignee: Harbin Engineering University
Priority date: 2022-11-03
Filing date: 2022-11-03
Publication date: 2023-01-13

Abstract

本发明公开了一种依靠柔性变形吸收并消减冲击能量的局部柔性底结构，包括船底柔性外板，柔性支撑、内底板三部分组成；船底外板为复合材料外板，可承受一定强度的水抨击压力，布置于船底水动力驻点处；船体应根据柔性结构安装高度，使船底板向内凹折，形成与船底板为连续结构的内底板；在柔性外板与内底板间，根据船体肋位分布布置柔性支撑，材料为橡胶或弹簧，起阻尼缓冲作用，靠船艉部采用刚性支撑，其余三周采用自由支撑，无载荷条件下，所述船底柔性外板下表面与船底板下表面完全重合。采用本装置可以隔离砰击加速度直接传递到艇内，并利用柔性结构被动变形产生的断级效应改善滑行艇水动力性能。

Description

一种滑行艇局部柔性底结构

技术领域

本发明属于高速艇减震降阻领域，具体涉及一种滑行艇局部柔性底结构。

背景技术

高速滑行艇，经常在波涛汹涌的海面上以高速运行，以拦截威胁或应对紧急情况。滑行艇在海中高速航行时经常部分或全部浮出水面，再以较高的相对速度入水，巨大的水动力载荷瞬间作用在船体上，产生剧烈的垂向振荡冲击，并且这种冲击载荷随着速度的增加而急剧增加。此类冲击引起的人体及艇上设备的振动已被认为是滑行艇乘员健康和设备损坏问题的主要原因之一。尤其是频繁振动、反复冲击对滑行艇乘员的影响不仅包括身体慢性和急性损伤还包括心理疲劳，这已经严重影响驾驶人员和乘员的舒适度，甚至将导致人员受伤。因此，如何降低滑行艇砰击振动是提高滑行艇综合性能的关键问题之一。

目前，应对滑行艇剧烈砰击问题，通常采用的措施是：1)加强船体强度，避免结构破坏；2)针对耐波性能，优化船型；3)增设减振装置，保护人员或设备。但实际上，通过加强船体结构，会大大增加艇体重量，而且无法减缓甚至加重砰击加速度直接传导到船体内部；而船型的变化通常意味着牺牲了船舶的其他性能，如提高斜升角会减轻滑行艇在恶劣海况下的振荡响应，但阻力将急剧提升。增设减振装置是目前最有效的减震方式，但目前的减振装置通常无法兼及高速艇的水动力性能，又或是装置本身系统复杂，可靠性差且成本高。

表1现有高速艇减振措施对比

发明内容

本发明的目的在于一种对船舶整体性能影响较小、结构简单可靠的滑行艇局部柔性底结构。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：

一种滑行艇局部柔性底结构，包括船底柔性外板、柔性支撑、内底板；所述船底柔性外板上部与柔性支撑胶接，靠近船艉侧与船体间采用刚性连接，其余三边为自由边，不进行连接；所述分布在滑行艇肋板正下方，与内底板连接；所述内底板与滑行艇底板是连续结构。

本发明还可以包括：

1、所述船底柔性外板由复合材料组成；船底柔性外板上部与柔性支撑采用高强度胶进行胶接。

2、所述柔性支撑采用橡胶或者弹簧材料；柔性支撑与内底板间采用胶接或者螺纹连接。

3、所述局部柔性底安装完成后，船底柔性外板下表面与船底板下表面完全重合。

4、滑行艇的艏部为砰击位置时，将局部柔性底结构安装在0.7～0.8倍船长处；滑行艇的艉部为砰击位置时，将局部柔性底结构安装在0.2～0.3倍船长处。。

本发明的有益效果在于：

本发明能够依靠柔性变形吸收并消减船底的冲击能量，并利用柔性结构被动变形所产生的断级优化滑行艇的水动力性能，同时该结构不需要大量占用布置空间，对船舶整体性能影响较小，结构简单可靠。

本发明在不改变船体重量或船型的条件下，减缓了抨击加速度到船体内部的传导；该结构利用局部柔性底被动变形所形成的断级改善滑行艇水动力性能；该结构设计简单，可应用于多种高速艇型，具有良好的实用性。

附图说明

图1滑行艇局部柔性底结构俯视图；

图2滑行艇局部柔性底结构纵剖图；

图3局部柔性底结构安装位置纵剖图；

图4滑行艇局部柔性底结构在高速航行情况下，柔性断级变形示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

本发明提供一种滑行艇局部柔性底结构，艇艉在变形的同时产生断级效应，针对不同高速艇可以通过改变图1中角度α、间距l_n以及柔性支撑材料来调整断级效应，达到在吸能减振的同时提高高速艇水动力性能的作用。如图1和2所示，包括船底柔性外板1、柔性支撑2、内底板3三部分组成。船底柔性外板1由复合材料组成，上部与柔性支撑2采用高强度胶进行胶接，靠近船艉侧与船体间采用刚性连接，其余三边为自由边，不进行连接，图中长度L由艇砰击范围决定，通常为0.2～0.3倍船长，宽度B与滑行艇艇体舭折线之间的距离相同，柔性支撑2采用橡胶或者弹簧材料，柔性支撑2分布在滑行艇肋板正下方，与内底板3间采用胶接或者螺纹连接，柔性支撑倾角α_n和间距l_n共同控制柔性断级底板变形形式，当调节支撑倾角α_n使柔性支撑于艇底压力驻点线平行时，柔性断级产生的断级效应最佳；调节间距l_n使驻点线作用于柔性支撑处，可以提升减震效果。内底板3与滑行艇底板是连续结构。

如图3和4所示，在不同海况航行时，其砰击作用区域不同，如波浪的砰击往往来自艏部反复出入水，艇艏作为局部柔性底的安装区域主要针对于吸收波浪砰击造成的艇体振荡，根据滑行艇的首部砰击位置将柔性断级安装在0.7～0.8倍船长处；另外，滑行艇最高航速的限制往往来自纵摇与垂荡耦合导致的海豚运动，海豚运动的砰击周期性明显，且压力驻点线多集中在艉部附近，针对高速滑行艇这一航行特点将0.2～0.3倍船长处也作为局部柔性底的安装区域。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种滑行艇局部柔性底结构，其特征在于：包括船底柔性外板(1)、柔性支撑(2)、内底板(3)；所述船底柔性外板(1)上部与柔性支撑(2)胶接，靠近船艉侧与船体间采用刚性连接，其余三边为自由边，不进行连接；所述分布在滑行艇肋板正下方，与内底板(3)连接；所述内底板(3)与滑行艇底板是连续结构。

2.根据权利要求1所述的一种滑行艇局部柔性底结构，其特征在于：所述船底柔性外板(1)由复合材料组成；船底柔性外板(1)上部与柔性支撑(2)采用高强度胶进行胶接。

3.根据权利要求1所述的一种滑行艇局部柔性底结构，其特征在于：所述柔性支撑(2)采用橡胶或者弹簧材料；柔性支撑(2)与内底板(3)间采用胶接或者螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的一种滑行艇局部柔性底结构，其特征在于：所述局部柔性底安装完成后，船底柔性外板(1)下表面与船底板下表面完全重合。

5.根据权利要求1所述的一种滑行艇局部柔性底结构，其特征在于：滑行艇的艏部为砰击位置时，将局部柔性底结构安装在0.7～0.8倍船长处；滑行艇的艉部为砰击位置时，将局部柔性底结构安装在0.2～0.3倍船长处。