WO2011095113A1 - 明轮快艇 - Google Patents

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Description

明轮陳

技术领域

本发明涉及明轮船, 尤其是涉及明轮快艇。

背景技术

明轮船曾经在蒸汽机时代盛极一时,但它是一种低速度和低效率的船舶类型, 早已被螺旋桨推进的船类替代, 这是本领域技术人员的共识; 现代可快速行驶的 船舶类型包括有滑行艇和水翼艇, 其推进方式主要为螺旋桨式; 高速航行时, 滑 行艇或水翼艇分别依靠水的动压力或升力支撑重力, 船体大部分升起以减小水阻 力; 但随着航速的提高, 由于高速旋转的螺旋桨存在很大的扭力和空化现象浪费 能量, 其推进效率大幅下降, 所以螺旋桨快艇要实现高速航行, 就必须配置更大 功率的发动机, 以高能耗换高速度, 经济性极差。

并且, 螺旋桨快艇在突然加速航行或高速航行遭遇涌浪时, 船体极易上仰甚 至造成翻船, 所以其稳定性和耐波性不佳。

人们对获得更高效快捷的水上运载工具的探索一直没有停止, 而自然界中那 些能在水面上畅行无阻的动物, 一直是人们模仿设计水上运载工具的灵感来源。 例如生活在南美洲热带雨林中的蛇怪渐蜴, 就有一种称为 "水上漂" 的水上快速 行走的绝技——身体及前肢抬高于水面避免水的阻力, 利用后肢奋力向身后踩 水, 并用尾巴进行平衡与转向的控制, 这给人们以仿生的灵感设计水上快艇。

明轮船虽然早已退出历史舞台, 但并不影响其推进器重新在本发明具有仿生 意义的明轮快艇中得到合理高效的利用。

发明内容

本发明目的在于提供一种高速航行时推进效率也高的明轮快艇。

为实现上述目的, 本发明可釆取下述技术方案:

本发明所述的明轮快艇, 它包括船体, 设置在所述船体上由主机驱动推进器 所构成的船舶动力装置; 所述推进器由两个对称设置在船体两侧的桨轮组成; 桨 轮的下缘低于船体底面。 上述船体尾部设置有船舵。

进一步, 所述桨轮对称设置在船体两侧的纵向中部。

所述的船体底面为平面。

进一步, 所述船体底面在前部呈弧形上翘而形成流线型迎水面。

所述船体为由两子船体和母船体构成的三体船结构, 两子船体对称设置在母 船体两侧靠前的位置。

相同的, 所述子船体和母船体的底面为平面, 在其前部呈弧形上翘而形成流 线型迎水面。

进一步, 所述子船体底面低于所述母船体底面。

更进一步, 所述子船体底面与所述母船体底面平行。

所述的对称设置在所述船体两侧的桨轮高度为可上下同步调整式结构, 或 / 和可前后同步调整式结构。

本发明优点在于将现代的主机与传统的桨轮推进器相结合, 釆取将对称设置 在船体两侧的桨轮下缘低于船体底面的设置方式, 这样当桨轮高速旋转时, 径向 均布设置在桨轮外缘上的桨叶依次连续高速向后下方拍击水面,因为水密度很大, 从而获得足够向前上方的反作用力, 其向上的分力支撑船体向上跃出水面, 其向 前的分力推动船体向前运动, 因此只有船体尾部接触少量水面并在水面上滑行, 保持船体平衡, 从而避免了极大的水阻力, 显著提高了推进效率, 实现船舶的高 速经济航行。

船模试验证明, 釆用本发明结构的船模速度, 在输出功率、 船体重量、 空间 尺寸相同条件下, 比釆用螺旋桨滑行艇结构的船模速度快 50 %以上, 其快速性指 标实现重大突破。

船模试验还证明, 当釆用本发明结构的船模突然加速或高速航行遭遇涌浪船 体开始上仰至桨轮脱离水面时, 船体即失速下降而自动避免船体翻转。 因此本发 明具备突出的稳定性和耐波性。

由于釆用跃出水面的航行姿态, 本发明可以跨越水面漂浮物, 大幅度减轻其 对船体和桨轮的影响, 通过性好, 甚至在特殊情况或特殊用途下, 可以直接冲滩 登陆。

本发明虽然外观与传统明轮船相似, 但其关键结构以及工作状态与传统明轮 船截然不同, 区别如下:

a.桨轮的下沿位于船体底面以下, 而非船体底面以上;

b.桨轮是在 "拍水 ", 而非 "划水";

c.船体重力是由桨轮 "拍水" 的反作用力的向上分力支撑, 而非船体在水中 的浮力支撑;

d.船体是在水面上滑行, 而非在水体中穿行;

e.主要克服的是空气阻力, 而非水体的阻力。

所以: 本发明不是传统明轮船的简单复制, 而是一种全新的船舶类型。 本发明与螺旋桨快艇的实质区别在于: 高速航行时, 桨轮的推进效率与速度 成正比, 而螺旋桨的推进效率与速度成反比。 所以本发明的快速性指标优于螺旋 桨快艇。

上述船体受力分析说明, 本发明既不是排水型船, 也不是滑行艇、 水翼艇或 气垫船, 而是船舶技术的创新与突破, 是仿生学在船舶技术领域的成功运用。 附图说明

图 1是本发明的原理示意图。

图 2-1是实施例 1中船体航行状态的主视图。

图 2-2是图 2-1的俯视图。

图 3-1是实施例 1中船体航行状态的主视图。

图 3-2是实施例 2中船体停止状态的主视图。

图 3-3是图 3-2的俯视图。

实施方式

图 1示出了本发明航行时的原理。 桨轮 2设置在船体 1的纵向中部两侧, 其 下缘低于船体底面 4 , 在主机驱动下桨轮 2向前高速旋转时, 其上的桨叶 3依次 连续高速向后下方拍击水面产生一个 F力, 同时受到一个大小相等, 方向相反的 反作用力 , 其垂直向上的分力 1支撑船体 1跃出水面, 其水平向前的分力 P 2推动船体 1向前运动, 只有船体 1尾部接触少量水面并在水面上滑行, 从而 避免了船体 1航行时绝大部分的水阻力, 主机输出的动力主要用于克服船体 1受 到的空气阻力, 显著提高了推进效率; 当浆叶 3旋转时构成的外缘切线速度 V大 于 50km / h时, 推进效率更佳。 本发明所述的主机可以釆用电机、 内燃机、 汽轮 机、 燃气轮机等。

实施例 1

如图 2-1、 图 1-1所示, 本发明所述的明轮快艇包括船体, 设置在所述船体 上由主机驱动推进器所构成的船舶动力装置; 所述船体为三体船, 两子船体 6、 7 平行对称设置在母船体 8两侧靠前的位置,两子船体 6、7底面低于母船体 8底面, 其底面均为平面, 并在其前部呈弧形上翘而形成流线型迎水面; 在母船体 8尾部 设置有船舵 5; 所述推进器由两个对称设置在母船体 8两侧纵向中部的桨轮 2组 成; 桨轮 2的下缘低于母船体 8的底面; 两子船体 6、 7的设置不仅增加了静态浮 力, 也在航行时起到保护两个桨轮 2的作用, 同时也使船体底面与水面之间形成 一定的仰角 α , 改变两个桨轮 2、 两子船体 6、 7底面与母船体 8底面之间的相对 高度, 即可调整航行时仰角 α的大小, 当该仰角 0。 < α < 10。 时, 更利于快速 启航和高速稳定滑行, 在船舵 5的配合下, 其浮性、 抗沉性和操纵性十分优异。 实施例 2

如图 3-1、 图 3-3所示, 本发明所述的明轮快艇包括船体 1 , 设置在所述船 体 1上由主机驱动推进器所构成的船舶动力装置; 所述推进器由两个对称设置在 船体 1两侧纵向中部的桨轮 2组成; 桨轮 2的下缘低于船体底面 4; 在船体 1尾 部设置有船舵 5。

为利于快速启航, 两侧桨轮 2的轮轴设置为高度可上、 下同步调整式结构, 具体可以釆用螺杆式或液压式等常规升降机构实现; 如图 3-2示出了船体 1处于 静止状态时, 将桨轮 2的轮轴调整为上位, 使桨轮 2的下缘高于船体底面 4但低 于水面的状态,这也是传统明轮船的典型状态, 虽不能高速航行,但有利于高效启 动, 然后随着航速的提高, 再逐步下降桨轮 2的轮轴高度至下位, 进入高速航行 状态。

同样, 所述桨轮 2的轮轴还可设置为可前、 后同步调整式结构, 可以釆用螺 杆式或液压式等常规推拉机构实现。 在不同的航速下, 前后调整桨轮 2位置, 从 而改变船体仰角 α , 减小航行阻力, 适应不同的水情。

Claims

权 利 要 求
1、 一种明轮快艇, 它包括船体(1), 设置在所述船体(1 )上由主机驱动推 进器所构成的船舶动力装置; 所述推进器由两个对称设置在船体 ( 1 )两侧的桨轮
(2)组成; 其特征在于: 桨轮(2)的下缘低于船体底面 (4)。
2、 根据权利要求 1所述的明轮快艇, 其特征在于: 在船体(1 )尾部设置有 船舵 ( 5 )。
3、 根据权利要求 1所述的明轮快艇, 其特征在于: 所述桨轮(2)对称设置 在船体 ( 1 ) 两侧的纵向中部。
4、 根据权利要求 1所述的明轮快艇, 其特征在于: 所述船体(1 )底面为平 面。
5、 根据权利要求 4所述的明轮快艇, 其特征在于: 所述船体(1 )底面在前 部呈弧形上翘而形成流线型迎水面。
6、 根据权利要求 1、 2、 3、 4或 5所述的明轮快艇, 其特征在于: 所述船体 为由两子船体( 6、 7 )和母船体 ( 8 )构成的三体船结构, 两子船体(6、 7 )对称 设置在母船体 ( 8 ) 两侧靠前的位置。
7、 根据权利要求 6所述的明轮快艇, 其特征在于: 所述两子船体(6、 7)底 面低于所述母船体( 8 )底面。
8、 根据权利要求 6所述的明轮快艇, 其特征在于: 所述两子船体(6、 7)底 面与所述母船体 ( 8 )底面平行。
9、 根据权利要求 1 或 3所述的明轮快艇, 其特征在于: 对称设置在所述船 体(1 )两侧的桨轮(2)高度为上、 下同步调整式结构, 或 /和可前后同步调整式 结构。
10、 根据权利要求 6所述的明轮快艇, 其特征在于: 对称设置在所述母船体 (8)两侧的桨轮(2)高度为上、 下同步调整式结构, 或 /和可前后同步调整式结 构。
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