專利名稱：帶滑行艇功能的水翼船的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及船舶制造領(lǐng)域，尤其涉及帶滑行艇功能的水翼船。
技術(shù)背景現(xiàn)有船舶中，以滑行艇和水翼船與本發(fā)明相類似?；型е圃斐杀据^低，它在高速行駛時，船頭上揚(yáng)，尾部約三分之一浸在水中，依 靠船底與水面間的相對沖力將船托起，由于船底與水面的接觸面小，減少了水與船體的 摩擦阻力，所以能夠達(dá)到較高航速。其缺陷有1、滑行艇船速越高，其船頭越高，駕駛 員也越危險。2、興波阻力大，產(chǎn)生很大的波浪對航道有影響。3、船長、船寬和吃水等有限制，只能做小艇不能做大船。4、本身懼怕風(fēng)浪，在大浪中可能會翻船。5、油耗很高。水翼船可以分為淺浸式水翼船、割劃式水翼船和深浸式水翼船，其中以帶有自動平 衡控制系統(tǒng)的深浸式水翼船的性能最優(yōu)，它一般是在船體底部的首尾兩端分別設(shè)置一深 浸入水中的水翼，利用水翼與深水的相對沖力將整個水翼以上的船體部分托出水面，該 船型行駛時所受的摩擦阻力和興波阻力都非常小，所以航速很快，油耗也較低。其缺陷有1、 一旦深浸入水中的水翼發(fā)生意外，如在水翼上掛上水草、漁網(wǎng)等雜物時，易造成 水翼失效，不能提供足夠的升力，使船體落下與水面接觸，船體所受摩擦阻力和興波阻 力突然增大，使船體急劇失速，其加速度比汽車急剎更大，相當(dāng)危險。2、水翼始終保持 在水中，與水的接觸面積不變，在船速穩(wěn)定的情況下只有通過改變其迎角來改變水翼所 提供的升力，在船的行駛過程中水翼所承受的載何是不斷變化的，為了保持船在行駛中 的平穩(wěn)性，現(xiàn)有深浸式水翼船通過自動平衡控制系統(tǒng)即時調(diào)整水翼的迎角，改變水翼所 提供的升力，以此來維持船的平穩(wěn)，該自動平衡控制系統(tǒng)與飛機(jī)上用的平衡系統(tǒng)類似， 由美國波音公司研發(fā)，因此該船型的造價昂貴， 一般只用于軍事。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種航行速度快、動穩(wěn)性好、 安全性高、可節(jié)省能源、生產(chǎn)成本低的帶滑行艇功能的水翼船。 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。一種帶滑行艇功能的水翼船，包括主船體、推進(jìn)裝置和艉舵，所述主船體的底部設(shè)有深浸式水翼和可作升降調(diào)節(jié)的活動滑水翼，深浸式水翼設(shè)置于主船體重心的后方，活 動滑水翼設(shè)置于主船體的首部，深浸式水翼至主船體的距離大于活動滑水翼至主船體的 距離。所述主船體底部的首端設(shè)有一對前固定滑水翼，兩前固定滑水翼分別位于活動滑水 翼的兩側(cè)，主船體底部的尾端設(shè)有一對后固定滑水翼。所述主船體首端設(shè)有一對球鼻艏，兩球鼻艏分別位于活動滑水翼的兩側(cè)，所述前固 定滑水翼設(shè)于球鼻艏的下底面。所述主船體的側(cè)面裝設(shè)有平衡舵。所述主船體上設(shè)有全封閉式上蓋。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)就在于1、在本船航行時，深浸式水翼伸入水面以下，活動滑水翼保持部分與水面接觸，隨 著航速逐步提升，深浸式水翼和活動滑水翼為主船體提供的升力逐漸增大，主船體大約 80%的重量由深浸式水翼支撐，為了減少船的濕水面積，此時控制活動滑水翼相對主船 體逐漸向下伸出，可實現(xiàn)整個主船體的逐漸上升，直至主船體完全脫離水面，此時主船 體不產(chǎn)生興波阻力和摩擦阻力，主船體由活動滑水翼和深浸式水翼支撐，其航速可達(dá)到現(xiàn)有水翼船的水平，并且能源消耗量很少；活動滑水翼為主船體提供升力的大小和它與 水面接觸面積的大小有關(guān)，可將其設(shè)計為具有足夠大的面積，在正常行駛狀態(tài)下活動滑 水翼只有少部分接觸水面，當(dāng)船的壓力偶然增大時，活動滑水翼接觸水面的面積也就隨 之增大，為主船體提供的升力也增大，當(dāng)船的壓力偶然減小時，活動滑水翼接觸水面的 面積也就隨之減少，為主船體提供的升力也減小，從而可起到自動維持主船體高度的作 用；在高速行駛時，由于船的慣性，活動滑水翼遇到波浪，也可以穿浪而過，不會造成 主船體的突然升降，可保證本船具有較高的抗顛簸能力；隨著船體重量、航速、風(fēng)向風(fēng) 力的不斷變化，主船體會以活動滑水翼為支點(diǎn)形成縱向的輕微擺動，產(chǎn)生合適的縱傾角， 深浸式水翼固定在主船體下部，它會隨主船體的擺動自動改變迎角，那么在主船體的縱 向擺動剛剛產(chǎn)生時，深浸式水翼所提供的升力隨著迎角的改變產(chǎn)生自適應(yīng)的調(diào)整，達(dá)到 維持主船體縱向平衡的目的，所以該船型在沒有昂貴的自動平衡控制系統(tǒng)的情況下，也 能實現(xiàn)對深浸式水翼迎角的即時調(diào)整，滿足維持主船體平衡的需要，從而可大幅降低生 產(chǎn)成本；由于本船是通過活動滑水翼和深浸式水翼作前、后兩點(diǎn)的支撐，故具有很好的 動穩(wěn)性，在高速行駛的狀態(tài)下轉(zhuǎn)彎時，本船可主動產(chǎn)生合適的橫傾來抵消離心力，使乘 坐者不會容易感到暈船。2、 主船體底部可設(shè)前固定滑水翼和后固定滑水翼，在本船航速提升的中間階段，主 船體基本脫離水面，由前固定滑水翼和后固定滑水翼與水面接觸并提供主要的升力，深 浸式水翼在水下也能提供部分升力，航行的原理與滑行艇基本一致。3、 在本船的高速階段，只有活動滑水翼和深浸式水翼提供升力，四個固定式滑水翼 全部脫離水面，阻力進(jìn)一步減小，航速進(jìn)一步提高，達(dá)到節(jié)能的效果。若本船的深浸式 水翼掛上水草、魚網(wǎng)甚至觸礁時，深浸式水翼提供升力的作用也會消失，但是主船體下 落至水面后，前固定滑水翼和后固定滑水翼就會馬上起到為主船體提供升力的作用，使 本船還能在水面上滑行，回到滑行的中間階段，主船體還能保持70公里/小時左右的航 速前進(jìn)，不至于主船體突然失速，也不會有傾復(fù)的危險，相對現(xiàn)有的水翼船來說提高了 安全性。4、 主船體的側(cè)面裝設(shè)平衡舵，平衡舵可以在主船體的一側(cè)裝設(shè)一件或多件，也可以 根據(jù)需要在主船體的兩側(cè)同時裝設(shè)多件，其目的是保持高速行船時的橫向穩(wěn)定性。5、 主船體前端設(shè)有一對球鼻艏，使本船在低速航行的啟動階段相當(dāng)于普通排水型雙 體船，能夠保證主船體具有較好的平穩(wěn)性，還可以防止甲板上浪。6、 本船采用全封閉式的結(jié)構(gòu)，在遇到超大型的海浪時，可以整船穿浪而過，同時可 保證乘船者的安全。


圖l是本發(fā)明的主視圖； 圖2是圖1的A—A剖視圖； 圖3是圖1的B—B剖視圖； 圖4是本發(fā)明的右視圖。 圖中各標(biāo)號表示I、 主船體 3、活動滑水翼 5、后固定滑水翼7、 球鼻艏 9、水平面II、 氣缸具體實施方式
如圖1至圖4所示，本發(fā)明的帶滑行艇功能的水翼船，包括主船體l、推進(jìn)裝置122、深浸式水翼 4、前固定滑水翼 6、平衡舵 8、上蓋 10、艉舵 12、推進(jìn)裝置和艉舵10，本實施例的推進(jìn)裝置12為螺旋漿推進(jìn)裝置，推進(jìn)裝置12和艉舵10裝設(shè)于主 船體1的尾部。在主船體1的底部設(shè)有深浸式水翼2和可作升降調(diào)節(jié)的活動滑水翼3，深 浸式水翼2通過兩連接板焊接固定于靠近主船體1重心G的位置，并位于重心G的后方， 活動滑水翼3設(shè)于主船體1首部，深浸式水翼2至主船體1的距離Dl大于活動滑水翼3 至主船體1的距離D2，活動滑水翼3的升降調(diào)節(jié)可通過多種傳動方式實現(xiàn)如齒輪齒條 傳動機(jī)構(gòu)、四連桿機(jī)構(gòu)配步進(jìn)制電機(jī)、電液推桿等，本實施例中采用氣缸11驅(qū)動活動滑 水翼3的升降，氣缸11的缸體焊接固定在主船體1上，氣缸11的活塞桿與活動滑水翼3 連接。本船在航行時，深浸式水翼2伸入水面以下，活動滑水翼3保持與水面接觸。主 船體1首端設(shè)有一對球鼻艏7，兩球鼻艏7分別位于活動滑水翼3的兩側(cè)，雙球鼻艏7 的結(jié)構(gòu)能夠保證主船體1具有較好的平穩(wěn)性，還可以防止甲板上浪。球鼻艏7的下底面 設(shè)前固定滑水翼4，主船體1底部的尾端設(shè)一對后固定滑水翼5，兩后固定滑水翼5沿主 船體l的縱軸線對稱布置，活動滑水翼3的安裝位置正處于兩塊前固定滑水翼4的中間。 在行船的啟動階段，前固定滑水翼4和后固定滑水翼5可使主船體1保持良好的橫穩(wěn)性 和縱穩(wěn)性。主船體1的一側(cè)安裝有一件平衡舵6，它與主船體1的縱軸線之間有一定的距 離，具有較大的力臂，當(dāng)風(fēng)、波浪、人員的走動等引起主船體1失去平衡時，平衡舵6 可提供維持主船體1平衡的力矩，可通過人工或自動控制裝置控制平衡舵6的迎角實現(xiàn) 力矩大小的調(diào)節(jié)。主船體1上設(shè)有全封閉式上蓋8，在遇到超大型的海浪時，本船可以整 船穿浪而過，同時可保證乘船者的安全。從側(cè)面看，上蓋8與主船體1的組合形狀大致 上呈橢圓狀，橢圓狀的外形是極好的流線型設(shè)計，可以減少高速航行時的空氣阻力，提 高航行速度。本發(fā)明的工作原理開動推進(jìn)裝置12，本船開始沿圖1中箭頭所示方向向前航行， 進(jìn)入啟動階段，其特性相當(dāng)于普通排水型雙體船。當(dāng)航速上升到30公里/小時左右時， 進(jìn)入中間提速階段，前固定滑水翼4和后固定滑水翼5開始在水面上滑行，并提供大部 分升力；此時活動滑水翼3保持部分與水面接觸，它與保持在水平面9以下的深浸式水 翼2—起為主船體1提供小部分升力，本船航速可進(jìn)一步提高。當(dāng)航速達(dá)到60公里/小 時左右時，進(jìn)入高速行駛階段，啟用平衡舵7，以提高行船的平穩(wěn)性，隨著船速的提高， 深浸式水翼2和活動滑水翼3己經(jīng)能為主船體1提供足夠強(qiáng)大的升力，主船體1大約80% 的重量由深浸式水翼2支撐，此時通過氣缸11驅(qū)動活動滑水翼3相對主船體1逐漸向下 伸出，可實現(xiàn)整個主船體1的逐漸上升，直至主船體1底部的前固定滑水翼4和后固定 滑水翼5脫離水平面9，此時主船體1不產(chǎn)生摩擦阻力和興波阻力，其航速可進(jìn)一步提高，達(dá)到現(xiàn)有水翼船的航速水平，并且能源消耗量很少?；顒踊?為主船體1提供升力 的大小和它與水面接觸面積的大小有關(guān)，可將其設(shè)計為具有足夠大的面積，在正常行駛 狀態(tài)下活動滑水翼3只有少部分接觸水面，當(dāng)船對水面的壓力偶然增大時，活動滑水翼3 接觸水面的面積也就隨之增大，為主船體1提供的升力也增大；當(dāng)船對水面的壓力偶然 減小時，活動滑水翼3接觸水面的面積也就隨之減少，為主船體1提供的升力也減小， 從而可起到自動維持主船體1高度的作用。在高速行駛時，由于船的慣性，活動滑水翼3 遇到波浪，也可以穿浪而過，不會造成主船體1的突然升降，可保證本船具有較高的抗 顛簸能力。隨著船體重量、航速、風(fēng)向風(fēng)力的不斷變化，主船體1會以活動滑水翼3為 支點(diǎn)形成縱向的輕微擺動，產(chǎn)生合適的縱傾角，深浸式水翼2固定在主船體1下部，它 會隨主船體1的擺動自動改變迎角，那么在主船體1的縱向擺動剛剛產(chǎn)生時，深浸式水 翼2所提供的升力隨著迎角的改變產(chǎn)生自適應(yīng)的調(diào)整，達(dá)到維持主船體1縱向平衡的目 的，所以該船型在沒有昂貴的自動平衡控制系統(tǒng)的情況下，也能實現(xiàn)對深浸式水翼2迎 角的即時調(diào)整，滿足維持主船體1平衡的需要，從而可大幅降低生產(chǎn)成本。由于本船是 通過活動滑水翼3和深浸式水翼2作前、后兩點(diǎn)的支撐，故具有很好的動穩(wěn)性，在高速 行駛的狀態(tài)下轉(zhuǎn)彎時，本船可主動產(chǎn)生橫傾來抵消離心力，使乘坐者不會容易感到暈船， 該原理與自行車維持平衡的原理相同。若本船的深浸式水翼2掛上水草、魚網(wǎng)甚至觸礁 時，深浸式水翼2提供升力的作用也會消失，但主船體1下落至水平面9后，前固定滑 水翼4和后固定滑水翼5就會馬上起到為主船體1提供升力的作用，使本船還能在水上 滑行，相當(dāng)于一艘斷級滑行艇，主船體1還能保持大約70公里/小時的航速前進(jìn)，不至 于主船體l突然失速，也不會有傾復(fù)的危險，相對現(xiàn)有的水翼船來說提高了安全性。
權(quán)利要求
1. 一種帶滑行艇功能的水翼船，包括主船體(1)、推進(jìn)裝置(12)和艉舵(10)，其特征在于所述主船體(1)的底部設(shè)有深浸式水翼(2)和可作升降調(diào)節(jié)的活動滑水翼(3)，深浸式水翼(2)設(shè)置于主船體(1)重心的后方，活動滑水翼(3)設(shè)置于主船體(1)的首部，深浸式水翼(2)至主船體(1)的距離大于活動滑水翼(3)至主船體(1)的距離。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶滑行艇功能的水翼船，其特征在于所述主船體(1)底 部的首端設(shè)有一對前固定滑水翼(4)，兩前固定滑水翼(4)分別位于活動滑水翼(3) 的兩側(cè)，主船體(1)底部的尾端設(shè)有一對后固定滑水翼(5)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶滑行艇功能的水翼船，其特征在于所述主船體(1)首 端設(shè)有一對球鼻艏(7)，兩球鼻艏(7)分別位于活動滑水翼(3)的兩側(cè)，所述前固定 滑水翼(4)設(shè)于球鼻艏(7)的下底面。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的帶滑行艇功能的水翼船，其特征在于所述主船體 (1)的側(cè)面裝設(shè)有平衡舵(6)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的帶滑行艇功能的水翼船，其特征在于所述主船體 (1)上設(shè)有全封閉式上蓋(8)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶滑行艇功能的水翼船，其特征在于所述主船體(1)上 設(shè)有全封閉式上蓋(8)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帶滑行艇功能的水翼船，包括主船體、推進(jìn)裝置和艉舵，所述主船體的底部設(shè)有深浸式水翼和可作升降調(diào)節(jié)的活動滑水翼，深浸式水翼設(shè)置于主船體重心的后方，活動滑水翼設(shè)置于主船體的首部，深浸式水翼至主船體的距離大于活動滑水翼至主船體的距離。該帶滑行艇功能的水翼船具有航行速度快、動穩(wěn)性好、安全性高、可節(jié)省能源、生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B63B1/24GK101249873SQ20081003096
公開日2008年8月27日 申請日期2008年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月1日
發(fā)明者周洪斌 申請人:周洪斌