CN2424074Y - 船体上开有侧喷气口的气垫船 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种船体上开有侧喷气口的气垫船,它是由浮体、压缩空气罩、空气螺旋桨、发动机、乘员舱、尾翼、方向舵等组成。压缩空气罩前端有进气口,空气螺旋桨旋转工作时桨盘下部经进气口向压缩空气罩内输送垫升气流,在压缩空气罩内形成静态气垫使气垫船垫升,桨盘上部拉动气垫船向前航行,由静态气垫垫升航行转换成动态气垫垫升航行,压缩空气罩侧壁上开有通向船体外侧的侧喷气口阻止气垫船向一侧偏航,使气垫船能够直线航行。

Description

船体上开有侧喷气口的气垫船

本实用新型属于一种船，涉及一种气垫船，特别是船体上开有侧喷气口的气垫船。

中国专利，专利号：ZL 99211188.9提供的环形浮体静态、动态气垫兼有的气垫船，能够在水面或地面静态气垫垫升航行，在航行过程中由静态气垫转换成动态气垫垫升航行。由于这种气垫船空气螺旋桨采用拉进式，空气螺旋桨在船的前部，而垂直尾翼和方向舵在船的后部，气垫船低速航行时方向舵利用空气向后流动产生的舵力很小，不能修正航向，因此气垫船会受空气螺旋桨扭转力矩的影响向船体一侧偏转航行，而不能直线正常航行。需要在船体上安装侧推进器或者在船体底部安装水舵来控制航向。安装侧推进器至少要加装连接发动机的较长的传动轴和侧推空气螺旋桨，而在船底安装水舵会限制气垫船的活动范围，气垫船就不能在地面垫升起航。若能使气垫船既不安装侧推进器又不安装水舵，则会使这种气垫船有更好的应用前景。

本实用新型的目的是提供一种船体上开有侧喷气口的气垫船，在气垫船偏航一侧船体侧壁上开有与压缩空气罩内部相通的侧喷气口，利用侧喷气口喷出一定数量的压缩空气产生推力，阻止气垫船向这一侧偏航保持气垫船的正常航行。

本实用新型是以如下方式实现的：船体上开有侧喷气口的气垫船是由浮体、压缩空气罩、压缩空气罩进气口、侧喷气口、空气螺旋桨、发动机、乘员舱、尾翼、方向舵等组成，船体上开有侧喷气口的气垫船以一个能够生成静态气垫和动态气垫在侧壁上开有侧喷气口的气垫升力体为主体，气垫升力体由压缩空气罩和位于压缩空气罩下部的浮体组成；压缩空气罩顶部和周边封闭，压缩空气罩的前端开有压缩空气罩进气口，发动机驱动空气螺旋桨旋转时桨盘下部配合压缩空气罩进气口工作，向压缩空气罩内输送能够形成静态气垫和动态气垫的强气流，桨盘上部高于压缩空气罩进气口，为气垫船提供前进的拉力；压缩空气罩的侧壁上开有通向船体外面的侧喷气口，压缩空气罩的底部向下敞开，其底边与浮体固定连接在一起。

浮体由位于船体两侧的两只侧浮体与船头和船尾浮体共同组成，两只侧浮体之间留有较宽的空间距离，为空气螺旋桨桨盘下部向后吹动的强气流提供储存压缩空气形成静态气垫的空间和压缩空气向后流动形成动态气垫的空间，两只侧浮体前部与位于两只侧浮体之间的压缩空气罩的前端固定连接，两只侧浮体中后部与位于两只侧浮体之间的船尾浮体固定连接，船尾浮体与压缩空气罩的后端固定连接，两只侧浮体纵向与压缩空气罩两侧底边分别固定连接。这种结构的气垫船由于没有中间浮体，乘员舱装于船体中后部纵向中心线上的船尾浮体和压缩空气罩上表面组成的安装平台上。这种结构的气垫船船体结构简单，适合强度和承载能力要求不高的小型气垫船和运动模型气垫船选用。进行船体设计时两侧的侧浮体可以向前加长，也可以向后延伸用来平衡船体的浮力中心，还可以在浮体上安装尾翼和方向舵等设备。

浮体还可以由位于船体两侧的两只侧浮体与船头、船尾浮体和位于船体纵向中心线上的中间浮体共同组成，侧浮体与中间浮体之间留有较宽的空间距离，为空气螺旋桨桨盘下部向后吹动的强气流提供储存压缩空气形成静态气垫的空间和压缩空气向后流动形成动态气垫的空间，两只侧浮体和中间浮体的前部与位于两只侧浮体之间的压缩空气罩的前端固定连接，两只侧浮体中后部与位于两只侧浮体之间的船尾浮体固定连接，船尾浮体与中间浮体的后部固定连接，船尾浮体与压缩空气罩的后端固定连接，两只侧浮体纵向与压缩空气罩两侧底边分别固定连接。这种结构形式更适合实用型气垫船选用，中间浮体可以提供固定发动机的支点，中间浮体还可以与船尾浮体共同为乘员舱提供舱底平台使气垫船的船体重心降低，提高气垫船的稳心。进行船体设计时两侧的侧浮体可以向前加长，也可以向后延伸用来平衡船体的浮力中心，还可以在浮体上安装尾翼和方向舵等设备。

压缩空气罩进气口由压缩空气罩前端留出的开口向上的圆弧形凹口与位于圆弧形凹口上方的压缩空气罩顶板前缘组成；空气螺旋桨在压缩空气罩顶板前缘的前面，空气螺旋桨旋转工作时桨盘下部配合压缩空气罩进气口工作，桨盘上部高于压缩空气罩顶板前缘。空气螺旋桨采用拉进式在设计时可以根据具体要求选择左拉或者右拉一定的角度，因此顶板前缘横向可以与船体的纵向中心线垂直也可以与纵向中心线有很小的偏转角度。空气螺旋桨与圆弧形凹口的关系可以依不同的情况设计，发动机功率大在满足垫升高度后有剩余功率时，空气螺旋桨的直径可以选择小于圆弧形凹口的直径，这样空气螺旋桨在气垫船垫升向前航行时可以提供较大的拉力。如果发动机功率较小需要尽可能提高压缩空气罩内的空气压力，空气螺旋桨应该位于圆弧形凹口的后面，空气螺旋桨的直径大于圆弧形凹口的直径，圆弧形凹口的凹边则能阻止进入压缩空气罩进气口内的压缩空气向前反向流动，稳定压缩空气罩内的空气压力。

气垫船的船头位于气垫升力体的前部，船头的后端与压缩空气罩的前端合成一个整体，船头顶部开有开口向上的凹槽，凹槽后端槽口与压缩空气罩前端的圆弧形凹口对应合为一体。凹槽后端槽口可以设计成圆弧形凹口的形状与压缩空气罩前端的圆弧形凹口融合为一体，也可以设计成略大于圆弧形凹口或略小于圆弧形凹口的其它形状与圆弧形凹口对接合为一体，但必须遵循减小空气阻力提高结构强度的设计原则。船头能够保护空气螺旋桨免受意外撞击和防止水花拍击为空气螺旋桨正常工作提供良好的工作条件。

压缩空气罩侧壁上的侧喷气口位于船体侧壁的前部，侧喷气口通向船体外侧形成船体上的侧喷气口，侧喷气口设在气垫船偏转航向的一侧。当船体外部包有外层壳体时，船体上的侧喷气口开在船的外层壳体上，与压缩空气罩侧壁上的侧喷气口相通；船体外部不装外层壳体时，压缩空气罩侧壁前部的侧喷气口也是船体上的侧喷气口。侧喷气口能使压缩空气罩内一定数量的压缩空气向船体的侧面喷出产生推力，阻止气垫船向这一侧偏航。气垫船偏转航向的方向与空气螺旋桨旋转方向有关，所以侧喷气口要根据具体情况设置，侧喷气口的大小与空气螺旋桨旋转时对气垫船施加的偏航力矩和压缩空气罩内的空气压力等多种因素有关，需要通过实验来确定。侧喷气口可以设计的大一些，在侧喷气口上安装滑动插板或者安装可调整的百叶窗式构件，通过调整喷口大小控制侧向推力，修正气垫船的航向。

船体上开有侧喷气口的气垫船，可以设计成运动模型气垫船，运动模型气垫船有由发动机为空气螺旋桨提供旋转动力和由电动机为空气螺旋桨提供旋转动力两种组合方式可以选择使用。

压缩空气罩圆弧形凹口可以设计成多半圆圆弧形凹口，也可以设计成少半圆圆弧形凹口，圆弧形凹口的大小根据压缩空气罩进气口的设计要求来选定。与压缩空气罩进气口共同组成进气口的压缩空气罩顶板前缘的形状，可以根据需要设计成平直的直线形，也可以设计成中间高两侧向下逐渐倾斜的坡形，还可以根据不同要求设计成其它形状。压缩空气罩圆弧形凹口设计成多半圆时压缩空气罩进气口进气面积大，空气螺旋桨向压缩空气罩内输入的空气量大，压缩空气罩内的空气压力高使气垫船的垫升能力增强，但空气螺旋桨桨盘上部产生拉力的面积相应减小，会降低气垫船航行的速度。压缩空气罩圆弧形凹口设计成少半圆时压缩空气罩进气口进气面积小，气垫船的垫升能力降低，但桨盘上部产生拉力的面积增大，可以提高气垫船航行的速度。压缩空气罩的顶板下表面前端高后端低，由前向后由高到低逐渐向下扭转倾斜至压缩空气罩的后端。压缩空气罩顶板下表面最好先与水面平行向后延伸一段，越过侧喷气口以后再以向下弯曲的弧线形向后下方扭转倾斜，这样有利于气流向后顺畅的流动由静态气垫转换成动态气垫，气垫船高速向前航行时压缩空气罩下表面能够起到地效翼下翼面的作用。压缩空气罩是底部向下敞开的中空的壳体，它的前端可以采用垂直的平面结构，也可以向前略有突出，还可以向后略有凹进，这对船体的总体性能影响不大。乘员舱可乘坐驾驶员和乘客，乘员舱内设有驾驶设备供驾驶员操控气垫船垫升航行或降落。气垫船的尾翼可以采用双垂尾，也可以采用单垂尾或V形尾翼，尾翼后部装有方向舵。尾翼的顶部还可以安装水平尾翼。船体上开有侧喷气口的气垫船以气垫升力体为主体，气垫升力体的前端是船头，气垫升力体的前部装有由发动机提供旋转动力的空气螺旋桨，中后部装有乘员舱，浮体末端顶部装有尾翼和方向舵。气垫升力体的顶部和周边有压缩空气罩封闭，下部周边有浮体封闭，底部有地面或水面封闭。空气螺旋桨旋转工作时桨盘下部把压缩空气罩进气口前面的空气送入压缩空气罩内，不断增加的空气使压缩空气罩内空气压力增大，这时只有侧喷气口向外侧喷出气流，由于进入压缩空气罩的气流多于侧喷气口喷出的气流，在气垫升力体内仍然能够生成压缩空气形成静态气垫使气垫船垫升离开水面。气垫船垫升离开水面以后阻力减小，气垫船在空气螺旋桨桨盘上部产生的拉力拉动下向前垫升航行，由于侧喷气口喷出压缩空气产生的推力抵消了空气螺旋桨旋转时产生的偏航力矩，气垫船能够沿直线垫升航行。气垫船向前垫升航行时垫升气流向后流动由静态气垫垫升航行转换成动态气垫垫升航行，这时空气螺旋桨桨盘下部既提供垫升气流也产生前进的拉力。这种气垫船在风浪较大的水面上航行时，侧浮体的外侧可以安装插入水中的侧壁，提高气垫船抵抗风浪的能力。这种气垫船两侧的侧浮体也可以设计成底部低于船头和船尾浮体底部的结构形式，加强水上飞行的功能，但是如果在陆地上垫升和降落必须使用轮子。这种气垫船还可以根据不同需要在船体上选择安装地效翼、固定机翼、旋翼、伞翼等附加机翼，增加气垫船品种的多样性。

本实用新型船体上开有侧喷气口的气垫船，在不增加传动轴，侧推空气螺旋桨等装备的情况下，只在船体上开有侧喷气口，利用压缩空气产生的侧向推力就可以阻止气垫船向一侧偏航，还可以通过控制侧喷气流的多少控制气垫船的航向，完善气垫船的功能。这种气垫船由于没有柔性围裙只用一台发动机驱动一支空气螺旋桨实现气垫船在地面或水面航行，因此结构简单，设备维护量小，有利于新船型的开发。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型船体上开有侧喷气口的气垫船第一个具体实施方式的示意图。

图2是本实用新型船体上开有侧喷气口的气垫船第二个具体实施方式的示意图。

由图1可知，船体上开有侧喷气口的气垫船，由浮体、船头、压缩空气罩、压缩空气罩进气口、侧喷气口、空气螺旋桨、发动机、乘员舱、尾翼、方向舵等组成，由船体两侧的两只侧浮体1、2船头3和船尾浮体12组成气垫船的浮体部分，侧浮体1、2采用中空的代有封闭隔舱的耐腐蚀铝合金壳体，壳体内填充闭孔泡沫塑料等材料，由于闭孔泡沫塑料吸水率低，万一船体渗水也不会沉没。压缩空气罩9的前端与船头3固定封闭连接，压缩空气罩9两侧底边分别与两侧的侧浮体1、2纵向固定封闭连接。压缩空气罩前端的圆弧形凹口4与船头顶部开口向上的凹槽7吻合对接，圆弧形凹口4的顶部开口与压缩空气罩9的顶板前缘8组成压缩空气罩进气口。空气螺旋桨5位于顶板前缘8的前面，空气螺旋桨5的后面是固定在压缩空气罩顶板上的发动机6，空气螺旋桨5在压缩空气罩前端的圆弧形凹口4后面，空气螺旋桨5的轴心与圆弧形凹口4的圆心在同一纵向轴线上，空气螺旋桨5旋转工作时桨盘下部向压缩空气罩9内输送形成压缩空气的强气流，桨盘上部为气垫船提供向前航行的拉力。压缩空气罩9由它的顶板前缘8向后呈弧线形逐渐向下扭转倾斜越过侧喷气口10后向后下方扭转倾斜至船尾浮体12的前端与船尾浮体12固定连接。船尾浮体12两侧分别与两侧侧浮体1、2的中后部固定连接，船尾浮体12既为船体提供浮力又能增强船体结构强度。乘员舱14前面有风挡玻璃20，舱内有驾驶手柄21供驾驶员操控气垫船垫升航行的方向。气垫船采用逆时针旋转的空气螺旋桨，气垫船会向船体左侧偏航，侧喷气口10设在压缩空气罩左侧的侧壁上，压缩空气罩左侧的侧壁也是船体左侧的侧壁。侧喷气口10由插板22向前或向后移动控制开口的大小，侧喷气口10的上沿和下沿装有滑道23，插板22可以沿滑道23向前移动关闭侧喷气口10，插板22还可以向后移动打开侧喷气口10。两支垂直尾翼15分别装配在船体两侧侧浮体1、2末端的浮体顶部，垂直尾翼15的后面装有方向舵17。压缩空气罩9的上面罩有顶部呈流线形的船体外层壳体11，空气螺旋桨5后面的船体外层壳体11顶部两侧分别装有阻力板18，向上张开阻力板18可以增加空气阻力降低气垫船航行的速度，气垫船在陆地降落时先张开阻力板18降低气垫船航行的速度，再逐步降低发动机6的输出功率气垫船就可以安全降落在地面上。

图2给出了另一种船体上开有侧喷气口的气垫船实施方式，这种气垫船采用了另一种浮体结构，在浮体中增加了中间浮体13，中间浮体13位于船体的纵向中心线上，中间浮体13的两侧是与中间浮体13有较大空间距离的两只侧浮体1、2，中间浮体13和两只侧浮体1、2的前部与位于两只侧浮体1、2之间的压缩空气罩9的前端固定封闭连接，压缩空气罩9的前端还与前面的船头3固定连接成一体，压缩空气罩9前端的圆弧形凹口4与船头顶部开口向上的凹槽7吻合对接。中间浮体13的后部和两只侧浮体1、2的中后部与位于两只侧浮体1、2之间的船尾浮体12固定封闭连接，压缩空气罩9的后端与船尾浮体12的前端固定封闭连接，压缩空气罩9两侧底边分别与船体两侧的侧浮体1、2纵向固定封闭连接。组成顶部和周边有压缩空气罩封闭，前面有由压缩空气罩顶板前缘8和圆弧形凹口4组成的压缩空气罩进气口，船体侧壁上开有侧喷气口，下部周边有浮体封闭，底部向下敞开的气垫升力体为主体的气垫船。空气螺旋桨5位于压缩空气罩顶板前缘8的前面，空气螺旋桨5的直径略小于圆弧形凹口4的直径，水冷发动机6固定安装在中间浮体13上通过传动装置驱动空气螺旋桨5旋转，空气螺旋桨5桨盘上部高于压缩空气罩，为气垫船提供前进的拉力；空气螺旋桨5桨盘下部边缘尽量靠近压缩空气罩进气口的凹边并保持一定的距离，使空气螺旋桨5既能高速旋转又能阻止压缩空气罩9内的压缩空气向前反向流动稳定压缩空气罩内的空气压力。中间浮体13的后部与船尾浮体12向下凹入为乘员舱14提供舱底平台使船体的重心降低，乘员舱14周边的舱壁穿过船体外层壳体11与压缩空气罩9和船体外层壳体11固定连接。气垫船两侧的船体上分别装有翼身融合下翼面呈S形的地效翼24，装有地效翼气垫船可以获得更高的垫升高度。两侧的侧浮体1、2后部向后延长用以平衡船体的升力中心和浮力中心，使升力中心和浮力中心接近。两侧侧浮体1、2后端顶部装有垂直尾翼15，垂直尾翼15的后面装有方向舵17，垂直尾翼15的顶部跨接有水平尾翼16提高气垫船的纵向稳定性。由于采用逆时针旋转的空气螺旋桨，侧喷气口10位于船体左侧，侧喷气口10与船体外层壳体11上的开口25相通组成船体上的侧喷气口。气垫船垫升航行时侧喷气口10的大小由沿滑道23滑动的插板22调控，插板22向前滑动减小和关闭侧喷气口10，插板22向后滑动打开和开大侧喷气口10。当侧喷气口10喷出压缩空气产生的推力与偏航力矩产生的转向动力相等时气垫船可以沿直线航行，侧喷气口10喷出压缩空气产生的推力大于偏航力矩时气垫船向右转向航行，气垫船高速航行时由方向舵17控制航行的方向。空气螺旋桨5后面的船体外层壳体11上装有能够向后上方张开和关闭的阻力板18，它可以降低气垫船前进的速度，为气垫船在地面降落创造条件。气垫船船体采用结实耐腐蚀的玻璃钢材料，因而可以在海面上垫升航行。

Claims (7)

1．一种船体上开有侧喷气口的气垫船，由浮体、压缩空气罩、压缩空气罩进气口、侧喷气口、空气螺旋桨、发动机、乘员舱、尾翼、方向舵等组成，其特征在于：气垫船以一个能够生成静态气垫和动态气垫在侧壁上开有侧喷气口的气垫升力体为主体，气垫升力体由压缩空气罩(9)和位于压缩空气罩(9)下部的浮体组成；压缩空气罩(9)顶部和周边封闭，压缩空气罩(9)的前端开有压缩空气罩进气口，发动机(6)驱动空气螺旋桨(5)旋转时桨盘下部配合压缩空气罩进气口工作，桨盘上部高于压缩空气罩进气口；压缩空气罩侧壁上开有通向船体外面的侧喷气口(10)，压缩空气罩(9)底部向下敞开，其底边与浮体固定连接在一起。

2．根据权利要求1所述的气垫船，其特征在于：浮体由位于船体两侧的两只侧浮体(1、2)与船头(3)和船尾浮体(12)共同组成，两只侧浮体(1、2)之间留有较宽的空间距离，两只侧浮体(1、2)前部与位于两只侧浮体(1、2)之间的压缩空气罩(9)的前端固定连接，两只侧浮体(1、2)的中后部与位于两只侧浮体(1、2)之间的船尾浮体(12)固定连接，船尾浮体(12)与压缩空气罩(9)的后端固定连接，两只侧浮体(1、2)纵向与压缩空气罩(9)两侧底边分别固定连接。

3．根据权利要求1所述的气垫船，其特征在于：浮体由位于船体两侧的两只侧浮体(1、2)与船头(3)、船尾浮体(12)和位于船体纵向中心线上的中间浮体(13)共同组成，侧浮体(1、2)与中间浮体(13)之间留有较宽的空间距离，两只侧浮体(1、2)和中间浮体(13)的前部与位于两只侧浮体之间的压缩空气罩(9)的前端固定连接，两只侧浮体(1、2)中后部与位于两只侧浮体(1、2)之间的船尾浮体(12)固定连接，船尾浮体(12)与中间浮体(13)的后部固定连接，船尾浮体(12)与压缩空气罩(9)的后端固定连接，两只侧浮体(1、2)纵向与压缩空气罩(9)两侧底边分别固定连接。

4。根据权利要求1所述的气垫船，其特征在于：压缩空气罩进气口由压缩空气罩(9)前端留出的开口向上的圆弧形凹口(4)与位于圆弧形凹口(4)上方的压缩空气罩顶板前缘(8)组成；空气螺旋桨(5)在压缩空气罩顶板前缘(8)的前面，空气螺旋桨(5)旋转工作时桨盘下部配合压缩空气罩进气口工作，桨盘上部高于压缩空气罩顶板前缘(8)。

5．根据权利要求1所述的气垫船，其特征在于：船头(3)位于气垫升力体的前部，船头(3)的后端与压缩空气罩(9)的前端合成一个整体，船头(3)顶部开有开口向上的凹槽(7)，凹槽(7)后端槽口与压缩空气罩前端的圆弧形凹口(4)对应合为一体。

6．根据权利要求1所述的气垫船，其特征在于：压缩空气罩侧壁上的侧喷气口(10)位于船体侧壁的前部，侧喷气口(10)通向船体外侧形成船体上的侧喷气口，侧喷气口设在气垫船偏转航向的一侧。

7．根据权利要求1所述的气垫船，其特征在于：用于运动模型的气垫船有由发动机为空气螺旋桨(5)提供旋转动力和由电动机为空气螺旋桨(5)提供旋转动力两种组合方式。

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