超高速艇减震座舱系统技术方案

本发明专利技术采用三级串联减震装置构成的座舱系统，通过逻辑电路，启闭多组电磁锁止器，控制各级装置单独、组合或全部工作，用以减缓船体冲击对乘员造成损伤。由于串联减震的效果为各级的叠加，故能提供不同的衰减系数，应对不同海况，以确保乘员的安全和舒适。采用EVA夹芯板制成的减震甲板和座板，具有结构简单和减震效果好等优点。超高速艇在恶劣海况高速航行时，开启全部减震装置，乘员所受加速度＜1.2g，远低于人体承受极限，其减震效果是高级减震座椅方案的9.6倍，解决了现有减震座椅无法解决的技术问题。本发明专利技术的搭载能力强，减震效果好，安全可靠，性价比高，适用于大座舱、多乘员的超高速艇使用。速艇使用。速艇使用。

【技术实现步骤摘要】
超高速艇减震座舱系统


[0001]本专利技术属于高速船艇
，具体涉及一种小型军民两用超高速艇的减震座舱系统。

技术介绍

[0002]近年来，各国对于保护专属海域的海洋资源，保持国际航道通畅的重视程度日益提高，为完成守护海疆、拦阻非法入侵、夺取敌占岛屿等作战任务，都在优先发展用途广、性能优的高速艇(High Speed Boat)。军事上，将航速高于55.6km/h(30节)的船艇归类为高速艇。目前的高速艇多数采用滑行艇(Planing Boat)艇型。滑行艇依靠水动升力在水面滑行，其阻力小，航速高，具有吃水浅、适航性好及结构简单等特点，用于执行抢滩登陆、侦查、巡逻、登船查证、救生、人员及物资输送等多种任务。
[0003]目前，各国军队已装备了大量滑行艇，包括冲锋舟、刚性充气特战艇(RIB)和高速拦截艇等，其航速一般在65～74km/h(35～40节)。虽然这种速度已经与公路上行驶的汽车相当了，但在面对性能更强、航速更高的走私、偷渡及敌方侦察快艇时，就显力不从心了。因此，研制航速更高，速度达111km/h(60节)的新型高速艇就很有必要了。为便于区别表述，本文将这种新型高速艇称为超高速艇(Super High Speed Boat，SHSB)。由于超高速艇具有惊人的航速，可以轻松胜任多种战斗任务，稍加改装也可以执行人员输送和后勤补给等非战斗任务。但这种超高的性能，也给船舶的线型设计、船体强度和乘坐安全带来了巨大的挑战。
[0004]在水面平静，滑行艇航行非常平稳，但在有波浪的海况下，艇体将不断在波峰与波谷之间穿行。当高速航行的船体从波峰越出腾空并冲入另一个波峰的瞬间，会受到波浪强烈的拍击。这种拍击产生的巨大冲击力，不仅对船体的强度造成重大影响，同时也对艇上乘员的安全造成较大危害。
[0005]滑行艇的冲击力，可由动量定理FΔt＝mv1‑
mv0解出，式中：F为冲击力，Δt为冲击时间，m为质量，V0、V1为初速度和末速度。假定，滑行艇从波峰跌入波谷，与下一个波峰的侧壁发生撞击时，航速从v0(≥111km/h)瞬间减速到v1(99/km/h，最高航速的90％)，撞击时间Δt仅为0.03s(海浪波长2m)，则冲击力F＝m
×
102(N)。为了便于比较，将结果代入牛顿第一运动定律F＝ma，则加速度a＝102(m/s2)，折算成重力加速，则船体所受的重力加速度为10.4g(g重力加速度，g＝9.81m/s2)，艇上乘员亦承受此加速度。研究表明：健康成人短时所能承受的最大重力加速度不应大于4g，能够长时间正常承受的重力加速度为1.2g。通俗地讲，当加速度为10.4g时，乘员将担负10.4倍于自身重量的力，这是普通人所不能承受的。
[0006]公开资料显示，美国特种部队的Mark
Ⅴ
特战艇，其快速性和适航性都不错，但在恶劣海况下高速航行时拍击现象非常严重，船艇异常颠簸，使得乘员不得不承受10g甚至20g的冲击力，类似于战斗机飞行员从座椅上紧急弹射一般，造成脊柱和脏器损伤。
[0007]英国Scot Seat公司的测试数据表明，船艇在6级海况下，以92.6km/h(50节)高速航行时，所受到的最大冲击加速度为49g，连续7小时测试的平均加速度为2.09g。针对这种
能对人体产生较大危害的加速度，该公司采用液压减震的跨骑式座椅，以达到保护乘员的目的。据称在船体承受重力加速度49g时，震动衰减率为76.5％，衰减后座椅的重力加速度为11.5g，但在较低重量加速度时，其震动衰减率仅为47.4％。显然，这种座椅在船体受到较大冲击时，不能完全保证乘员身体安全。
[0008]由此看来，高速滑行艇在恶劣海况下高速航行时，海浪拍击会通过船体传导到乘员，这将对乘员的人身安全造成较大影响。目前，这种高级减震座椅方案，存在的技术问题是：1)虽然对最大冲击的震动衰减率较高，但衰减后的加速度仍为11.5g，尚不能保证乘员的安全；2)结构复杂，重量较大，难以应用于多乘员的高速船艇；3)造价高昂，买方难以承受。
[0009]针对上述问题，由牛顿第一运动定律a＝Δv/Δt，可知降低物体所受加速度的方法：一是减小撞击的速度变化，二是延长撞击的时间。如从延长撞击的时间入手，应延缓撞击力从船体传导到人体时间的方法。例如，将前例中的撞击时间由0.03s延长到0.3s，乘员所受的重力加速度就可降到1.04g(＜1.2g)，这就满足了人体正常承受的重力加速度的要求。按照这个思路，如果将舱室与船体之间，采用液压节流+弹簧减震系统，设计成整体减震舱；舱内安装“三明治”结构减震夹芯板甲板；并安装减震座椅的多级减震技术方案，就可以较大延长冲击的时间(Δt)，从而大幅衰减人体所受的加速度，有效保证超高速艇恶劣海况下的人员乘坐安全性。同时，这个方案采用的整体减震系统，其结构简单，重量轻，造价较低，可满足多乘员的超高速艇使用。

技术实现思路

[0010]本专利技术针对现有技术的缺陷，提供一种小型军民两用超高速艇的减震座舱系统
[0011]本专利技术是这样实现的：一种超高速艇减震座舱系统，其中，在超高速艇座舱内设有双向阻尼减震器、弹性夹芯甲板和减震型座椅三级减震装置，所述三级减震装置为一级或两级或三级，分级使用；此装置采用逻辑控制电路，通过组合启闭多组电磁锁止器的方式运行。
[0012]如上所述的一种超高速艇减震座舱系统，其中，所述双向阻尼减震器，由减震弹簧和双向液压阻尼器同轴并联组成，上下两端为单耳铰接头，其下部与支撑梁上的下支座铰接，上部与弹性夹芯甲板的上支座铰接。
[0013]如上所述的一种超高速艇减震座舱系统，其中，所述弹性夹芯甲板置于船体上的矩形安装槽内，其底板上固定着若干个上支座，通过双向阻尼减震器与支撑梁柔性连接，弹性夹芯甲板的周边装有若干组减震导向轮，导向轮的轴线水平设置，轮缘与安装槽的立壁弹性接触，做上下垂直滚动，弹性夹芯甲板的两个纵向边的上表面、下表面的给定位置上，装有数个电磁锁止器；上部的电磁锁止器与固定在外侧甲板的上齿条座互相配合，下部的电磁锁止器与安装槽侧壁上镶嵌的下齿条座互相配合。
[0014]如上所述的一种超高速艇减震座舱系统，其中，所述座椅包括椅面、弹性夹芯座板和支架，各件之间采用螺钉连接，并通过螺栓将其固定在弹性夹芯甲板上。
[0015]如上所述的一种超高速艇减震座舱系统，其中，弹性夹芯甲板和弹性夹芯座板为“三明治”结构的夹芯板，面板、底板、上面板和下面板等外板均为复合材料板，其芯材分别为高弹泡棉板及弹性泡棉板。
[0016]如上所述的一种超高速艇减震座舱系统，其中，所述弹性夹芯甲板的面板和底板，所述弹性夹芯座板的上面板和下面板，与其中间的芯材(210、603)采用粘结剂，加压粘接为整体，在弹性夹芯甲板及弹性夹芯座板各自板面的规定位置，设有若干个穿过上下外板的导向销轴，该销轴采用螺母限位；在面板及上面板的轴孔处，设置了预埋件；其对应的底板及下面板的轴孔处预置了导向座；当夹芯板压缩变形时，导向销轴在导向座中滑动。
[001本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高速艇减震座舱系统，其特征在于：在超高速艇座舱内设有双向阻尼减震器(1)、弹性夹芯甲板(2)和减震型座椅(7)三级减震装置，所述三级减震装置为一级或两级或三级，分级使用；此装置采用逻辑控制电路，通过组合启闭多组电磁锁止器(3)的方式运行。2.如权力要去1所述的一种超高速艇减震座舱系统，其特征在于：所述双向阻尼减震器(1)，由减震弹簧和双向液压阻尼器同轴并联组成，上下两端为单耳铰接头，其下部与支撑梁(204)上的下支座(203)铰接，上部与弹性夹芯甲板(2)的上支座(202)铰接。3.如权力要去2所述的一种超高速艇减震座舱系统，其特征在于：所述弹性夹芯甲板(2)置于船体上的矩形安装槽内，其底板(206)上固定着若干个上支座(202)，通过双向阻尼减震器(1)与支撑梁(204)柔性连接，弹性夹芯甲板(2)的周边装有若干组减震导向轮(4)，导向轮的轴线水平设置，轮缘与安装槽的立壁弹性接触，做上下垂直滚动，弹性夹芯甲板(2)的两个纵向边的上表面(205)、下表面(206)的给定位置上，装有数个电磁锁止器(3)；上部的电磁锁止器(3)与固定在外侧甲板的上齿条座(301)互相配合，下部的电磁锁止器(3)与安装槽侧壁上镶嵌的下齿条座(302)互相配合。4.如权力要去3所述的一种超高速艇减震座舱系统，其特征在于：所述座椅(7)包括椅面、弹性夹芯座板(6)和支架(5)，各件之间采用螺钉连接，并通过螺栓将其固定在弹性夹芯甲板(2)上。5.如权力要去4所述的一种超高速艇减震座舱系统，其特征在于：弹性夹芯甲板(2)和弹性夹芯座板(6)为“三明治”结构的夹芯板，面板(205)、底板(206)、上面板(601)和下面板(602)等外板均为复合材料板，其芯材分别为高弹泡棉板(210)及弹性泡棉板(603)。6.根据权利要求1所述的一种超高速艇减震座舱系统，其特征在于：所述弹性夹芯甲板(2)的面板(205)和底板(206)，所述弹性夹芯座板(6)的上面板(601)和下面板(602)，与其中间的芯材(210、603)采用粘结剂，加压粘接为整体，在弹性夹芯甲板(2)及弹性夹芯座板(6)各自板面的规定位置，设有若干个穿过上下外板的导向销轴(207)，该销轴采用螺母限位；在面板(205)及上面板(601)的轴孔处，设置了预埋件(208)；其对应的底板(206)及下面板(602)的轴孔处预置了导向座(209)；当夹芯板压缩变形时，导向销轴(207)在导向座(209)中滑动。7.如权力要去6所述的一种超高速艇减震座舱系统，其特征在于：在弹性夹芯甲板(2)的底板(206)、面板(205)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：付秀君，付浩博，刘永慧，黎燕，刘宝民，马义彬，冷金英，李娇，李春先，郭强，于凤龙，潘海，郑宝吉，
申请(专利权)人：秦皇岛耀华装备集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：