海况自适应可变形态滑行艇的制作方法

文档序号:15508200发布日期:2018-09-21 23:28阅读:468来源:国知局

本发明涉及一种船舶结构,尤其涉及一种海况自适应可变形态滑行艇,是一种可以根据海况变化,以旋转自身两侧片体方式实现在单体滑行艇与m型滑行艇两种形态互相转化的滑行艇艇形。



背景技术:

滑行艇作为最早研制的,依靠水动力航行的船舶,在军事、民用领域都有着广泛的应用。常规单体滑行艇由于其滑行特性,在进入滑行状态后船体上升,吃水减小,使得航行中的阻力大幅度下降,但是此时如果收到波浪以及风的扰动,由于其恢复力矩较小,恢复稳定的航态困难,甚至造成倾覆,所以滑行艇的耐波性较差,在很多海况比较恶劣的水域或者海况等级较高的场所很难正常工作,甚至无法保证安全航行。

而随着滑行艇的进一步发展,m型艇作为滑行艇的一种基于单体滑行道优化而来的高性能船舶,m型艇两侧的片体在航行中参与排水,把原有主船体的排水体积分布于两侧,并且m型艇槽道内存有空气,在高速航行时能形成滑行面,同时保证滑行艇的快速性与耐波性。但是由于两侧片体参与排水,相较于单体艇湿面积更大导致阻力增加,快速性虽然优秀但不如单体滑行艇。

针对滑行艇日益增长的使用需求,滑行艇的适用范围也逐步提升,滑行艇面临着需要需要在高等级海况的海域下进行工作,所以如果能综合单体滑行艇与m型滑行艇在快速性与耐波性上的优点,那么对于拓展滑行艇适用范围,增强滑行艇执行任务的能力有着很大的作用。



技术实现要素:

本发明的目的是为了而提供一种兼具快速性与耐波性的海况自适应可变形态滑行艇,滑行艇通过片体收放装置对滑行艇两侧片体旋转收放,从而实现滑行艇单体艇形态与m型艇形态的转换,以应对在多种海况下对快速性与耐波性的不同需求。

本发明的目的是这样实现的:包括主船体、对称铰接在主船体两侧的左片体和右片体、设置在主船体与左右片体之间的片体旋转收放装置,且左右两个片体均是自船长40%处开始延伸至船尾,并且左右两个片体分别占滑行艇总宽的15%,左右两个片体与主船体合并在一起时,滑行艇为深v双折角的单体滑行艇艇型;左右两个片体离主船体时,滑行艇为m型艇艇型。

本发明还包括这样一些结构特征:

1.所述片体旋转收放装置包括设置在主船体上的两对支座、分别设置在两对支座之间的丝杠z和丝杠y、分别安装在丝杠z和丝杠y上的丝杠螺母z和丝杠螺母y、通过电机座安装在主船体上的减速电机、安装在减速电机输出轴上的锥齿轮zd,丝杠z和丝杠y相对的两个端部上分别设置有锥齿轮z和锥齿轮y,且锥齿轮zd同时与锥齿轮z和锥齿轮y啮合,所述丝杠螺母z和丝杠螺母y上分别铰接有连杆z和连杆y,连杆z和连杆y的端部分别与左两个片体铰接。

2.主船体的长宽比为3,主船体宽为滑行艇总宽的70%,主船体形状为v型、外侧无折角.

与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明凭借滑行艇在单体艇形态与m型艇形态两种形态的转换,达到了使滑行艇兼具快速性与耐波性,使滑行艇能在低等级海况下正常工作,高等级海况下安全航行,大幅度拓展了滑行艇执行任务的能力。本发明所具有的根据所处海况的波浪等级,调整自身形态以获得更好的快速性或耐波性的能力,能解决传统滑行艇无法在高等级海况下安全航行的问题,而且不会严重影响其快速性。本发明的滑行艇,在国防、水文调查等领域均有突出表现。

当滑行艇航行的海况等级低于3级时,滑行艇将两侧片体收纳,完全嵌入船体,与主船体构成完整的深v双折角单体滑行艇,此时发挥单体滑行艇高速性特性,进入滑行状态后能艇体整体上浮,并发生艉倾,使得滑行艇吃水减少,湿面积减小从而降低滑行艇阻力。但是由于艇体整体上浮,在高等级海况下,单艇体形态的滑行艇在受到波浪扰动由于其航行姿态不稳定,恢复力矩较小,很难恢复到稳定的航态。

当滑行艇航行的海况等级高于3级时,需要降低滑行艇航速,同时启动片体旋转收放装置,将两侧片体沿着与主船体铰接的部分进行旋转、抬升,并在到达预设位置时进行自锁。此时两侧片体与主船体构成m型艇结构,两侧片体将排水量分布于主船体左右,增加滑行艇的恢复力矩,让滑行艇在受到波浪扰动时能比单体艇形态更容易恢复到稳定的航态,具备更有优秀的耐波性;同时两片体内侧与主船体外侧充当滑行艇的槽道,槽道内存在大量的空气,在高速航行时形成滑行面,达到降低滑行艇阻力的目的。同时原本片体外侧的折角不参与排水,主船体形状接近排水型船舶,能够减小滑行艇在波浪运动中受到的扰动,进一步增强了滑行艇的耐波性。

附图说明

图1为滑行艇单体艇形态的结构示意图。

图2为滑行艇m型艇形态的结构示意图。

图3为滑行艇单体艇形态船艉后视图。

图4为滑行艇m型艇形态船艉后视图。

图5为片体旋转收放装置结构示意图。

图中:1是主船体,2是左片体,3是右片体,4是减速电机,5是锥齿轮zd,6是锥齿轮y,7是丝杠y,8是丝杠螺母y,9是连接块y,10是连杆y,11是锥齿轮z,12是丝杠z,13是丝杠螺母z,14是连接块z,15是连杆z

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

一种海况自适应可变形态滑行艇,由主船体与主船体两侧的片体构成,每个片体甲板边缘与主船体铰接在一起,并与安装在主船体上的片体旋转收放装置连接,所述片体与主船体合并在一起时,滑行艇为深v双折角的单体滑行艇艇型;通过片体旋转收放装置将两侧片体绕铰接部分旋转,使片体远离主船体时,滑行艇为m型艇艇型。所述滑行艇的主船体,长宽比为3,主船体宽为总船宽的70%,主船体形状为v型,外侧无折角,船底类似于排水型船舶;主船体与片体甲板边缘铰接在一起,并在甲板上安装有片体旋转收放装置与两侧片体相连接。所述滑行艇两侧片体,自船长40%处开始,延伸至船尾,占船宽的15%,且相互独立,片体甲板边缘与主船体铰接在一起;片体内侧形状与主船体外侧完全贴合,外侧带有折角。所述片体旋转收放装置,安置于主船体甲板上,由减速电机、锥齿轮、丝杠、连杆与连接块等组成,可以对两侧的片体进行旋转式收放,将两侧片体沿铰接位置进行旋转并在到达指定角度时进行自锁,最多可使片体绕主船体旋转45°。

图1为滑行艇单体艇形态的结构示意图,图2为滑行艇m型艇形态的结构示意图,左片体2和右片体3均与主船体1铰接在一起,并有主船体1甲板上的片体旋转收放装置连接,滑行艇单体艇状态是左右两侧片体完全嵌入进主船体1内,形成一个完整的深v双折角单体滑行艇,此时的滑行艇具有单体滑行艇的特性。

当滑行艇需要转变形态时,启动片体旋转收放装置4,装置内的减速电机带动锥齿轮、连接块与丝杠,将左片体2和右片体3以铰接处为轴,绕主船体1两侧进行旋转,在旋转到设定的角度后停止,片体旋转收放装置进行自锁。此时左片体2和右片体3与主船体1形成m型艇结构,主船体1的外侧部分船体与左片体2和右片体3的内侧共同构成槽道,槽道内空气充当滑行面,减少滑行艇的阻力;左片体2和右片体3下半部分吃水,并把排水量向主船体1两侧偏移,为滑行艇提供更大的恢复力矩,同时左片体2和右片体3外侧的折角部分抬升,不参与滑行艇运动,使滑行艇在高等级海况下,受到波浪扰动更少,运动的姿态更加稳定,恢复力矩增大使其更容易恢复稳定的运动状态,从而增加滑行艇的耐波性。

所述片体旋转收放装置包括减速电机,锥齿轮zd,锥齿轮y,丝杠y,丝杠螺母y,连接块y,连杆y,锥齿轮z,丝杠z,丝杠螺母z,连接块z,连杆z。减速电机4与主船体1固定在一起,减速电机4的输出轴与锥齿轮zd5连接在一起,减速电机4带动锥齿轮zd5的旋转;锥齿轮zd5与锥齿轮y6和锥齿轮z11啮合在一起,锥齿轮zd5的转动带动锥齿轮y6和锥齿轮z11的转动;锥齿轮y6与丝杠y7连接在一起,锥齿轮z11和丝杠z12连接在一起,锥齿轮y6的转动带动丝杠y7的转动,锥齿轮z11的转动带动丝杠z12的转动;丝杠y7的转动实现与其相配合的丝杠螺母y8沿着丝杠y7的轴线的往复运动,丝杠z13的转动实现与其相配合的丝杠螺母z13沿着丝杠z12的轴线的往复运动;丝杠螺母y8和连接块y9固定在一起,丝杠螺母z13和连接块z14固定在一起,连接块y9和连杆y10的一端铰接在一起,连杆y10的另一端与右片体3铰接在一起,连接块z14和连杆z15的一端铰接在一起,连杆z15的另一端与左片体2铰接在一起。

综上,本发明提供了一种海况自适应可变形态滑行艇,由位于中间的主船体与铰接在主船体两侧的片体构成,并通过片体旋转收放装置连接。两侧片体自船长40%处开始,延伸至船艉,且相互独立,片体甲板边缘与主船体铰接在一起;片体内侧形状与主船体外侧完全贴合,外侧带有折角。通过主船体甲板上的片体旋转收放装置可以将片体绕沿铰接位置进行旋转并进行自锁,从而实现片体与主船体的相对移动。应对不同波浪等级的海况,可以通过旋转收放片体的方式实现滑行艇的单体艇形态与m型艇形态的相互转化,从而提高滑行艇的快速性或耐波性,增强滑行艇完成任务的能力。

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