本实用新型涉及地效翼船技术领域，特别是涉及一种用于地效翼船增升的水翼结构。
背景技术：
地效翼船身兼飞机和船舶的优点，在国内外的研究也比较多。由于水阻力远大于空气阻力，地效翼船起飞时所需的功率也远大于其巡航所需功率，在飞行设计较为成熟的今天，对于地效翼船的起飞性能影响最大的不是其飞行性能，而是如何降低船体在水中运行时的水阻力峰值。当地效翼船在水中加速时，其受到的水阻力会随着船速的增加而增加，同时由于船首兴波阻力和船中后部受到的流体吸引力的影响，船首上翘，此时会达到水阻力峰值，当船速进一步增大，船翼升力逐渐开始作用，并且兴波阻力作用点后移，导致船体逐渐从水中抬离，此时水阻力开始减小，船舶加速明显，保持姿态以达到起飞速度。可以看出，地效翼船设计时采用的发动机功率或推力的大小，主要取决于其跨越水阻力峰值所需的功率或者推力。
目前地效翼船减少地效翼船水阻力的方式主要有：
(1)优化船体形状以减小型阻。
(2)设置船尾断阶减小船体受流体的吸附力
(3)采用特种涂装以减小摩擦阻力。
(4)采用气体垫升或者类似方法增大升力以减小排水体积，从而减小水阻力。
但是，上述的方法结构复杂，造价高。还需要额外增加发动机功率用于气体垫升，而且地效翼船的操纵稳定性差。
技术实现要素：
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种用于地效翼船增升的水翼结构，其降低了船体所受水阻力，增加起飞性能、降落着水性能及划水模式的稳定性。
在一个实施例中，提出一种用于地效翼船增升的水翼结构，包括：
水翼，所述水翼固定设置于所述地效翼船的船体的下方，所述水翼的安装位置相对于地效翼船中轴线左右对称，且水翼的纵向安装位置由水翼升力系数及水翼的翼面面积决定；
所述水翼的上翼面隆起，下翼面平坦，所述翼面面积的大小由翼面升力系数和所述地效翼船的重量决定。
在一个实施例中，所述水翼包括第一水翼和第二水翼；
所述第一水翼呈倒梯形，所述第二水翼呈倒T型。
在一个实施例中，所述第一水翼设置于所述地效翼船的重心位置之前，且在中部船翼之下。
在一个实施例中，所述第二水翼设置于所述地效翼船的重心位置之后，且在尾翼之下。
在一个实施例中，所述水翼的材料包括碳纤维复合材料、不锈钢、或者铝合金。
上述的用于地效翼船增升的水翼结构，水翼直接固定在船体下方，具有更好的结构强度，水翼结构简单，重量轻，便于安装，降低了船体所受水阻力，增加起飞性能、降落着水性能及划水模式的稳定性。
附图说明
图1为一个实施例中的用于地效翼船增升的水翼结构的结构框图；
图2为一个实施例中的第一水翼结构示意图；
图3为一个实施例中的第二水翼结构示意图；
图4为一个实施例中的安装第一水翼的地效翼船结构示意图；
图5为一个实施例中的安装第二水翼的地效翼船结构示意图；
图6为一个实施例中的地效翼船重力与两个水翼件提供的升力关系图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本实用新型用于地效翼船增升的水翼结构的具体实施方式进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
在一个实施例中，如图1所示，提出一种用于地效翼船增升的水翼结构10，该水翼结构10包括：水翼102。该水翼102固定设置于地效翼船船体的下方，水翼102的安装位置相对于地效翼船中轴线左右对称，且水翼的纵向安装位置由水翼升力系数及水翼的翼面面积决定；在本实施例中，纵向安装位置是沿地效翼船首尾线方向的位置。
水翼横截面形状类似于机翼横截面的形状，即水翼102的上翼面隆起，下翼面平坦，翼面面积的大小由翼面升力系数和地效翼船的重量决定。
上述的用于地效翼船增升的水翼结构，水翼直接固定在船体下方，具有更好的结构强度，水翼结构简单，重量轻，便于安装，降低了船体所受水阻力峰值，增加起飞性能、降落着水性能及划水模式的稳定性。
在一个实施例中，水翼102包括第一水翼和第二水翼，即为了达到使地效翼船增升的目的，前部安装第一水翼，后部安装第二水翼。
如图2和图3所示，所述第一水翼呈倒梯形，所述第二水翼呈倒T型。
倒梯形水翼不仅可以提供水动升力，也可以提供水动稳定性，当倒梯形水翼呈倾斜状在水中高速运行时，其较低的斜面会提供更大的升力，帮助地效翼船恢复到水平状态。倒T型水翼仅可以提供水动升力，但结构简单，易于安装于地效翼船船尾。
将上述倒梯形和倒T型水翼安装于地效翼船，可以在排水模式及滑行模式下给地效翼船提供升力，减小其浸水体积，降低其起飞时的水阻力峰值。
在一个实施例中，如图4所示，第一水翼设置于地效翼船的重心位置之前，且在中部船翼之下。
在一个实施例中，如图5所示，第二水翼设置于地效翼船的重心位置之后，且在尾翼之下。
在一个实施例中，如图6所示，同时安装第一水翼和第二水翼时，水翼①(第一水翼)和水翼②(第二水翼)安装的纵向位置应满足两水翼提供的水动升力力矩相等：
L1×R1＝L2×R2，
即1/2×ρ1×V1×S1×C1×R1＝1/2×ρ2×V2×S2×C2×R2，
其中，ρ(ρ1和ρ2)为航行水域的水密度，V1为水翼①对水航速，V2为水翼②对水航速，S1为水翼①翼面面积，S2为水翼②翼面面积，C1为水翼①升力系数，C2为水翼②升力系数，R1为水翼①至地效翼船重心的纵向距离，R2为水翼②至地效翼船重心的纵向距离。
由于ρ1＝ρ2，V1＝V2因此S1C1×R1＝S2×C2×R2，即水翼的纵向安装位置应该根据水翼升力系数及翼面面积决定。
同时安装第一水翼和第二水翼，使得地效翼船操纵更加稳定，降落时由于水翼作用，减缓地效翼船的沉降速度，使其降落更平缓，更安全。
在一个实施例中，所述水翼的材料包括碳纤维复合材料、不锈钢、或者铝合金。
水翼采用碳纤维复合材料、不锈钢、或者铝合金等材料，在其强度能够支撑船身重量及抵抗波浪撞击的同时，还能尽可能减少自身的重量。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。