CN117048771A - 水上飞船 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水上飞船，其包括的船体，所述船体包括宽大的永不下沉的浮体和船舱；所述浮体为底平结构，所述船舱为顶平结构；所述船舱的上安装有气动驱动装置，所述船体的尾部安装有带转向、倒车装置的喷水驱动装置。而本发明的水上飞船由永不下沉的浮体构成，该浮体可避免船高速行进时被抬离水面，同时可减少船的吃水深度，确保平衡性，提高安全性。此外本发明是由头气驱动尾喷水驱动的方式驱动，船头安装喷气驱动装置，该喷气驱动装置不仅可获得前进的动力又可抽走船舱的头部的空气，使船头气压下降进而减少峰值阻力。

Description

水上飞船

技术领域

本申请是分案申请，原申请号：2021102473141，原申请日：2021-03-05。本分案申请提出优先权要求，原在先申请号：2020101539024，原在先申请日：2020-03-07。

本说明书除更正原申请说明书的文字错误外，不做其它修改。

本发明涉及水上交通工具技术领域，尤其是涉及水上飞船。

背景技术

速度是衡量交通工具的一个重要指标，而船作为主要的水上交通工具，其速度的重要性不言而喻。为了提高船速，本领域技术人员不断尝试和创新，发明了气垫船、水翼船、地效翼船，但上述船虽然提高了船速，但存在高速行进时，吃水深度较小的船会发生被抬离水面超低空高速飞行而阻力增大的问题。

发明内容

为了克服现有技术存在的上述技术问题，本发明提供水上飞船。

其具体的技术方案如下：包括的船体，所述船体的横截面呈倒T型，所述T型的横为宽大的永不下沉的浮体，所述T型的竖为狭长的船舱；所述浮体为底平结构，所述船舱为顶平结构；所述船体的头部和所述船体的尾部均为尖圆结构，所述船舱的前竖面和所述浮体的前竖面均垂直设置且所述船舱的前竖面可构成一面硬帆，所述船舱的头部安装有气动驱动装置，所述气动驱动装置包括进气口，所述船体的头部和所述浮体围成与所述进气口连通的气流通道；所述浮体的尾部安装有带转向、倒车装置的喷水驱动装置。

本技术方案中，船体的横截面呈倒T型，所述T型的横为宽大的永不下沉的浮体，所述T型的竖为狭长的船舱；当船的排水量、长度确定后，永不下沉浮体宽度增加，平衡性更好，吃水深度减少，船水下的头、尾水压差峰值减少，峰值阻力减少。船舱狭长，宽度减少，重心在中间，平衡性更好，水上部分的挡风面积减少从而减少空气阻力。

把永不下沉浮体设计成底平、船舱设计成顶平，避免行驶时产生升力或压力导致船头船尾升、降而增加截风截水面积增加阻力。

利用气动驱动装置，从船头前下方把气体向上抽再向后推，在获得前进动力的同时，降低船头气压从而减少阻力并增加动力；同时给船头提供保持航向的动力，增强船的抗风抗浪能力。将浮体的尾部设计成尖圆结构（由三个相切的等圆围成的部分加上一个半圆构成），后竖面是垂直的。当船前进时，处于浮体后两个圆心处的水到达船尾各点的距离是相等的，因此水补充因船前进而留下的空穴的时间是相等的，不易产生涡流、湍流，减少阻力；同理，船舱设计成尾尖圆，也能减少阻力。

所述浮体的尾部安装有带转向、倒车装置的喷水驱动装置。实现灵活转向并发挥喷水驱动推力大的优势。低速喷水驱动、高速喷水加气动驱动，充分发挥了水推力大、气推进快的优势；水上飞船能以几百节的速度行驶。

进一步的，所述浮体为底平结构，所述船舱为顶平结构。避免行驶时产生升力或压力导致船头船尾升、降而增加截风截水面积而增加阻力。

进一步的，所述气驱动装置包括螺旋桨、轴流风机和喷气发动机。从船舱的头部前下方把气体向上抽再向后推，在获得前进动力的同时，降低船舱的头部气压从而减少阻力并增加动力；同时给船头提供保持航向的动力，增强船的抗风抗浪能力。

进一步的，所述尖圆结构由3个呈倒三角分布且相切的等直径圆中的水平方向上的两个圆剪除相切点之外的部分，第3个圆剪除其半圆后剩余的部分围合而成。

进一步的，所述进气口上的前下方设有倒U型导流装置，所述倒U型导流装置的两个端脚与所述浮体连通，所述倒U型导流装置可确保不让上、左、右三面进气。

进一步的，所述倒U型导流装置、所述船舱的头部和所述浮体围成的所述气流通道，所述气流通道从所述倒U型导流装置的开口往里逐渐变小。气流通道逐渐变小从而使气体流速逐渐增大，气压逐渐变小，阻力逐渐变小，提高了降压减阻效果，从而减少更大的阻力并获得更大的动力。在船头，船舱既是船舱又是抽气通道的一部分；永不下沉浮体既是浮体又是抽气通道的一部分，并能起到减少阻力增大动力的作用。

进一步的，所述浮体为钢-玻璃钢-泡沫-木板-玻璃钢结构，钢管焊接做好龙骨，再用钢板焊接好底、四周壁，糊上玻璃钢，用泡沫填充，盖上木板固定，用胶密封，最后再糊上玻璃钢。在使用时，可在浮体上撒沙防滑。钢结构坚固；玻璃钢防腐性能好；泡沫填充永不下沉、不怕撞破；木板盖顶胶封，解决填充泡沫后不能焊接、不能直接糊上玻璃难题。由其组成的浮体结构坚固、防腐性能好、不怕撞破、永不下沉，安全性能高。

进一步的，所述船体的头部两侧安装有喷水驱动装置，且所述喷水驱动装置的吸水口位于船体的尖圆头部下方，且具体位于所述尖圆结构的尖头部下方。喷水驱动装置从头部尖圆的三个相切的等圆围成的部分的下方吸水能降低船头前方水压，减少阻力从而获得更大动力。

进一步的，所述浮体的头部的上方安装有潜望镜或透视镜。所述潜望镜或透视镜起到解决驾驶员视线受阻的问题。

相对现有技术，本发明的有益效果在于：

在高速行进时，吃水深度较小的船会发生被抬离水面超低空高速飞行而阻力增大的问题的根源在于其阻力主要来自船头船尾的气压差而不是水压差。其具体为：船，既有水下部分又有水上部分。当船高速行驶时阻力主要来自船头船尾的水压差、气压差。显然，当速度不断增大，船尾的水压、气压将接近0；也就是说水上部分的头、尾气压差峰值接近一个大气压（约为10米水柱）；而水下的头、尾水压差峰值由船的吃水深度决定。吃水深度1米，船头平均水压是大气压的二十分之一（水下0.5米处的水压为平均水压）；吃水深度2米为例，船头平均水压是大气压的十分之一（水下1米处的水压为平均水压）；吃水深度10米，船头平均水压也只有是大气压的二分之一（水下5米处的水压为平均水压）。因此高速行驶的船，特别是吃水深度较小的船，其阻力主要来自船头船尾的气压差而不是水压差。而本发明的水上飞船由永不下沉的浮体构成，该浮体可避免船高速行进时被抬离水面，同时可减少船的吃水深度，确保平衡性，提高安全性。此外本发明是由头气驱动尾喷水驱动的方式驱动，船头安装气驱动装置，该气驱动装置不仅可获得前进的动力又可抽走船舱的头部的空气，使船头气压下降进而减少峰值阻力。

本发明的船体呈头尖圆尾尖圆，底平，顶平，前、后竖面垂直的结构，其可减少阻力避免产生升力，给船头提供保持航向的前进动力从而提高船的抗风浪能力；低速喷水驱动、高速喷水加气动驱动，充分发挥了水推力大、气推进快的优势。

本发明的水上飞船能以几百节的速度行驶。结构坚固、防腐性能好、不怕撞破、永不下沉。

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，下面将对实施例或现有技术描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1水上飞船原理示意图(不含驱动)；

图2水上飞船原理示意图；

图3在气动驱动装置的进气口加倒U型导流装置示意图。

图4是水上飞船横截面示意图。

图5为尖圆结构的示意图（实线部分）。

其中，A：浮体；B：船舱；C：气动驱动装置；D：带转向、倒车的喷水驱动装置；E：倒U型导流装置。

实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的分析，显然，所描述的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作出创造性劳动的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。

实施例

本实施例提供一种水上飞船，其包括的船体，所述船体的横截面呈倒T型，所述T型的横为宽大的永不下沉的浮体A，所述T型的竖为狭长的船舱B。当船的排水量、长度确定后，永不下沉浮体A宽度增加，平衡性更好，吃水深度减少，船水下的头、尾水压差峰值减少，峰值阻力减少。船舱B狭长，宽度减少，重心在中间，平衡性更好，水上部分的挡风面积减少从而减少空气阻力。

所述浮体A为底平结构，所述船舱B为顶平结构；把永不下沉浮体A设计成底平、船舱B设计成顶平，避免行驶时产生升力或压力导致船头船尾升、降而增加截风截水面积增加阻力。

所述船体的头部和所述船体的尾部均为尖圆结构，所述船舱B的前竖面和所述浮体A的前竖面均垂直设置且所述船舱B的前竖面可构成一面硬帆。将浮体A的尾部设计成尖圆结构，后竖面是垂直的。当船前进时，处于浮体A后两个圆心处的水到达船尾各点的距离是相等的，因此水补充因船前进而留下的空穴的时间是相等的，不易产生涡流、湍流，减少阻力；同理，船舱B设计成尾尖圆，也能减少阻力。

所述船舱B的头部安装有气动驱动装置C，所述气动驱动装置C包括进气口，所述船体的头部和所述浮体A围合与所述进气口连通的气流通道。利用气动驱动装置C，从船头前下方把气体向上抽再向后推，在获得前进动力的同时，降低船头气压从而减少阻力并增加动力；同时给船头提供保持航向的动力，增强船的抗风抗浪能力。

所述浮体A的尾部安装有带转向、倒车装置的喷水驱动装置。实现灵活转向并发挥喷水驱动推力大的优势。低速喷水驱动、高速喷水加气动驱动，充分发挥了水推力大、气推进快的优势；水上飞船能以几百节的速度行驶。

在上述实施例中，所述气驱动装置和所述喷水驱动装置为现有技术，且所述气驱动装置可以为螺旋桨、轴流风机和喷气发动机之一。从船舱B的头部前下方把气体向上抽再向后推，在获得前进动力的同时，降低船舱B的头部气压从而减少阻力并增加动力；同时给船头提供保持航向的动力，增强船的抗风抗浪能力。

上述实施例中，所述尖圆结构由3个呈倒三角分布且相切的等直径圆中的水平方向上的两个圆剪除相切点之外的部分，第3个圆剪除其半圆后剩余的部分围合而成。

上述实施例中，所述进气口上加设有倒U型导流装置E，所述倒U型导流装置E可确保不让上、左、右三面进气。

上述实施例中，所述倒U型导流装置E、所述船舱B的头部和所述浮体A围成的所述气流通道，所述气流通道从所述倒U型导流装置E的开口往里逐渐变小。气流通道逐渐变小从而使气体流速逐渐增大，气压逐渐变小，阻力逐渐变小，提高了降压减阻效果，从而减少更大的阻力并获得更大的动力。在船头，船舱B既是船舱B又是抽气通道的一部分；永不下沉浮体A既是浮体A又是抽气通道的一部分，并能起到减少阻力增大动力的作用。

上述实施例中，所述浮体A为钢-玻璃钢-泡沫-木板-玻璃钢结构，钢管焊接做好龙骨，再用钢板焊接好底、四周壁，糊上玻璃钢，用泡沫填充，盖上木板固定，用胶密封，最后再糊上玻璃钢。在使用时，可在浮体A上撒沙防滑。钢结构坚固；玻璃钢防腐性能好；泡沫填充永不下沉、不怕撞破；木板盖顶胶封，解决填充泡沫后不能焊接、不能直接糊上玻璃难题。由其组成的浮体A结构坚固、防腐性能好、不怕撞破、永不下沉，安全性能高。

上述实施例中，所述船体的头部两侧安装有喷水驱动装置，且所述喷水驱动装置的吸水口位于船体的尖圆头部下方。喷水驱动装置从头部尖圆的三个相切的等圆围成的部分的下方吸水能降低船头前方水压，减少阻力从而获得更大动力。

上述实施例中，所述浮体A的头部的上方安装有潜望镜或透视镜。所述潜望镜或透视镜起到解决驾驶员视线受阻的问题。

本发明的有益效果在于：1、在高速行进时，吃水深度较小的船会发生被抬离水面超低空高速飞行而阻力增大的问题的根源在于其阻力主要来自船头船尾的气压差而不是水压差。其具体为：船，既有水下部分又有水上部分。当船高速行驶时阻力主要来自船头船尾的水压差、气压差。显然，当速度不断增大，船尾的水压、气压将接近0；也就是说水上部分的头、尾气压差峰值接近一个大气压（约为10米水柱）；而水下的头、尾水压差峰值由船的吃水深度决定。吃水深度1米，船头平均水压是大气压的二十分之一（水下0.5米处的水压为平均水压）；吃水深度2米为例，船头平均水压是大气压的十分之一（水下1米处的水压为平均水压）；吃水深度10米，船头平均水压也只有是大气压的二分之一（水下5米处的水压为平均水压）。因此高速行驶的船，特别是吃水深度较小的船，其阻力主要来自船头船尾的气压差而不是水压差。而本发明的水上飞船由永不下沉的浮体A构成，该浮体A可避免船高速行进时被抬离水面，同时可减少船的吃水深度，确保平衡性，提高安全性。此外本发明是由头气驱动尾喷水驱动的方式驱动，船头安装气驱动装置，该气驱动装置不仅可获得前进的动力又可抽走船舱B的头部的空气，使船头气压下降进而减少峰值阻力。2、本发明的船体呈头尖圆尾尖圆，底平，顶平，前、后竖面垂直的结构，其可减少阻力避免产生升力，给船头提供保持航向的前进动力从而提高船的抗风浪能力；低速喷水驱动、高速喷水加气动驱动，充分发挥了水推力大、气推进快的优势。3、本发明的水上飞船能以几百节的速度行驶。结构坚固、防腐性能好、不怕撞破、永不下沉。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.水上飞船，其特征是：船体的头部两侧安装喷水驱动装置，且所述喷水驱动装置的吸水口位于船体的尖圆头部下方，且具体位于所述尖圆结构的尖头部下方，所述尖圆结构由三个相切的等圆围成的部分加上一个半圆构成，尾部安装有带转向、倒车装置的喷水驱动装置，船底平，竖面垂直，避免产生升力。