双空气螺旋桨拉进式全垫升气垫船的制作方法

专利名称:双空气螺旋桨拉进式全垫升气垫船的制作方法
技术领域：
本发明属于一种船，涉及一种气垫船，特别是一种能垫升航行在地面和水面之上的双空气螺旋桨拉进式全垫升气垫船。
背景技术：
1998年12月16日公告号CN2300557Y中国实用新型专利ZL97215937.1说明书公开的“空气螺旋桨兼顾垫升和推进的气垫船”采用空气螺旋桨拉进的方式，由一台发动机驱动空气螺旋桨旋转工作完成垫升和推进两项任务。由于空气螺旋桨与方向舵之间隔有驾驶舱，空气螺旋桨旋转工作时产生向后流动的高速气流不能集中流向方向舵，因此这种气垫船的操纵性较差。

发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，结合气垫船导管螺旋桨技术提供一种双空气螺旋桨拉进式全垫升气垫船。
为实现上述目的，本发明采取以下设计方案双空气螺旋桨拉进式全垫升气垫船，由船体、空气螺旋桨、发动机、隔流板、空气导流罩、导流板、驾驶舱、驾驶操纵装置、方向舵、柔性围裙、浮体等组成。船体纵向中心线上的驾驶舱两侧各有一支位于船体前部由发动机驱动的空气螺旋桨；每支空气螺旋桨后面都有一个能把空气螺旋桨旋转工作时产生的气流分隔成上下两部分的隔流板；驾驶舱两侧的空气螺旋桨后面在气垫船浮体上至少各有一个浮体底部垫升气流喷口。船体由船体顶部壳体、连结船体顶部壳体和浮体的船体结构层、浮体等大型部件组成。驾驶舱里面最前端有驾驶操纵装置，驾驶操纵装置后面是驾驶员座位，驾驶员座位的后面是乘客座位。驾驶舱与其下面的浮体固定连接。驾驶舱两侧的空气螺旋桨在设计时可以选择同方向旋转，在设计时还可以选择向相反方向旋转的空气螺旋桨。如果采用两支空气螺旋桨向相反的方向旋转可以使空气螺旋桨旋转工作时由扭转力矩产生的进动相互抵消，会有利于气垫船航向的控制。拉进式全垫升气垫船比推进式气垫船更容易驾驶。隔流板把空气螺旋桨旋转工作时产生的向后流动气流分隔成上下两部分，上部气流是向船体后部流动的拉进气流；下部气流是垫升气流。垫升气流分别流向柔性围裙和浮体底部垫升气流喷口。隔流板与其后面的船体上表面壳体连接成一体。
两支空气螺旋桨上方各有一个空气导流罩，空气导流罩罩在空气螺旋桨旋转工作时所形成的桨盘上方，空气导流罩与隔流板共同组成半圆形空气导管。半圆形空气导管既能使空气螺旋桨旋转工作时产生的拉进气流集中向后流动，又能保护空气螺旋桨和人员的安全。
每支空气螺旋桨下边船体顶部壳体上都有一个与其旋转工作相适应的半圆形进气口，半圆形进气口环绕在空气螺旋桨旋转工作所形成的桨盘下部，半圆形进气口不与空气螺旋桨相接触。空气螺旋桨旋转工作时形成的桨盘下部经半圆形进气口吸入空气产生垫升气流。空气螺旋桨旋转工作时桨盘上部为气垫船提供前进的拉力，并且产生向后流动的拉进气流。空气螺旋桨旋转工作形成的桨盘与隔流板的相对位置决定拉进气流与垫升气流的分配。隔流板位置升高，桨盘上部的半圆形空气导管面积相对减少，通过半圆形空气导管的拉进气流减少使空气螺旋桨产生的拉力减小；同时桨盘下部的半圆形进气口面积相对增大，使垫升气流增加气垫船垫升能力提高。隔流板位置降低，桨盘上部的半圆形空气导管面积相对增大，通过半圆形空气导管的拉进气流增多空气螺旋桨产生的拉力增大；而桨盘下部半圆形进气口面积相对减小通过的垫升气流减少，使气垫船垫升能力下降。空气螺旋桨与隔流板的相对位置也可以设计成可控调整的方式，隔流板可以设计成前端能够上下摆动的活页板，这样气垫船在使用中会有更大的灵活性。
船体左侧空气螺旋桨后面的隔流板下面有一个能够把垫升气流输送到左输送气道的左导流板，船体右侧空气螺旋桨后面的隔流板下面有一个能够把垫升气流输送到右输送气道的右导流板。空气螺旋桨旋转工作时桨盘下部经半圆形进气口进入的垫升气流分成两部分，船体左侧的空气螺旋桨靠近柔性围裙一侧的垫升气流经由左导流板输送到左输送气道，然后经由左输送气道进入环绕船体的垫升气道，再经由垫升气道外侧垫升气道气流喷口进入柔性围裙气囊，再由环绕船体的柔性围裙垫升气流喷口向浮体底部喷出。船体右侧的空气螺旋桨靠近柔性围裙一侧的垫升气流经由右导流板输送到右输送气道，然后经由右输送气道进入环绕船体的垫升气道，再经由垫升气道外侧垫升气道气流喷口进入柔性围裙气囊，再由环绕船体的柔性围裙垫升气流喷口向浮体底部喷出。靠近驾驶舱一侧的垫升气流直接向后流动经由浮体底部垫升气流输送气道和浮体底部垫升气流喷口向浮体底部喷出。
船体左侧浮体底部垫升气流喷口其顶部开口与左侧空气螺旋桨后面的左浮体底部垫升气流输送气道相通；船体右侧浮体底部垫升气流喷口其顶部开口与右侧空气螺旋桨后面的右浮体底部垫升气流输送气道相通。船体左侧的空气螺旋桨旋转工作时靠近驾驶舱一侧的垫升气流，通过空气螺旋桨后面的左浮体底部垫升气流输送气道向后流动，经由左浮体底部垫升气流喷口的顶部开口进入，再由左浮体底部垫升气流喷口向浮体底部喷出。船体右侧的空气螺旋桨旋转工作时靠近驾驶舱一侧的垫升气流，通过空气螺旋桨后面的右浮体底部垫升气流输送气道向后流动，经由右浮体底部垫升气流喷口的顶部开口进入，再由右浮体底部垫升气流喷口向浮体底部喷出。左右两股垫升气流向气垫船浮体底部喷出，并且与柔性围裙垫升气流喷口向浮体底部喷出的垫升气流汇合行成涡流能够提高气垫船的垫升效率。浮体底部垫升气流喷口的面积与浮体底部垫升气流输送气道的截面积相等，这样可以保证垫升气流顺畅的向下喷出。浮体底部垫升气流喷口的数量由浮体的结构强度需要来决定，在不影响浮体结构强度的情况下浮体底部垫升气流喷口的数量越少越好。浮体底部垫升气流喷口可以向后下方倾斜设计这样可以使垫升气流更顺畅的流向浮体底部。浮体底部垫升气流喷口的位置最好靠近气垫船垫升气垫的升力中心，一般在浮体横向中心线略靠前一点。
为空气螺旋桨提供旋转动力的发动机也可以采用电动机。用于游乐场的游乐型气垫船采用电动机有更大的优势。
双空气螺旋桨拉进式全垫升气垫船可以设计制造成模型气垫船，模型气垫船有由发动机为空气螺旋桨提供旋转动力和由电动机为空气螺旋桨提供旋转动力两种组合方式。模型气垫船由遥控设备替代驾驶操纵装置操纵气垫船完成垫升、航行等各项动作。
双空气螺旋桨拉进式全垫升气垫船的空气螺旋桨与发动机之间配合工作可以采用皮带传动、链传动、轴传动、齿轮传动、和直接传动等公知技术。驾驶操纵装置在驾驶舱内由驾驶员操纵，驾驶操纵装置采用公知技术，摩托艇方向把、汽车方向盘、飞机操纵杆技术等都可以选用。
双空气螺旋桨拉进式全垫升气垫船的柔性围裙可以采用公知的柔性围裙制造技术制作。
本发明双空气螺旋桨拉进式全垫升气垫船由于采用两支由发动机驱动的空气螺旋桨，驾驶员通过驾驶操纵装置分别控制发动机的转速来调整单支空气螺旋桨的拉力，因此可以配合方向舵加强对气垫船航向的控制。两支空气螺旋桨一支正转另一支反转可以消除空气螺旋桨旋转时扭转力矩对气垫船的影响。由于这种气垫船浮体底部开有垫升气流喷口，浮体底部垫升气流喷口喷出的气流与柔性围裙向浮体底部喷出的气流相对流动碰撞后产生涡流可以提高气垫船的垫升效率。空气螺旋桨上方罩有空气导流罩，空气导流罩使拉进气流集中流向船体后部能保证方向舵可靠工作，还可以保护空气螺旋桨和人员的安全。空气导流罩的前面可以很方便的加装防护网既安全又美观。这种气垫船也可以在船体的后部加装气垫船导管螺旋桨推进器，增大气垫船的推力实现高速航行。双空气螺旋桨拉进式全垫升气垫船有很大的扩展空间，可以很方便的加装飞机的机翼、地效翼、三角翼、柔性伞翼等飞行翼组成新型的复合型气垫船。为复杂地理环境下的物资和人员输送创造条件。



图1是本发明双空气螺旋桨拉进式全垫升气垫船的结构示意图。
图2是本发明双空气螺旋桨拉进式全垫升气垫船安装有飞机机翼的复合型气垫船简图。
具体实施方式
由图1可知本发明双空气螺旋桨拉进式全垫升气垫船驾驶舱位于船体纵向中心线上固定安装在浮体的上面，驾驶舱的两侧各有一支由发动机2驱动的空气螺旋桨1，两台发动机2分别固定安装在驾驶舱两侧空气螺旋桨1后面的隔流板3上。驾驶舱的前部装有驾驶操纵装置，驾驶操纵装置由方向把29、左控制杆23和右控制杆24组成；方向把29后面是驾驶员座位26，驾驶员座位26的后面是位于驾驶舱后部的乘客座位27。两支空气螺旋桨1下面船体顶部壳体15上各有一个半圆形进气口28。两个空气导流罩4分别罩在驾驶舱两侧的空气螺旋桨1和隔流板3以及其后面的船体项部壳体15上方，组成两个半圆形空气导管。每个半圆形空气导管后面有一个空气导管延长罩5把半圆形空气导管向后延长至船体后部。每个被延长的半圆形空气导管后面都有一套三舵面联动的方向舵25，方向舵25通过公知的钢丝绳技术与驾驶操纵装置相配合，由驾驶操纵装置控制方向舵25的摆动。由于半圆形空气导管使空气螺旋桨1旋转工作时产生的高速气流直接流向方向舵25，有效的提高了气垫船操纵性能。每支空气螺旋桨1后面的隔流板3下面都有一个导流板。船体左侧的空气螺旋桨1后面隔流板3下边左侧有一个向左后方倾斜的左导流板6，隔流板3下面右侧是左浮体底部垫升气流输送气道10。船体右侧的空气螺旋桨1后面隔流板3下边右侧有一个向右后方倾斜的右导流板11，隔流板3下面左侧是右浮体底部垫升气流输送气道13。左侧和右侧的导流板底部与浮体固定连接。
船体左侧空气螺旋桨1旋转工作时其下部产生向后流动的垫升气流被左导流板6和左浮体底部垫升气流输送气道10分成两部分。左侧空气螺旋桨1左边的垫升气流经由左导流板6流向左输送气道7，再经由左输送气道7流向环绕船体的垫升气道8，并且通过垫升气道8外侧垫升气道气流喷口9喷向环绕船体的柔性围裙气囊19。进入柔性围裙气囊19的气流使气囊充气，同时又进入环绕气垫船浮体的柔性短筒20的顶部开口21，再由柔性短筒20的底部开口22向气垫船浮体17的底部倾斜喷出。柔性短筒20的底部开口22是柔性围裙的垫升气流喷口。左侧空气螺旋桨1右边的垫升气流向后直接流向左浮体底部垫升气流输送气道10，再由左浮体底部垫升气流输送气道10进入船体左侧的左浮体底部垫升气流喷口的顶部开口，由于浮体底部垫升气流喷口上下相通，船体左侧空气螺旋桨1右边的垫升气流由左浮体底部垫升气流喷口向气垫船浮体17的底部喷出。
船体右侧空气螺旋桨1旋转工作时其下部产生向后流动的垫升气流被右导流板11和右浮体底部垫升气流输送气道13分成两部分。右侧空气螺旋桨1右边的垫升气流经由右导流板11流向右输送气道12，再经由右输送气道12流向环绕船体的垫升气道，并且通过垫升气道外侧垫升气道气流喷口喷向环绕船体的柔性围裙气囊。进入柔性围裙气囊的气流使气囊充气，同时又进入环绕气垫船浮体的柔性短筒顶部开口，再由柔性短筒底部开口向气垫船浮体的底部倾斜喷出。右侧空气螺旋桨1左边的垫升气流向后直接流向右浮体底部垫升气流输送气道13，再由右浮体底部垫升气流输送气道13进入船体右侧的右浮体底部垫升气流喷口14的顶部开口，由于浮体底部垫升气流喷口14上下相通，船体右侧空气螺旋桨1左边的垫升气流由右浮体底部垫升气流喷口14向气垫船浮体17的底部喷出。这时候气垫船浮体底部与柔性围裙之间有三股垫升气流相汇合，一股是左浮体底部垫升气流喷口向浮体底部喷出的垫升气流；第二股是右浮体底部垫升气流喷口14喷出的垫升气流；第三股是环绕浮体17的柔性围裙垫升气流喷口既柔性短筒20的底部开22由浮体周围向浮体17底部倾斜喷出的垫升气流。这三股垫升气流在浮体17底部相互交汇使柔性围裙内的气压升高在浮体17底部和柔性围裙之间形成垫升气垫，使气垫船垫升离开地面和水面。
图1中的双空气螺旋桨拉进式全垫升气垫船采用了带有柔性短筒的气垫船柔性围裙。带有柔性短筒的气垫船柔性围裙由环绕船体的柔性围裙气囊19和环绕气垫船浮体17的一串筒壁相连的柔性短筒20组成。柔性围裙气囊19的上沿口环绕在船体顶部壳体15的周边并且与其固定封闭连接，柔性围裙气囊19的下沿口环绕柔性短筒20并且与柔性短筒20外侧筒壁缝制成一体。环绕气垫船浮体17的柔性短筒20的内侧筒壁与气垫船浮体17向内倾斜的浮体外壁固定连接在一起。柔性围裙垫升工作时柔性围裙气囊19的底边距离地面和水面最近，柔性短筒20顶部开口21是柔性短筒20的进气口，柔性短筒20底部开口22就是柔性围裙垫升气流喷口，柔性短筒20底部开口22位置高于柔性围裙气囊19的底边。采用这种柔性围裙可以提高垫升效率。
所述气垫船的船体顶部壳体15下面是船体结构层16，船体结构层16下面是浮体17。船体结构层16的厚度根据输送气道的高度和船体强度需要来确定。船体顶部壳体15周边部分顶部有一圈环绕船体与其固定连结在一起的船体防撞加固圈18。船体防撞加固圈18向船体外部扩展，船体防撞加固圈可以提高气垫船的防撞强度，由于船体防撞加固圈位于柔性围裙上方，在柔性围裙充气时压迫柔性围裙气囊只能向下扩展，对减小柔性围裙气囊的体积有利。
所述气垫船的驾驶操纵装置采用摩托艇方向把技术，方向把29顶部左侧有一个左控制杆23，方向把29顶部右侧有一个右控制杆24。驾驶员可以通过左控制杆23设定船体左侧发动机2的转数，通过右控制杆24设定船体右侧发动机2的转数。驾驶员操纵方向把29控制两个半圆形空气导管后面的三舵面联动方向舵25。驾驶员通过操纵方向把29控制气垫船垫升航行。
由图2可知本发明双空气螺旋桨拉进式全垫升气垫船可以安装飞机机翼，制造成复合型气垫船。这种复合型气垫船是在双空气螺旋桨拉进式全垫升气垫船的上面安装飞机机翼30，机翼30固定安装在船体纵向中心线上的驾驶舱36顶部，机翼30还与船体左侧空气螺旋桨1上方的空气导流罩4和船体右侧空气螺旋桨1上方的空气导流罩4固定安装连接。驾驶舱36后面的船体38上有一套导管空气螺旋桨推进器，导管空气螺旋桨推进器由后部推进空气螺旋桨31、后部推进发动机32和空气导管33等组成。空气导管33固定安装在船体38上。后部推进发动机32位于空气导管33中心其底部由台架固定，为后部推进空气螺旋桨31提供旋转动力。空气导管两侧的船体38上各有一个垂直尾翼35，垂直尾翼35底部固定安装在船体38上。；两个垂直尾翼35顶部固定装有水平尾翼34。每个垂直尾翼35后面都有一个方向舵37，两个垂直尾翼35后面的方向舵37联动。在空气导管33后面也装有一个方向舵25。
复合型气垫船船体左侧的空气螺旋桨1顺时针旋转，船体右侧的空气螺旋桨1逆时针旋转。两支空气螺旋桨向相反的方向旋转使扭转力矩对气垫船的影响相互抵消。驾驶舱36内有驾驶操纵装置、驾驶员座位和乘客座位。驾驶员通过驾驶操纵装置控制三台发动机和空气导管33后面的方向舵25、垂直尾翼35后面的方向舵37驾驶气垫船垫升航行。复合型气垫船在地面和水面作垫升航行时操纵三个方向舵同时动作，复合型气垫船作空中飞行时只操纵垂直尾翼后面的两个方向舵37联动。机翼30的升力中心与气垫船的垫升气垫升力中心尽量靠近。由于双空气螺旋桨拉进式全垫升气垫船两支空气螺旋桨1后面的气垫船浮体上各有一个浮体底部垫升气流喷口，复合型气垫船由垫升航行上升高度进行超低空飞行时，浮体底部垫升气流喷口喷出的垫升气流向后流动，垫升气流转变成拉进气流。另外双空气螺旋桨拉进式全垫升气垫船的复合型气垫船采用带有柔性短筒的气垫船柔性围裙，柔性围裙气囊19底部光滑比普通带有围裙指的气垫船柔性围裙空气阻力小，可以提高飞行速度。
安装机翼的复合型气垫船可以作超低空飞行，复合型气垫船飞行高度超过2米就能够到达普通气垫船不能到达的地方，到达直升机和飞机不能起降的地方。向更多的地区输送人员和物资。
双空气螺旋桨拉进式全垫升气垫船还可以根据设计要求在浮体底部安装轮子，减轻柔性围裙的磨损降低使用成本。
权利要求
1.一种双空气螺旋桨拉进式全垫升气垫船，由船体、空气螺旋桨、发动机、隔流板、空气导流罩、导流板、驾驶舱、驾驶操纵装置、方向舵、柔性围裙、浮体等组成，其特征是船体纵向中心线上的驾驶舱两侧各有一支位于船体前部由发动机(2)驱动的空气螺旋桨(1)；每支空气螺旋桨(1)后面都有一个能把空气螺旋桨(1)旋转工作时产生的气流分隔成上下两部分的隔流板(3)；驾驶舱两侧的空气螺旋桨(1)后面在气垫船浮体(17)上至少各有一个浮体底部垫升气流喷口。
2.根据权利要求
1所述的双空气螺旋桨拉进式全垫升气垫船，其特征是两支空气螺旋桨(1)上方各有一个空气导流罩(4)，空气导流罩(4)罩在空气螺旋桨(1)旋转工作时所形成的桨盘上方，空气导流罩(4)与隔流板(3)共同组成半圆形空气导管。
3.根据权利要求
1所述的双空气螺旋桨拉进式全垫升气垫船，其特征是每支空气螺旋桨(1)下边船体顶部壳体15上都有一个与其旋转工作相适应的半圆形进气口(28)，半圆形进气口(28)环绕在空气螺旋桨(1)旋转工作所形成的桨盘下部，半圆形进气口(28)不与空气螺旋桨(1)相接触。
4.根据权利要求
1所述的双空气螺旋桨拉进式全垫升气垫船，其特征是船体左侧空气螺旋桨(1)后面的隔流板(3)下面有一个能够把垫升气流输送到左输送气道(7)的左导流板(6)，船体右侧空气螺旋桨(1)后面的隔流板(3)下面有一个能够把垫升气流输送到右输送气道(12)的右导流板(11)。
5.根据权利要求
1所述的双空气螺旋桨拉进式全垫升气垫船，其特征是船体左侧浮体底部垫升气流喷口其顶部开口与左侧空气螺旋桨(1)后面的左浮体底部垫升气流输送气道(10)相通；船体右侧浮体底部垫升气流喷口(14)其顶部开口与右侧空气螺旋桨(1)后面的右浮体底部垫升气流输送气道(13)相通。
6.根据权利要求
1所述的双空气螺旋桨拉进式全垫升气垫船，其特征是为空气螺旋桨(1)提供旋转动力的发动机(2)也可以采用电动机。
专利摘要
本发明公开了一种双空气螺旋桨拉进式全垫升气垫船，它是由船体、空气螺旋桨、发动机、隔流板、空气导流罩、导流板、驾驶舱、驾驶操纵装置、方向舵、柔性围裙、浮体等组成。驾驶舱两侧船体前部各有一支空气螺旋桨为气垫船提供垫升气流和前进的拉力，两个空气导流罩分别罩在两支空气螺旋桨与其后面的隔流板上，组成半圆形空气导管。每支空气螺旋桨旋转工作时其上部产生的拉进气流流向船体后部；其下部产生的垫升气流分成两股，一股通过隔流板下面的导流板经气道进入柔性围裙为气垫船提供垫升气流；另一股由浮体底部垫升气流喷口向浮体底部喷出垫升气流。这种气垫船采用空气螺旋桨拉近的方式可操纵性强，还可以加装飞机的机翼组成复合型气垫船。
文档编号B60V1/00GKCN101032961SQ200710006866
公开日2007年9月12日 申请日期2007年2月1日
发明者邱刚 申请人:邱刚