仿生鱼胸鳍全浸水式组合水翼的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于一种舟船用水翼，尤其属于一种仿生鱼胸鳍式全浸式组合水翼。
【背景技术】
[0002]众所周知，通过大量的观察可以发现，当鱼的尾鳍不运动时，鱼的胸鳍会向鱼体的两侧展开，与身体的轴线平行，可保持鱼的身体的平衡；当鱼鳍转动到与身体轴线相垂直，并作前后摆动时，鱼体可低速前行；当鱼一侧的胸鳍摆动，另一侧鱼鳍保持不动时，鱼体会向鱼鳍不动的一侧转向；鱼假如失去了胸鳍，鱼体会左右摇摆不定，不能保持在水中的平衡状态，鱼鳍可以控制鱼体游动的方向或减缓游动中的速度，停止前向游动甚至转向反向游动的作用。
[0003]水翼相当于水中运动的机翼。水翼与机翼在空气中运动的作用一样能产生推举升力。水翼船就是利用水翼的这种特性把船身托离水面，使水流体阻力变为空气阻力，可大幅度提升前进速度的水运交通工具。水翼在水中滑动，水的密度约为空气密度的800倍，因此同样外形和运动状态的水翼，其产生的升力比飞机机翼的升力约提升800倍，因此承受同样的重量，水翼所的面积比机翼要小得多。但水翼所受的摩擦阻力和诱导阻力也会相应增加。水翼在水表运动，水表面荡起的波浪会产生荡波阻力；水翼割划水面，发生的喷溅并将空气混合会产生喷溅阻力；为了减小支柱所受的阻力，水翼常运动于离水面较近的水中，然而水翼离水面越近则产生的升力越小；浸水深度小于半翼弦长时，升力明显减小，这种现象称为水面效应。水翼浸水深度为零时，水翼的表面就成为滑行面。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的就是要提供一种供船舶行驶使用的水翼，可以弥补传统船舶无水翼的缺陷，提升传统的水翼船水翼的强度与增加水翼的转向功能，用副翼与水滴形截面柱辅助主水翼，增加主水翼的强度与刚度，还可以使主水翼的推举升力得到提升，提升船舶的承载能力，操控左右两水翼旋转，可实现船舶迅速转向的一种仿生鱼胸鳍全浸式组合水翼。
[0005]本实用新型采取的技术方案是:一种仿生鱼胸鳍全浸式组合水翼，结构包括:左侧主水翼作为仿生鱼左侧的主胸鳍连接在左水翼座上，左侧副水翼作为仿生鱼左侧的副胸鳍连接在左水翼座上，左侧主水翼与左侧副水翼之间是平行的，左侧主水翼的翼翅与左侧副水翼的翼翅之间用水滴柱连接，左水翼座的背后连接隔水碗，与隔水碗的沿口部相对应的船舷位置加工环形槽，在隔水碗的沿口与环形槽之间安装环形密封圈，隔水碗的中心连接左旋轴的外端头，左侧主水翼、左侧副水翼、左水翼座、隔水碗与左旋轴制为一体化结构，左旋轴穿过船舷上的通孔，左旋轴穿过碟型弹簧的内孔，左旋轴的外端轴杆上制有螺纹，在碟型弹簧的背面用两个螺母连接在左旋轴的螺纹上，左旋轴的中心制有通孔，在通孔内安装钩头销钉，左旋轴穿过入复位扭簧的内孔，复位扭簧的头部钩连固定在钩头销钉的钩头上，复位扭簧的横杆抵在船身的底板上，左旋轴的内端头安装在轴承座的内孔，轴承座安装在船身的主龙骨上，棘轮圈套在轴承座上，棘轮圈与轴承座之间用紧定螺钉连接固定，左旋轴穿在三通接头的两横孔内，三通接头安装在棘轮圈的左侧，三通接头的两横孔用两销尾螺钉固定在左旋轴上，三通接头的竖孔内加工螺孔，转向杆的下杆头加工螺纹，转向杆下杆头的螺纹连接三通接头的竖孔的内螺纹，转向杆的下端安装棘爪架，棘爪架上制有顶端带通孔的芯轴，棘爪的轴孔安装在棘爪架的芯轴上，开口销钉安装在芯轴顶端的通孔内，扭力弹簧安装在棘爪架上，扭力弹簧的钩头卡在棘爪上，棘爪的爪尖嵌入棘轮圈的齿隙，棘爪的上边缘加工通孔，钢丝绳的下端头固定在通孔内，钢丝绳的上端头固定在拉绳钳头部的通孔内，拉绳钳安装在转向手柄上，转向手柄的末端加工螺柱，转向杆的顶端加工内螺孔，转向手柄用螺柱连接在转向杆顶端的内螺孔，组合成转向杆的操控结构，右侧的转向机构采取与左侧的转向机构完全相同的结构，右侧的主水翼作为仿生鱼右侧的主胸鳍连接在水翼座上，右侧的副水翼作为仿生鱼右侧的副胸鳍连接在水翼座上，右侧主水翼与右侧副水翼之间用水滴柱连接为一体，结构组成与左侧的组合水翼的结构组成完全相同。
[0006]本实用新型的有益效果是:一种仿生鱼胸鳍全浸式组合水翼，包左侧主水翼，左侧主水翼连接在左侧水翼座上，左侧水翼座上连接左侧副水翼，左侧主水翼的翼翅与左侧副水翼的翼翅之间用水滴形截面的柱体连接，这样的组合结构，目的是使这种组合型水翼，在水中可以像机翼一样，给船身提供升力，左侧主水翼的翼翅与左侧副水翼的翼翅之间用水滴形截面的柱体连接，可有效地提升左侧主水翼的刚度与强度，不仅在左侧主水翼产生升力，抬起船体时，尤其在左侧主水翼作为船体的转向装置使用时，转为横向，阻挡水流，左侧主水翼与左侧水翼座的连接属于力学中的悬臂梁结构，在左侧主水翼与左侧水翼座的连接位置，极易产生应力集中，这个连接位置容易因工作疲劳发生折裂破坏，左侧主水翼在左侧副水翼与水滴形截面的柱体的连接支撑的辅助作用下，可抵消这类悬臂梁结构缺陷的短板，左侧主水翼与左水翼座的连接位置得到结构上的改善，在实现转向过程中不会因的水流冲击而产生较大的形变；驾驶员可根据船舶的不同载重量，水面实际状况，调节船体两侧的组合水翼改变与水面形成迎面角的角度，使船舶在水中获得所需要的升力，使船身尤其是船头在水中提升高度，减小船头的迎水阻力，在同等船的驱动功率下，可使船的前行速度得到有效地提升，水滴形截面的柱体，属于流线型，水在流线型物体表面的流动为层流模式，水滴形截面的柱体在水中受到的阻力较小，可减少对全浸水组合水翼产生前行的阻力与湍流；水翼座与船舷的舷板之间安装橡胶挡水环，目的是建立水翼座与船舷之间的第一道防水密封系统；水翼座的背后连接隔水碗，左侧主水翼、左副水翼、水翼座、隔水碗与旋轴的轴头制为一体化结构，在与隔水碗沿口部相对应的船体上加工环形槽，在隔水碗沿口与环形槽之间安装密封圈，目的是建立船身的外部的第二道密封系统；密封圈采用具有自润滑性质的有机树脂材质制作，具有的优良的抗水密封性能，较好的耐磨性能与较长的使用寿命；旋轴穿过船舷上的通孔，穿过碟型弹簧的圆孔，在旋轴的轴端上制有螺纹，在碟型弹簧的后面，采用双螺母结构连接在螺纹上，用预紧力锁紧，目的是建立水翼座内部的辅助密封机构，碟型弹簧的机械强度较高，不易发生疲劳破坏，弹性模量稳定，使用双螺母用预紧力锁紧可起到较好的防松效果，还有利于方便地调节碟型弹簧的张力，使整体密封系统始终保持良好的密封效能；在旋轴的中心制有通孔，在通孔内安装钩头销钉，在旋轴套入复位扭簧，复位扭簧的头部锁紧在销的钩头上，复位扭簧的横杆抵在船底板上，目的是将复位扭簧、旋轴、钩头销钉与船底板组合在一起，利用复位扭簧的弹力势能，实现水翼座的定位与复位功能；旋轴的内端头安装在轴承座的内孔，轴承座安装在船的主龙骨上，目的是使旋轴在船身内部的位置得到支撑，呈水平状态，可灵活转动；棘轮圈套在轴承座上，棘轮圈与轴承座之间用紧定螺钉固定，三通接头安装在旋轴上，三通接头的两横向孔穿入旋轴，用销钉与旋轴连接固定，三通接头安装在棘轮圈的外侧，转向杆末端的螺纹连接三通接头竖向孔内的螺纹，转向杆的下部安装棘爪架，棘爪架上的芯轴穿入棘爪的轴孔，开口销钉安装在销钉孔内，约束棘爪的轴向位移，棘爪架与棘爪之间安装扭力弹簧，棘爪被扭力弹簧压迫，爪尖嵌入棘轮圈的齿隙，棘爪的上边缘加工钢绳孔，钢丝绳的下封头固定在钢绳孔内，钢丝绳的上封头固定在拉绳钳头部的钢绳孔内，拉绳钳安装在转向手柄上，转向手柄的末端加工螺纹，转向杆的顶端加工螺孔，转向手柄用螺纹连接在转向杆顶端的螺孔，组合成转向杆的操控锁紧结构，目的是在扭力弹簧的作用下，棘爪与棘轮圈可将转向杆的位置锁定，锁定水翼座与船舷的相对角度位置；向后拖动手柄，利用杠杆原理施力与棘爪具备在棘轮圈上单向抬起滑动的功能。可轻松拖动旋轴，将转向杆旋转到一定的角度，拖动水翼座上连接的主水翼、水滴形截面的柱体与副水翼的组合，转动到左侧主水翼所需求的迎水角度，就可以迅速地使船身转向；当船身需要恢复直线行驶时，压下拉绳钳的钳把，收紧拉绳钳头部的钢丝绳，钢丝绳的下封头牵动棘爪上边缘的钢绳孔，克服扭力弹簧的张力，使棘爪的爪尖脱离棘轮圈的羁姅，就可以使棘爪脱离棘轮圈的控制，旋轴在复位扭簧的弹性势能拖动下，使左侧水翼座上连接的左侧的主水翼、水滴形截面的柱体与左侧的副水翼的组合机构复位，驾驶员根据需求，调节左右两侧组合水翼旋转到一定的迎水角度，在水中像飞机的机翼一样获得不同大小的升力，在船舶的行驶中，托起船身，承载船体的重量，使船身尤其是船头，在水中提升高度，在同样的驱动动力下，船体的前行速可得到大幅度的提升；右侧的组合水翼的结构，功能与左侧的组合水翼结构的组成，功能完全相同，这里不再赘述。
[0007]本实用新型的优点是，左、右两仿生鱼胸鳍式全浸水组合水翼，安装在船身的左右两侧:对于无水翼的传统船舶，在船体的两侧，安装本实用新型的左，右两组合水翼机构，船舶在行驶时，船体受到的浮力不仅来自船的排水体积——排水量，还得到船体的左、右两侧的两组合水翼产生的升力，托起船身，承载船体的重量，驾驶员可根据船舶的载重量与行驶水面的具体状况，调节两侧组合水翼，采取与水面角度不同的迎角，可得到大小不同的升力，水的密度是空气密度的800倍，减少水流相对于对船头的阻力面积，使船体尤其是船头在水中提升高度，增加空气相对于对船头的阻力面积比，船头受到的空气与水的复合阻力有效地减小，在同等的驱动动力下，船舶可有效地提升前行速度；对于目前应用的水翼船，将安装在船体下部的水翼，改变为安装在船体两侧的水翼，采取主水翼在副水翼与水滴形截面支柱支撑下的组合模式，可以提升主水翼的强度与刚度，改善主水翼与船体之间悬臂梁结构连接处的应力集中的短板；增加副水翼机构可辅助提升主水翼的推举升力，提升主水翼对船舶的承载能力，船体获得升力的大小，决定于水翼的翼展长度与水翼的滑水面积；左、右两组合水翼的在人工的操控下可以与船体作相对角度的转动，利用一侧水翼的挡水作用，可以使船舶具备迅速转向的功能；船舶安装了左、右两侧的水翼，提升了船舶的平衡性能，也就是提升了船舶的