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一种可用于实现超高速超临界滑行的带升力翼变斜升多舭多断阶船型制造技术

技术编号:42390723 阅读:11 留言:0更新日期:2024-08-16 16:16
本发明专利技术涉及一种可用于实现超高速超临界滑行的带升力翼变斜升多舭多断阶船型,包括船体结构和升力翼结构,所述船体结构包括:艏部,其底部设置有两对防溅条、船身;所述升力翼结构包括:主升力翼,所述主升力翼为矩形状升力翼;前翼,所述前翼为一小展弦比升力翼;尾垂直舵。本发明专利技术结构紧凑、合理,操作方便,可实现在超高航速下平稳航行,升力翼能够在垂直方向上产生可观的升力,使艇体明显脱离水面,降低阻力,并提供一个和水动升力的力矩相抵消的埋首力矩,使船舶在实现超高航速航行的同时保持稳定的航行姿态,变斜升多舭多断阶的船体结构能够极大程度的减小航行过程中的浸湿面积,进一步降低阻力,提高航速,同时具有优良的耐波性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及船舶,尤其是一种可用于实现超高速超临界滑行的带升力翼变斜升多舭多断阶船型


技术介绍

1、船舶高速化、大型化一直是行业发展的趋势,随着社会需求以及工业生产能力的不断提高,人们对交通工具的运营速度和工作效率不断提出了更高的标准和要求,虽然水路运输有着其他运输方式难以企及的运载量以及受航区、环境限制较小等优势,但是对于船舶运输速度而言,现有的船型、航速越来越难以满足人们的使用需求。

2、通过增加动力以及采用动力支撑型设计等传统方法来提高船速取得的增幅是很有限的,并且在高速航行过程中,由于船体的姿态对水动力作用中心的变化极为敏感,在外界扰动下船体的航行姿态也会出现剧烈变化,无法保持稳定的平衡状态,而是在平衡位置附近发生周期性的纵摇和升沉,即发生海豚运动,会严重影响到航行过程中的舒适性和安全性,无法满足超高速航行的需求。

3、超高速船型相对于一般的船舶而言,最大航速一般在几节到十几节,滑行艇的最大航速可以达到50-80节,而针对超高速这种船型具备最大航速超过100节航行的能力。

4、针对超高速船型如何解决海豚运动,一般船舶在高速行驶时,水动升力支撑绝大部分船重,且主要集中在船舶底面的滑行面上,随航速增加,升力变大,产生抬首力矩,艏部滑行面逐渐脱离水面,当航速增大到一定程度后,艏部滑行面在升力作用下滑行效率降低甚至脱离水面,为了回到平衡位置,艇体回落同时纵倾减小,视觉上类似海豚逐浪的形式。

5、为此我们提出一种可用于实现超高速超临界滑行的带升力翼变斜升多舭多断阶船型。

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技术实现思路

1、本申请人针对上述现有生产技术中的缺点,提供一种可用于实现超高速超临界滑行的带升力翼变斜升多舭多断阶船型,可实现在超高航速下平稳航行,升力翼能够在垂直方向上产生可观的升力,使艇体明显脱离水面,降低阻力,并提供一个和水动升力的力矩相抵消的埋首力矩,使船舶在实现超高航速航行的同时保持稳定的航行姿态。

2、本专利技术所采用的技术方案如下:

3、一种可用于实现超高速超临界滑行的带升力翼变斜升多舭多断阶船型,包括船体结构和升力翼结构,所述船体结构包括:

4、艏部,其底部设置有两对防溅条,且防溅条与滑行面相交形成多条舭线并将底部滑行面沿横向分割成不同区域,且各区域采用不同的斜升角;以及

5、船身;其底面设置有两级横向断阶,将底部滑行面沿纵向分割成多个滑行面;

6、所述升力翼结构包括:

7、主升力翼,所述主升力翼为矩形状升力翼,置于船体艉部,且主升力翼的两侧设置有垂直分布的端板浮体;

8、前翼,所述前翼为一小展弦比升力翼,置于船体艏部;以及,

9、尾垂直舵,其垂直连接在主升力翼的后侧中部位置。

10、进一步的,所述断阶设置在船体底部滑行面的中后部,处于船体重心之后。

11、进一步的,所述主升力翼的作用中心布置在船体结构重心之后,其气动升力能够产生一个埋首的纵倾力矩并和水动升力的力矩相抵消。

12、进一步的,所述端板浮体较薄、长宽比较大。

13、进一步的,所述断阶包括第一级断阶和第二级断阶,且在两级断阶的两侧均开设有用于进气的引气槽。

14、进一步的,所述艏部下端中部沿长度方向设置有突出的中纵剖面线,且中纵剖面线自中间向两侧其斜升角逐渐增大。

15、进一步的,所述船身的下端开设有表面平滑的滑行底面,滑行底面靠近二级断阶布置,降低滑行阻力。

16、进一步的,所述滑行底面远离二级断阶的一侧设置有尾部断阶,且断阶处设置有流线型尾翼,减少水阻力。

17、进一步的,所述艏部的宽度从尖锐的锥形前端开始,沿机身轴线向后呈流线型渐进扩大。

18、进一步的,所述主升力翼呈扁平状,且主升力翼的厚度自中间向前后两侧依次均匀降低。

19、本专利技术的有益效果如下:

20、本专利技术结构紧凑、合理,操作方便,可实现在超高航速下平稳航行,升力翼能够在垂直方向上产生可观的升力,使艇体明显脱离水面,降低阻力,并提供一个和水动升力的力矩相抵消的埋首力矩,使船舶在实现超高航速航行的同时保持稳定的航行姿态,变斜升多舭多断阶的船体结构能够极大程度的减小航行过程中的浸湿面积,进一步降低阻力,提高航速,同时具有优良的耐波性能。

21、同时,本专利技术还具备如下优点:

22、1.本专利技术的前翼是小展弦比的鸭翼,可以始终提供正升力;主升力翼是带端板浮体的主升力翼;主升力翼能够在垂直方向上产生可观的升力,约占艇重的70%,使艇体明显脱离水面,降低阻力;并相比于正常飞机形式的布局,主升力翼的作用中心布置在重心之后,其气动升力能够产生一个埋首的纵倾力矩,和水动升力的力矩相抵消,有利于提升超高航速下的纵向稳定性,使船舶在实现超高航速航行的同时保持稳定的航行姿态。

23、2.本专利技术在主升力翼的两侧增设较薄、长宽比较大的端板浮体,既能够改善主升力翼的气动品质,增大气动升力,又能提升航行过程中的航向稳定性,使得用于控制操纵的尾垂直舵可以适当减小,这有利于降低艇的总高度。此外,这种布局形式与水动力系统船身布局容易匹配,并且有利于降低尾垂直舵安装高度,在结构上或布置上都更加有利。

24、3.本专利技术中变斜升多舭多断阶的船体结构能够极大程度的减小航行过程中的浸湿面积,进一步降低阻力,提高航速,同时具有优良的耐波性能。

25、4.本专利技术通过加设升力翼结构,随着航速增大,产生与艏部滑行面升力力矩增幅接近的升力力矩,抑制艏部滑行面出水,使艇体始终处于最佳航行姿态,提高滑行效率,改善高速时的稳定性,削弱高速时跃水的可能;主升力翼置于重心后,始终提供埋首力矩,高速时对抬首起到抑制作用,不让艏部滑行面完全脱开水面或者使艉部同样程度的脱开水面,不降低整体的滑行效率,保证了高速下的稳定性。

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【技术保护点】

1.一种可用于实现超高速超临界滑行的带升力翼变斜升多舭多断阶船型,包括船体结构和升力翼结构,其特征在于:

2.如权利要求1所述的一种可用于实现超高速超临界滑行的带升力翼变斜升多舭多断阶船型,其特征在于:所述断阶(700)设置在船体底部滑行面的中后部,处于船体重心之后。

3.如权利要求1所述的一种可用于实现超高速超临界滑行的带升力翼变斜升多舭多断阶船型,其特征在于:所述主升力翼(200)的作用中心布置在船体结构重心之后,其气动升力能够产生一个埋首的纵倾力矩并和水动升力的力矩相抵消。

4.如权利要求1所述的一种可用于实现超高速超临界滑行的带升力翼变斜升多舭多断阶船型,其特征在于:所述端板浮体(500)较薄、长宽比较大。

5.如权利要求1所述的一种可用于实现超高速超临界滑行的带升力翼变斜升多舭多断阶船型,其特征在于:所述断阶(700)包括第一级断阶(701)和第二级断阶(702),且在两级断阶的两侧均开设有用于进气的引气槽。

6.如权利要求1所述的一种可用于实现超高速超临界滑行的带升力翼变斜升多舭多断阶船型,其特征在于:所述艏部(100)下端中部沿长度方向设置有突出的中纵剖面线(101),且中纵剖面线(101)自中间向两侧其斜升角逐渐增大。

7.如权利要求1所述的一种可用于实现超高速超临界滑行的带升力翼变斜升多舭多断阶船型,其特征在于:所述船身(600)的下端开设有表面平滑的滑行底面(602),滑行底面(602)靠近二级断阶布置,降低滑行阻力。

8.如权利要求7所述的一种可用于实现超高速超临界滑行的带升力翼变斜升多舭多断阶船型,其特征在于:所述滑行底面(602)远离二级断阶的一侧设置有尾部断阶,且断阶处设置有流线型尾翼(601),减少水阻力。

9.如权利要求1所述的一种可用于实现超高速超临界滑行的带升力翼变斜升多舭多断阶船型,其特征在于:所述艏部(100)的宽度从尖锐的锥形前端开始,沿机身轴线向后呈流线型渐进扩大。

10.如权利要求1所述的一种可用于实现超高速超临界滑行的带升力翼变斜升多舭多断阶船型,其特征在于:所述主升力翼(200)呈扁平状,且主升力翼(200)的厚度自中间向前后两侧依次均匀降低。

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【技术特征摘要】

1.一种可用于实现超高速超临界滑行的带升力翼变斜升多舭多断阶船型,包括船体结构和升力翼结构,其特征在于:

2.如权利要求1所述的一种可用于实现超高速超临界滑行的带升力翼变斜升多舭多断阶船型,其特征在于:所述断阶(700)设置在船体底部滑行面的中后部,处于船体重心之后。

3.如权利要求1所述的一种可用于实现超高速超临界滑行的带升力翼变斜升多舭多断阶船型,其特征在于:所述主升力翼(200)的作用中心布置在船体结构重心之后,其气动升力能够产生一个埋首的纵倾力矩并和水动升力的力矩相抵消。

4.如权利要求1所述的一种可用于实现超高速超临界滑行的带升力翼变斜升多舭多断阶船型,其特征在于:所述端板浮体(500)较薄、长宽比较大。

5.如权利要求1所述的一种可用于实现超高速超临界滑行的带升力翼变斜升多舭多断阶船型,其特征在于:所述断阶(700)包括第一级断阶(701)和第二级断阶(702),且在两级断阶的两侧均开设有用于进气的引气槽。

6.如权利要求1所述的一种可用于实现超高速超临界滑行的带升力翼变斜升多舭多...

【专利技术属性】
技术研发人员:纪世君蒋一徐伟桐倪其军
申请(专利权)人:中国船舶科学研究中心
类型:发明
国别省市:

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