一种针对螺旋桨推进式高速滑行艇的尾部补水装置的制作方法

本发明涉及一种针对螺旋桨推进式高速滑行艇的尾部补水装置，属于船舶补充装置技术领域。

背景技术：

滑行艇作为一种新兴高性能艇型，主要为以水面滑行原理为主的高速小艇，包括游艇、高速援救艇、巡逻艇、鱼雷艇、导弹快艇等实用艇。其主要特点有浅吃水、高航速等。

一般认为，当傅氏数F_n＞1或者之后，艇底受到水动力的作用，把艇体托出水面(这个过程叫起飞)，此时艇由排水航行状态转变为高速滑行状态，而在这之前的阶段称为介于排水航行与高速滑行之间的过渡状态。

目前的大多数滑行艇在排水航行遭遇涌流时，滑行艇的主机会出现温度过高的现象，当滑行艇处于高速滑行状态阶段而遭遇涌流时，尤其容易出现主机温度过高以至于抱缸的现象出现；极大程度上影响了滑行艇的正常航行，而对于滑行艇的这种问题，通常情况下，面对特殊海况都会禁止出海航行，这样就直接降低了滑行艇的实用性和适航性。

技术实现要素：

本发明为了解决滑行艇遇到涌流过多时，主机温度过高的技术问题，提出了一种针对螺旋桨推进式高速滑行艇的尾部补水装置。

一种针对螺旋桨推进式高速滑行艇的尾部补水装置，所述补水装置包括补水吸口3、通水管4和单向止回阀5；所述补水吸口3固定于螺旋桨靠近桨端1/3处的桨轴上；所述通水管4包括桨轴内通水管41、柔性通水管42和艇体内通水管43；所述桨轴内通水管41嵌入螺旋桨的桨轴内部，长度为桨轴1/2长，所述桨轴内通水管41的进水口与补水吸口3相连，所述桨轴内通水管41的出水口与柔性通水管42的进水口相连；所述柔性通水管42位于螺旋桨外部；所述柔性通水管42的出水口与艇体内通水管43的进水口相连；所述艇体内通水管43设置于滑行艇内部；所述单向止回阀5设置于艇体内通水管43上。

进一步地，所述补水吸口3上设有粗滤网。

进一步地，所述补水吸口3位于桨轴上靠桨端的1/3处；所述补水吸口3的开口方向应朝向海水来流方向。

进一步地，所述补水吸口3采用圆孔结构，所述圆孔结构的直径为20mm。

进一步地，所述桨轴内通水管41的管长为桨轴总长度的1/2。

进一步地，所述柔性通水管42穿过滑行艇的尾部穿舱处与艇体内通水管43相连；所述柔性通水管42与尾部穿舱处通过密封件相连；尾部穿舱处高于水线。

进一步地，所述桨轴内通水管41、柔性通水管42和艇体内通水管43之间通过连接件相连。

进一步地，所述补水吸口3、桨轴内通水管41、柔性通水管42、艇体内通水管43和单向止回阀5均采用耐腐蚀材料制成。

进一步地，所述补水吸口3采用青铜吸口；所述桨轴内通水管41、柔性通水管42、艇体内通水管43和单向止回阀5采用不锈钢316L材料制成。

本发明有益效果：

本发明提出了一种针对螺旋桨推进式高速滑行艇的尾部补水装置克服了传统技术中利用优化设计滑行艇内部主机冷却系统的结构和参数解决主机温度过高的技术偏见。本发明提出了一种全新的思路，在滑行艇遇到涌流过多而使艇体频繁脱离水面时，利用补水装置吸取海水为主机冷却系统持续补水，避免艇体底部的海水吸口因艇体频繁脱离水面中断吸水而无法为主机冷却系统提供冷却水的情况，解决了滑行艇遇到涌流过多时，因海水吸口中断吸水或无法吸入足量的海水进入冷却系统的问题，进而解决了滑行艇遇到涌流过多时，主机温度过高至抱缸和功率降低的问题。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明提出的一种针对螺旋桨推进式高速滑行艇的尾部补水装置使滑行艇能够在涌流频繁的情况下，主机的冷却系统依然能够保持良好的冷却性能，使滑行艇在涌流较多的海况下仍然能够保持全程高速行驶，且处于最佳的航行状态，极大程度上提高了滑行艇的航行质量；

2、常规滑行艇在三级海况下，就会出现主机因缺少冷却水而温度升高的现象，这种情况下，通常选择禁止出海航行或不得不选择降低航行速度来维持主机正常温度；而本发明提出的一种针对螺旋桨推进式高速滑行艇的尾部补水装置在五级海况的情况下，仍然能够保证滑行艇的正常出海航行，并且能够保证滑行艇在五级海况下仍然可以在高速航行的状态下完成航行任务；

另一方面，常规滑行艇在三级海况下，滑行艇能够达到的体积傅氏数上限为3.5(体积博氏数＜3.5)；当体积傅氏数超过3.5时，滑行艇就会因涌流影响使主机冷却水缺水而升温、降功率运行，甚至无法正常航行；本发明提出的补水装置使滑行艇在三级海况下能够达到的傅氏数上限为4.83(体积博氏数＜4.83)；同时，在四级海况下，本发明提出的装置使滑行艇能够顺利达到体积博氏数4.5以上(体积博氏数＞4.5)；

由此可见，本发明提出的补水装置极大程度的提高了滑行艇的适航性；

3、本发明提出的一种针对螺旋桨推进式高速滑行艇的尾部补水装置不需要动力机构实现海水的抽取，通过将补水吸口设置于螺旋桨的桨轴靠螺旋桨叶片一侧的设计，充分利用了海水压力与艇体压力之间的压力差将海水持续的压送入冷却系统，无需其他动力装置便可以实现吸水，这种设计充分保证了滑行艇原有的动力平衡，实现了补水装置对滑行艇原有各项性能指标的零干扰，使本发明所述的补水装置能够适用各种型号和用途的滑行艇中。

4、通常情况向，在螺旋桨轴上开口由于改变了螺旋桨桨轴的结构而改变螺旋桨在水中的受力，进而影响了螺旋桨的动力性能，通常会导致螺旋桨动力性能下降10％-15％；本发明所述装置的补水吸口位置(桨轴上靠桨端1/3)和尺寸设计结合将通水管大部分嵌入至螺旋桨轴内(桨轴内通水管)以及其占桨轴长度的1/2的设计，解决了在螺旋桨轴上开口影响螺旋桨动力性能的问题，使螺旋桨的动力性能零下降，既保证了螺旋桨动力性能和开口后的艉板结构抗击特殊海况的强度，同时，又保证了补水吸口的补水量满足冷却系统的冷却水供应量，做到了冷却系统的冷却性能和螺旋桨的动力性能的平衡。

附图说明

图1为螺旋桨推进高速滑行艇尾部补水装置管路安装示意图。

图2为高速滑行艇在低速时的侧视图。

图3为高速滑行艇在高速时(起飞后)的侧视图。

图4为高速滑行艇在高速时(起飞后)的艇底实际浸湿示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明不受实施例的限制。

一种针对螺旋桨推进式高速滑行艇的尾部补水装置，具体结构如图1所示，所述补水装置包括补水吸口3、通水管4和单向止回阀5；所述补水吸口3固定于螺旋桨的桨轴上并且在补水吸口3上设有粗滤网；所述通水管4包括桨轴内通水管41、柔性通水管42和艇体内通水管43；所述桨轴内通水管41嵌入螺旋桨的桨轴内部并占所述桨轴长度的螺旋桨桨轴长度的1/2，所述桨轴内通水管41的进水口与补水吸口3相连，所述桨轴内通水管41的出水口与柔性通水管42的进水口相连并且柔性通水管42位于螺旋桨外部，同时，所述柔性通水管42穿过滑行艇的尾部穿舱处与艇体内通水管43的进水口相连；所述柔性通水管42与尾部穿舱处通过密封件相连；尾部穿舱处高于水线。所述艇体内通水管43设置于滑行艇内部，并且单向止回阀5设置于艇体内通水管43上；所述艇体内通水管43的出水口与海水滤器2相连，并且，艇体内通水管43管内的海水通过海水滤器2进入滑行艇的冷却系统。

其中，所述补水吸口3位于螺旋桨桨轴靠桨端1/3出，并且其开口方向应朝向海水来流方向，同时，补水吸口3采用圆孔结构，圆孔结构的直径为20mm。

在该补水装置中，桨轴内通水管41、柔性通水管42和艇体内通水管43之间通过连接件相连，并且所述补水吸口3采用青铜吸口，而桨轴内通水管41、柔性通水管42、艇体内通水管43和单向止回阀5均采用采用不锈钢316L材料制成。

一种针对螺旋桨推进式高速滑行艇的尾部补水装置，其补水吸口3和桨轴内通水管41在螺旋桨制作时直接开设与螺旋桨上，同时，根据滑行艇螺旋桨个数的不同，可以根据螺旋桨的个数合理设定本发明所述补水装置的个数，例如，常规螺旋桨推进式滑行艇安装有两个螺旋桨，因此，可以在两个螺旋桨轴上均开设补水吸口3和桨轴内通水管41并配合相应的柔性通水管42、艇体内通水管43和单向止回阀5。

一般滑行艇的海水吸口1布置于船艉滑行面中心处，用于吸入海水至主机冷却系统，实现主机冷却，如图1所示海水吸口1位置。滑行艇在低速状态时为排水型船，其舭部基本全浸没在水中，如图2所示，在低速航行时可以满足冷却系统的冷却水需求量，当滑行艇在排水航行遭遇涌流时，船艏由于重力快速下探，同时尾部则翘起，由于尾部的翘起则造成该段时间内海水吸口脱离海面，导致吸水中断而吸入空气，当涌流过多时，直接导致长时间的吸水中断，主机就会处于长期缺水状态，其后果就是无法得到及时的冷却造成主机温度过高以至于抱缸。但随着速度的增加至高速行驶时，前方空气会被引气槽、槽道等减阻设施通过断级等卷入艇底，在艇底形成一层气水混合物的分界层，待到一定的航速(航速比较高)，船体就会脱离水面，仅有部分艇底与水面接触，如图4所示，实际浸湿面仅为部分三角区，此时随着海况的加剧，就会产生尾部抬离水面的情况，如图3所示，此时布置在原位置的海水吸口1就无法正常吸到冷却水，从而导致主机温度急速上升。遭遇的涌流则更容易使主机温度迅速升高，进而缩短了滑行艇的高速航行时间，并且在特殊海况下无法航行，这些情况都直接降低了滑行艇的适航性。

本发明所述补水装置在滑行艇遇到涌流时，艇体频繁脱离海面的情况下，利用海水压力和艇体压力的压力差通过补水吸口3吸入海水，海水通过桨轴内通水管41、柔性通水管42和艇体内通水管43送至舱内，海水经过单向截止阀5送至海水滤器2，然后经过海水滤器2送入滑行艇的冷却系统中，在艇体脱离海面的情况下仍然能够为冷却系统提供冷却水。其中，桨轴内通水管41柔性通水管42和艇体内通水管43的管体直径与补水吸口3的直径相同，即均为20mm。该补水装置使滑行艇在多涌流的海况下，有效保证主机冷却系统的冷却功能，进而保证主机的温度始终保持正常运行温度，解决了滑行艇主机在多涌流的海况下，温度升高至抱缸或因缺水而功率降低的问题。

本发明提出的一种针对螺旋桨推进式高速滑行艇的尾部补水装置克服了传统技术中利用优化设计滑行艇内部主机冷却系统的结构和参数解决主机温度过高的技术偏见，提出了一种全新的思路，本发明提出的一种针对螺旋桨推进式高速滑行艇的尾部补水装置通过克服传统技术中高速滑行艇内部冷却系统在应对恶劣海况时出现偶尔断水问题进而解决滑行艇应对恶劣海况时，主机温度过高至抱缸的问题。

本发明提出的一种针对螺旋桨推进式高速滑行艇的尾部补水装置：1、使滑行艇能够在涌流频繁的情况下，主机的冷却系统依然能够保持良好的冷却性能，使滑行艇在涌流较多的海况下仍然能够保持全程高速行驶，且处于最佳的航行状态，极大程度上提高了滑行艇的航行质量；2、常规滑行艇在三级海况下，就会出现主机因缺少冷却水而温度升高的现象，这种情况下，通常选择禁止出海航行或不得不选择降低航行速度来维持主机正常温度；而本发明提出的一种针对螺旋桨推进式高速滑行艇的尾部补水装置在五级海况的情况下，仍然能够保证滑行艇的正常出海航行，并且能够保证滑行艇在五级海况下仍然可以在高速航行的状态下完成航行任务；另一方面，常规滑行艇在三级海况下，滑行艇能够达到的体积傅氏数上限为3.5(体积博氏数＜3.5)；当体积傅氏数超过3.5时，滑行艇就会因涌流影响使主机冷却水缺水而升温、降功率运行，甚至无法正常航行；本发明提出的补水装置使滑行艇在三级海况下能够达到的傅氏数上限为4.83(体积博氏数＜4.83)；同时，在四级海况下，本发明提出的装置使滑行艇能够顺利达到体积博氏数4.5以上(体积博氏数＞4.5)，由此可见，本发明提出的补水装置极大程度的提高了滑行艇的适航性；3、本发明提出的一种针对螺旋桨推进式高速滑行艇的尾部补水装置不需要动力机构实现海水的抽取，通过将补水吸口设置于螺旋桨的桨轴靠螺旋桨叶片一侧的设计，充分利用了海水压力与艇体压力之间的压力差将海水持续的压送如冷却系统，无需其他动力装置便可以实现吸水，这种设计充分保证了滑行艇原有的动力平衡，实现了补水装置对滑行艇原有各项性能指标的零干扰，使本发明所述的补水装置能够适用各种型号和用途的滑行艇中。4、通常情况向，在螺旋桨轴上开口由于改变了螺旋桨桨轴的结构而改变螺旋桨在水中的受力，进而影响了螺旋桨的动力性能，通常会导致螺旋桨动力性能下降10％-15％；本发明所述装置的补水吸口位置(桨轴上靠桨端1/3)和尺寸设计结合将通水管大部分嵌入至螺旋桨轴内(桨轴内通水管)以及其占桨轴长度…的1/2的设计，解决了在螺旋桨轴上开口影响螺旋桨动力性能的问题，使螺旋桨的动力性能零下降，既保证了螺旋桨动力性能和开口后的艉板结构抗击特殊海况的强度，同时，又保证了补水吸口的补水量满足冷却系统的冷却水供应量，做到了冷却系统的冷却性能和螺旋桨的动力性能的平衡。

虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。