CN1326744C - 小型潜翼船 - Google Patents

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Abstract

一种小型潜翼船，包括船体、发动机系统、控制系统，水翼及其驱动调节机构，其特征在于：水翼包括位于船前端分布在船的左、右侧的两个主水翼，位于船后端的后水翼；控制系统包括微机、测距仪，微机根据测距仪测出船体距水面的高度，控制发动机的马力大小，并控制水翼驱动调节机构中伺服电机的旋转，调节控制主水翼及后水翼的转角。它的特点是利用水翼将船托出水面，以减小快速航行的阻力，并且，由微机控制船体高度，使船体保持在水浪浪尖以上，并使水翼保持在水浪浪谷以下，从而消除了水浪的气体、液体阻力差造成的船体振动和噪声。使航行平稳、舒适、方便、节能。

Description

小型潜翼船
技术领域
本发明属于船舶领域。是一种适合于在河流、湖泊及水库使用的小型潜翼船。
背景技术
在水陆空三类交通工具中，汽车的速度约为100km/h，飞机的速度约为1000km/h，而只有船舶的速度仅30～50km/h，因而船舶在三种交通工具中，所占运量的比例不断下降。在某些场合，如三峡水电站修好后，将形成一个长600km，宽数km的大型水库，库周将发展出一批城镇，风景秀丽的高档住宅区，旅游区，以及生产企业，由于库区周围大山环抱，要经过很长时间才能建设起公路网，因此，发展往返于一种库区间各点的，类似出租车的，小型快速船舶就成为发展库区经济社会的先决条件，为此需要发展一种乘坐1～7人的，航速为50～100km/h的水上“的士”及小型客船。
目前的小型快艇(图1)在乘员人数及速度上均能达到上述要求，但一般内河水面均有0～0.5m的水浪，如图可以看出，快艇交替在浪尖和浪底间行进，引起强烈的上下跳动，乘坐起来很不舒适。第二类为水翼船(图2)，为了减小水对船的阻力，由翼将船托出水面，从而可以加快速度，节省能量，但它仍存在上述水浪引起的浮力变化对水翼的影响，使船在行进时有较大的振动和噪声，乘坐效果亦不好。还有一类汽垫船，它靠喷气将船托出水面，但也存在噪声很大，耗能亦很大的缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种速度较快的，水翼潜在水下，使乘坐平稳舒适，节能的小型潜翼船。
本发明的技术内容为：一种水上小型潜翼船，包括船体、发动机系统、控制系统，水翼及其驱动调节机构，其特征在于：水翼包括位于船前端的两个主水翼，分布在船的左、右侧，主要由这两个水翼承受船的重量；位于船的后端的后水翼为U形，兜在船底，作为船的辅助支持及调节前后水平之用；控制系统包括微机、测距仪；微机根据测距仪测出船体距水面的高度，控制发动机的马力大小，并控制水翼驱动调节机构中伺服电机的旋转，调节控制主水翼及后水翼的迎角，水翼始终位于水浪之下而将船托出水浪之上。
本发明由于所述技术方案，而使船在速度较快的，水翼潜在水下，即船体保持在水浪浪尖以上，水翼保持在水浪浪谷以下，从而消除了水浪的气体、液体阻力差造成的船体振动和噪声。使航行平稳、舒适、节能。
附图说明
图1为现有快艇行进时，受到水浪影响平稳性的情况；
图2为现有水翼船行进时，受到水浪影响平稳性的情况；
图3为潜翼船在水浪上，翼在水浪下不受水浪影响平稳性的情况；
图4为本发明前翼的驱动调节机构示意图，它也是图5的B-B截面；
图5为前翼的船体横截面图，它也是图4的A-A截面；
图6为后翼的驱动调节机构示意图，它也是图7的D-D截面。
图7为后翼的船体横截面图，它也是图6的C-C截面；
图8为船的控制系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作具体的说明。
图3为本发明的船体总体布局图。1为水浪的波动情况。本船体由下列零部件组成：2-船体，其下部为快艇形，3-微机控制及仪器部件，4-乘座舱，5-主水翼，6-第一排座椅，包括司机座椅，7-后水翼，8-发动机，9-螺旋浆，10-方向舵。
图4及图5为前水翼驱动调节机构，图5为通过船体M点(图3)的横截面驱动机构示意图，图4为图5的B-B截面图，主水翼驱动调节机构包括前伺服电机11、前转轴13，前转轴13由支承16支承在船体上，左、右前水翼通过轴套18分别与前转轴13的两端花键连接；服电机11通过带动前滚珠丝杆12、前曲柄14及前铰链15，带动前转轴13转动。
图6及图7为后水翼的驱动机构，图7为通过船体N点(图2)的横截面驱动机构示意图，图6为图7的D-D截面，后水翼的驱动调节机构包括：后伺服电机20、后转轴22，后转轴22支承在船体上，后水翼25通过轴套26与后转轴花键连接；后伺服电机20通过带动后滚珠丝杆21、后曲柄23及后铰链24，带动后转轴22转动。后水翼为U形，兜在船底19之下，以避开主水翼形成的紊流。
图8为船的控制系统示意图。它包括控制微机27、由测高仪28和水平仪29构成的测距机构，前转向绳轮30，方向盘31，钢丝绳32，后转向绳轮33，方向舵10。由方向盘通过前转向绳轮30、钢丝绳32及后转向绳轮33带动方向舵10转动。
本发明的工作原理是这样的：潜翼船在巡航速度航行时，一般速度可在40～100km/h间调节，此时船体是托在水浪上的；在起动，靠岸等低速航行时，一般速度在0～40km/h间，此时不必要将船体托出水面，它像一般的快艇那样，船底淹在水中航行。在低速航行时，步进机使前、后翼仰角为零，即α＝β＝0。
潜翼船驶出码头，速度逐渐增加，当速度上升到40km/h时，微机27控制前后伺服电机11和20，经前后铰链15和24，前后曲柄14和23，前后转轴13和22，前后套18和26，带动前、后翼17和25转出迎角α和β。因而，小型潜翼船逐渐浮出水面。由超声测距仪28不断测出船体与水面的高度数据，由微机进行统计分析，再向前、后伺服电机11和20发去迎角增、减脉冲信息，以保持船体距水面的高度，亦是保持前、后翼在水中的深度，使水浪始终在船体与水翼的中间。
此外，当潜翼船在巡航速度40～100km/h内航行，而需改变速度时，如速度下降，(指＞40km/h)船体会下沉，此时，超声测距仪28向微机发出船体下降信息，由微机27调节迎角，以增加船的上升力。总之，船浮高度和载重量，速度及迎角有关，由软件完成定高度航行控制。船在轴向的水平度由水平仪29测出，当出现不平后，水平仪向微机27发出信息，由微机27控制后翼迎角β，完成船的水平度稳定性。船的航向由驾驶员转动方向盘31，经绳轮系30、33，带动方向舵10转动实现控制。潜翼船的其它设计与一般快艇类似。

Claims (4)

1.一种小型潜翼船，包括船体、发动机系统、控制系统，水翼及其驱动调节机构，其特征在于：水翼包括位于船前端分布在船的左、右侧的两个主水翼，位于船后端的后水翼；控制系统包括微机、测距仪，微机根据测距仪测出船体距水面的高度，控制发动机的马力大小，并控制水翼驱动调节机构中伺服电机的旋转，调节控制主水翼及后水翼的迎角，以获得船的水平度稳定性。
2.根据权利要求1所述的小型潜翼船，其特征在于：主水翼驱动调节机构包括前伺服电机(11)、前转轴(13)，前转轴(13)由支承(16)支承在船体上，左、右前水翼通过轴套(18)分别与前转轴(13)的两端花键连接；前伺服电机(11)通过带动前滚珠丝杆(12)、前曲柄(14)及前铰链(15)，带动前转轴(13)转动。
3.根据权利要求1所述的小型潜翼船，其特征在于：后水翼的驱动调节机构包括：后伺服电机(20)、后转轴(22)，后转轴(22)支承在船体上，后水翼(25)通过轴套(26)与后转轴花键连接；后伺服电机(20)通过带动后滚珠丝杆(21)、后曲柄(23)及后铰链(24)，带动后转轴(22)转动。
4.根据权利要求1或3所述的小型潜翼船，其特征在于：后水翼(25)为U形，兜在船底。
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