CN206900368U - 地效气垫复合翼船 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种地效气垫复合翼船，包括：构成整个复合翼船的主要外轮廓结构船体及船舱；设置于船体下方的气垫；地效螺旋桨，设置于船体前方上侧，用于给气垫充气，以控制复合翼船的悬浮量；前置发动机，用于提供地效螺旋桨旋转的动力；推进螺旋桨，设置于船体后方的函道内，在竖直平面内旋转，用于产生推力使复合翼船前进；后置发动机，用于提供推进螺旋桨旋转的动力；机翼，安装于船舱两侧；尾翼装置，安装于船舱后侧。本实用新型通过双发动机分别控制两组螺旋桨，将升降运动与前进运动分开，使复合翼船可根据使用环境距地面悬停、转弯，且可根据需要缓慢降落，避免了现有的复合翼船降落时船底瞬间泄气导致的船体损坏的问题。

Description

地效气垫复合翼船

技术领域

本实用新型涉及一种水上运输工具，具体涉及一种地效气垫复合翼船。

背景技术

通用型气垫船是指在船底设置一个气垫,通过在密闭的空间内鼓动气流,在船底与地面之间形成一个气垫层,使船离开地面。而“地面效应”是通过技术手段使得飞行器与水面之间维持在一个特定的距离,形成平衡,减少水面对船底的阻力,让船飞得更快。通常来讲,气垫船和利用“地面效应”的地效翼船为两种不同类型的船体。

地效气垫复合翼船则充分融合了二者的优势,既能作为高速气垫船使用,又能利用“地面效应”掠水巡航飞行,还可以爬升至一定高度,离地飞行,以便做大机动、避让障碍物或远望侦查。

然而，由于现有的地效气垫复合翼船多采用一个发动机同时控制地效螺旋桨和推进螺旋桨，从而带动复合翼船竖直升降及水平运动，导致现有的地效气垫复合翼船无法实现原地悬停及转弯的功能，并且，现有的地效气垫复合翼船在停止运动时也无法实现缓停的功能。

实用新型内容

为解决现有技术的不足，本实用新型提供了一种地效气垫复合翼船，包括：

船体及设置于船体上的船舱，该船体及船舱共同构成整个复合翼船的主要外轮廓结构；

气垫，设置于船体下方，用于在充气的情况下使船体垫升；

地效螺旋桨，设置于船体前方上侧，沿水平平面旋转，用于给气垫充气，以控制复合翼船的悬浮量；

前置发动机，与地效螺旋桨连接，用于提供地效螺旋桨旋转的动力；

推进螺旋桨，设置于船体后方的函道内，沿竖直平面旋转，用于产生推力使复合翼船前进；

后置发动机，与推进螺旋桨连接，用于提供推进螺旋桨旋转的动力；

机翼，安装于船舱两侧；

尾翼装置，安装于船舱后侧。

其中，所述前置发动机通过前置输出轴末端垂直连接的两个伞形斜齿轮将前置发动机的动力输出方向旋转90度后再输送给地效螺旋桨。

其中，所述前置发动机通过前置输出轴将动力传递给前置输出轴末端连接的一个第一伞形斜齿轮，该第一伞形斜齿轮与一个第二伞形斜齿轮连接，且该第一伞形斜齿轮与第二伞形斜齿轮的旋转方向垂直，该第二伞形斜齿轮在第一伞形斜齿轮的带动下带动与第二伞形斜齿轮同轴的第一皮带轮做同步旋转，第一皮带轮通过第一同步带将旋转动力传递给地效螺旋桨的第二皮带轮，通过第二皮带轮的旋转带动地效螺旋桨旋转。

其中，所述后置发动机通过后置输出轴将动力传递给后置输出轴末端连接的一个输出皮带轮，该输出皮带轮通过第二同步带将旋转动力传递给推进螺旋桨的第三皮带轮，通过第三皮带轮的旋转带动推进螺旋桨旋转。

其中，所述尾翼装置通过多根沿水平方向延伸的连接杆与函道固定连接，且所述尾翼装置包括水平尾翼及垂直尾翼；所述水平尾翼包括与连接杆固定连接的固定平尾翼以及通过平尾舵面关节与固定平尾翼活动连接的平尾舱面；所述垂直尾翼包括与连接杆固定连接的固定立尾翼及通过立尾舱面关节与固定立尾翼活动连接的立尾舱面。

其中，所述复合翼船的壳体由内至外依次包括内蒙皮、泡沫芯层以及外蒙皮。

其中，所述内蒙皮及外蒙皮的材质均为玻璃纤维加高强聚酯树脂/环氧树脂，所述泡沫芯层的材质为PMI泡沫。

本实用新型提供的地效气垫复合翼船，通过双发动机分别控制两组螺旋桨，将升降运动与前进运动分开，使复合翼船可根据使用环境距地面悬停、转弯，且可根据需要缓慢降落，避免了现有的复合翼船降落时船底瞬间泄气导致的船体损坏的问题。

附图说明

图1：本实用新型的一实施例的立体结构示意图；

图2：本实用新型的一实施例的前置发动机与地效螺旋桨的连接结构示意图；

图3：本实用新型的一实施例的前置发动机与地效螺旋桨连接的细节结构示意图；

图4：本实用新型的一实施例的后置发动机与推进螺旋桨的连接结构剖视示意图；

图5：本实用新型的一实施例的后置发动机与推进螺旋桨的连接结构立体示意图。

附图标记说明

10 船体 20 船舱

30 气垫 40 地效螺旋桨

50 前置发动机 51 前置输出轴

52 第一伞形斜齿轮 53 第二伞形斜齿轮

54 第一皮带轮 55 第一同步带

41 第二皮带轮 60 推进螺旋桨

70 后置发动机 71 后置输出轴

72 输出皮带轮 73 第二同步带

61 第三皮带轮 80 函道

81 连接杆 90 机翼

100 尾翼装置 110 水平尾翼

111 固定平尾翼 112 平尾舵面关节

113 平尾舱面 120 垂直尾翼

121 固定立尾翼 122 立尾舱面关节

123 立尾舱面。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术方案及有益效果有更进一步的了解，下面结合附图详细说明本实用新型的技术方案及其产生的有益效果。

图1为本实用新型的一实施例的立体结构示意图，如图1所示，本实用新型提供了一种地效气垫复合翼船，包括船体10、船舱20、气垫30、地效螺旋桨40、前置发动机50、推进螺旋桨60、后置发动机70、函道80、机翼90及尾翼装置100，现对各个部件的作用及相互之间的连接关系详述如下：

所述船舱20设置于船体10上，该船体10及船舱20共同构成了整个复合翼船的主要外轮廓结构；所述气垫30设置于船体10下方，用于在充气的情况下使船体10垫升。

地效螺旋桨40设置于船体10前方上侧，与前置发动机50及气垫30连接，其在前置发动机50提供的动力下，沿水平平面旋转，从而给气垫30充气，以控制复合翼船的悬浮量，进而控制复合翼船的升降；本实用新型中，通过控制前置发动机50的功率可实现控制地效螺旋桨40的转速，从而调节气垫30的充气容量，进而进一步控制复合翼船的悬浮量，以增大或减小船底和地面或水面的摩擦力。

推进螺旋桨60设置于船体10后方的函道80内，与后置发动机70连接，其在后置发动机70提供的动力下，沿竖直平面旋转，从而产生推力使复合翼船前进；本实用新型中，通过控制后置发动机70的功率可实现控制推进螺旋桨60的转速，从而调节推进力的大小，进而控制船体的行进速度。

本实用新型提供的地效气垫复合翼船，通过前置发动机50单独控制地效螺旋桨40，后置发动机70单独控制推进螺旋桨60的结构，使船体10的升降运动与船体10的前进运动分离开来；从而在具体应用时，可先启动地效螺旋桨40，使船体10上升，再启动推进螺旋桨60，使船体10前进，避免了现有的复合翼船在启动时，同时前进及上升导致运动不平稳的缺陷；并且，本实用新型提供的地效气垫复合翼船，还可在后置发动机70不启动或处于待机状态、整船不前进的情况下，通过单独控制地效螺旋桨40，使船体10垫升离开地面悬停于地面上，或在原地做转弯动作，实现现有的复合翼船无法实现的功能；并且，在船体10下降时，也可先控制推进螺旋桨60，使船体减速或停转，之后再控制地效螺旋桨40，使船体10下降至离地面预定高度后，再降低地效螺旋桨40的转速，使船体10缓慢水平下降，避免了现有的复合翼船在下降时，船头“冲”到地面上导致的船底气垫瞬间泄气、冲击力大损害船体等情况。

因此，本实用新型提供的地效气垫复合翼船，通过双发动机分别控制两套螺旋桨的结构设计，将船体的升降及前进运动分离开，可实现船体的平稳起步、平稳降落，且可实现现有的复合翼船无法实现的原地悬停及转弯的功能。

图2及图3分别为本实用新型的一实施例的前置发动机与地效螺旋桨的连接结构示意图及细节结构示意图（显示前置输出轴以及两个伞形斜齿轮的连接关系），如图2及图3所示，本实用新型中，所述前置发动机50通过其上设置的前置输出轴51将动力传递给前置输出轴51末端连接的一个第一伞形斜齿轮52，该第一伞形斜齿轮52与一个第二伞形斜齿轮53连接，且该第一伞形斜齿轮52与第二伞形斜齿轮53的旋转方向垂直，通过两个垂直设置的伞形斜齿轮52、53的设置，将前置发动机50的动力输出方向旋转90度，从而使前置发动机50可带动地效螺旋桨40实现水平旋转，具体的，该第二伞形斜齿轮53在第一伞形斜齿轮52的带动下带动与其同轴的第一皮带轮54做同步旋转，第一皮带轮54通过第一同步带55将旋转动力传递给地效螺旋桨40的第二皮带轮41，通过第二皮带轮41的旋转带动地效螺旋桨40旋转。

本实用新型中，第一皮带轮54及第二皮带轮41的转速比根据两者的直径大小进行调节，较佳为第一皮带轮54转速：第二皮带轮41转速=1.5：1。

图4及图5分别为本实用新型的一实施例的后置发动机与推进螺旋桨的连接结构剖视示意图及立体示意图，如图4及图5所示，本实用新型中，所述后置发动机70通过后置输出轴71将动力传递给后置输出轴71末端连接的一个输出皮带轮72，该输出皮带轮72通过第二同步带73将旋转动力传递给推进螺旋桨60的第三皮带轮61，通过第三皮带轮61的旋转带动推进螺旋桨60旋转。

本实用新型中，输出皮带轮72及第三皮带轮61的转速比根据两者的直径大小进行调节，较佳为输出皮带轮72转速：第三皮带轮61转速=1.2：1。

请继续参阅图1所示，本实用新型提供的地效气垫复合翼船，还包括安装于船舱20两侧的机翼90以及安装于船舱20后侧的尾翼装置100，所述尾翼装置100通过多根沿水平方向延伸的连接杆81与函道80固定连接（所述函道80较佳为一个两端开口的圆柱形筒体结构，其中空部分用于容置推进螺旋桨60），且所述尾翼装置100包括水平尾翼110及垂直尾翼120。

所述水平尾翼110包括与连接杆81固定连接的固定平尾翼111以及通过平尾舵面关节112与固定平尾翼111活动连接的平尾舱面113，平尾舱面113沿固定平尾翼111旋转，以改变水平尾翼舵机的角度，以控制复合翼船船头的运行姿态，使船头抬起，减少船底的接触面积，减少船体的摩擦力，同时提高船体的运行速度，在固定机翼90产生的升力下，船体利用地面效应离地飞行，舵机调整的角度为正负30度。

所述垂直尾翼120包括与连接杆81固定连接的固定立尾翼121及通过立尾舱面关节122与固定立尾翼121活动连接的立尾舱面123，立尾舱面123沿固定立尾翼121旋转，以控制复合翼船船体的运行轨迹，使船体根据需要向左或向右转弯，舵机调整的角度范围为45度角。

具体的，本实用新型中，可通过钢丝拉绳（图未视）控制立尾舱面123及平尾舱面113的活动。

本实用新型提供的地效气垫复合翼船，其壳体由内至外依次包括内蒙皮、泡沫芯层以及外蒙皮，较优的，所述内蒙皮及外蒙皮的材质均为玻璃纤维加高强聚酯树脂/环氧树脂，所述泡沫芯层的材质为PMI泡沫。PMI泡沫芯材是多用于航空领域的高级夹芯材料，其本身具备比重轻、抗压性能高（抗压可达1.2Mpa以上）的优点，在成型过程中工艺性能良好，成型后船体等部件具有不易变形、抗碰撞的优点。

本实用新型提供的地效气垫复合翼船，具体使用方法如下：

1、将船体放置在水面或地面上，呈水平方向姿态。

2、点火启动地效翼船，启动前置发动机，使其带动地效螺旋桨旋转，地效螺旋桨通过导气口将一部分气体导入到气垫中，使气垫充满空气，将船体支撑，另外一部分空气顺着气垫的内侧冲入船底，整个船体在空气的作用力下悬浮起来。

通过前置发动机控制前置螺旋桨的转速，来控制气垫和船底的浮力，使船体悬浮，达到减小船底摩擦力的效果，在较小的推力下可以向前行进。

通常情况下，当地效螺旋桨的转速达到2000-3000转每分钟时，气垫充满空气，船体垫升、离开地面。

3、点火启动地效翼船，启动后置发动机，使其带动推进螺旋桨旋转，使推进螺旋桨产生向前的推力，船体向前行进，当船体达到一定的速度时，通过机翼的升力将整个地效翼船脱离底面，使其离地面飞行。通过控制推进螺旋桨的转速，控制船体的加速时间和加速速度。

4、通过方向盘手柄控制垂直尾翼和水平尾翼的角度来控制地效飞船的运行轨迹。

本实用新型的有益效果如下：

通过双发动机分别控制两组螺旋桨，将升降运动与前进运动分开，使复合翼船可根据使用环境距地面悬停、转弯，且可根据需要缓慢降落，避免了现有的复合翼船降落时船底瞬间泄气导致的船体损坏的问题。

虽然本实用新型已利用上述较佳实施例进行说明，然其并非用以限定本实用新型的保护范围，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围之内，相对上述实施例进行各种变动与修改仍属本实用新型所保护的范围，因此本实用新型的保护范围以权利要求书所界定的为准。

Claims (7)

1.一种地效气垫复合翼船，其特征在于，包括：

船体及设置于船体上的船舱，该船体及船舱共同构成整个复合翼船的主要外轮廓结构；

气垫，设置于船体下方，用于在充气的情况下使船体垫升；

地效螺旋桨，设置于船体前方上侧，沿水平平面旋转，用于给气垫充气，以控制复合翼船的悬浮量；

前置发动机，与地效螺旋桨连接，用于提供地效螺旋桨旋转的动力；

推进螺旋桨，设置于船体后方的函道内，沿竖直平面旋转，用于产生推力使复合翼船前进；

后置发动机，与推进螺旋桨连接，用于提供推进螺旋桨旋转的动力；

机翼，安装于船舱两侧；

尾翼装置，安装于船舱后侧。

2.如权利要求1所述的地效气垫复合翼船，其特征在于：所述前置发动机通过前置输出轴末端垂直连接的两个伞形斜齿轮将前置发动机的动力输出方向旋转90度后再输送给地效螺旋桨。

3.如权利要求2所述的地效气垫复合翼船，其特征在于：所述前置发动机通过前置输出轴将动力传递给前置输出轴末端连接的一个第一伞形斜齿轮，该第一伞形斜齿轮与一个第二伞形斜齿轮连接，且该第一伞形斜齿轮与第二伞形斜齿轮的旋转方向垂直，该第二伞形斜齿轮在第一伞形斜齿轮的带动下带动与第二伞形斜齿轮同轴的第一皮带轮做同步旋转，第一皮带轮通过第一同步带将旋转动力传递给地效螺旋桨的第二皮带轮，通过第二皮带轮的旋转带动地效螺旋桨旋转。

4.如权利要求1-3中任一项所述的地效气垫复合翼船，其特征在于：所述后置发动机通过后置输出轴将动力传递给后置输出轴末端连接的一个输出皮带轮，该输出皮带轮通过第二同步带将旋转动力传递给推进螺旋桨的第三皮带轮，通过第三皮带轮的旋转带动推进螺旋桨旋转。

5.如权利要求1-3中任一项所述的地效气垫复合翼船，其特征在于：所述尾翼装置通过多根沿水平方向延伸的连接杆与函道固定连接，且所述尾翼装置包括水平尾翼及垂直尾翼；所述水平尾翼包括与连接杆固定连接的固定平尾翼以及通过平尾舵面关节与固定平尾翼活动连接的平尾舱面；所述垂直尾翼包括与连接杆固定连接的固定立尾翼及通过立尾舱面关节与固定立尾翼活动连接的立尾舱面。

6.如权利要求1-3中任一项所述的地效气垫复合翼船，其特征在于：所述复合翼船的壳体由内至外依次包括内蒙皮、泡沫芯层以及外蒙皮。

7.如权利要求6所述的地效气垫复合翼船，其特征在于：所述内蒙皮及外蒙皮的材质均为玻璃纤维加高强聚酯树脂/环氧树脂，所述泡沫芯层的材质为PMI泡沫。