具有反向斷級的倒v型槽道滑行艇的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具有反向斷級的倒V型槽道滑行艇，艇體由左右對稱的兩個側(cè)片體以及中央槽道所組成，所述側(cè)片體最低點位于舭部外折角線處，且外折角線以外為近似直壁的舷側(cè)壁面，折角線以內(nèi)為艇底滑行面，所述艇體底部的滑行面是橫向斜升型，在艇體底部的內(nèi)折角線處設有縱向上貫穿全艇的引氣槽，所述艇體底部、在中央槽道的兩側(cè)對稱設置有斷級，每個斷級后均設置有凹槽，且斷級始于引氣槽，并向艇艉方向延伸至舭部。本發(fā)明在航行過程中能夠充分利用沖壓空氣進行減阻和支撐艇重，并具有較小興波和飛濺，使得航速較常規(guī)槽道滑行艇有了大幅提高。
【專利說明】
具有反向斷級的倒V型槽道滑行艇
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種滑行艇艇型，尤其涉及一種有極小興波與噴濺、正常航行時處于高速滑行艇狀態(tài)的具有反向斷級的倒V型槽道滑行艇。
【背景技術】
[0002]高速滑行艇以其快速、機動、靈活的特點在軍事和民用方面都有著較為廣泛的應用。一般的高速滑行艇，即單體滑行艇主要以水動升力支撐艇重，槽道滑行艇則充分利用槽道的空氣動力學特征，來產(chǎn)生較為可觀的氣動升力，因而具有優(yōu)異的快速性能。同時在穩(wěn)性、以及內(nèi)部布置空間上也要優(yōu)于單體滑行艇。
[0003]對于常規(guī)的槽道滑行艇艇來說，槽道頂部亦為滑行面，并且通常采用與艇底滑行面類似的V型，航行時的阻力主要來自于滑行面的摩擦阻力以及側(cè)片體兩側(cè)興波和飛濺所導致的壓差阻力。由于底部滑行面通常采用向外側(cè)逐漸升高的橫向斜升型，大部分的興波和飛濺均出現(xiàn)在艇體外側(cè)。近些年來所出現(xiàn)的M型槽道滑行艇由一個相對寬大的中央主艇體和兩側(cè)細長的側(cè)片體所構(gòu)成，在航行過程中側(cè)片體產(chǎn)生的興波極少，而主艇體產(chǎn)生的興波大部分被槽道所吸收，結(jié)合由沖壓作用進入槽道內(nèi)部的空氣，為槽道提供氣(水)動升力，使得主體部分興波波能得到回收，進而使總阻力得以減小。因此，對槽道滑行艇向艇體外側(cè)的興波進行屏蔽，并將不可避免的興波加以回收利用，對提升槽道滑行艇的航行性能有著十分重要的影響。
[0004]而為了提升滑行艇的阻力性能，通常會在艇底設置斷級，斷級使滑行面出現(xiàn)不連續(xù)的階梯形狀。在水流流經(jīng)斷級時會與艇底脫離，并在斷級后部形成一低壓空穴，空穴將艇體附近的空氣吸入艇底，從而減少了艇底的浸濕面積，達到減阻的目的；同時斷級也增大了每個滑行面的展弦比，從而提高滑行面的滑行效率。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的是為了提供一種具有反向斷級的倒V型槽道滑行艇，在航行過程中能夠充分利用沖壓空氣進行減阻和支撐艇重，并具有較小興波和飛濺，使得航速較常規(guī)槽道滑彳丁艇有了大幅提尚。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:艇體由左右對稱的兩個側(cè)片體以及中央槽道所組成，所述側(cè)片體最低點位于舭部外折角線處，且外折角線以外為近似直壁的舷側(cè)壁面、外折角線以內(nèi)為艇體底部的滑行面，且艇體底部的滑行面是橫向斜升型，在艇體底部的內(nèi)折角線處設有縱向上貫穿全艇的引氣槽，所述艇體底部、在中央槽道的兩側(cè)沿斜向?qū)ΨQ設置有斷級，每個斷級后均設置有凹槽，且斷級始于引氣槽，并向艇艉方向延伸至舭部。
[0007]本發(fā)明還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征:
[0008]1.每一側(cè)的斷級有兩個，且兩個斷級與艇體尾封板的距離分別為70 %和80 %艇長、與艇體中縱剖面的夾角則分別為170°和172.5°;而所述凹槽的頂端與滑行面平行，凹槽的截面寬度與斷級高度相同，凹槽的深度為斷級高度的50%。
[0009]2.中央槽道由兩側(cè)的垂直壁面和圓弧型頂部所構(gòu)成，中央槽道的寬度為外折角線寬的30%，在縱向上中央槽道的槽道頂線由艇艏至艇舯逐漸降低、在艇舯之后則與基線平行。
[0010]3.艇體底部的滑行面的舯部斜升角為15°、艉部斜升角為13°。
[0011]4.所述引氣槽的剖面是向艇體內(nèi)側(cè)凹陷的圓弧型，引氣槽的寬度為3%?4%外折角線寬。
[0012]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明是對常規(guī)槽道艇的進一步改進，艇底滑行面呈倒V型，使得主要的興波與噴濺集中在艇體中央的槽道內(nèi)，中央槽道以圓弧形式向上凹陷，有利于沖壓空氣進入形成氣旋，并提供氣動升力。斷級后凹槽與槽道內(nèi)空氣相通，能將槽道前段的空氣吸入艇底，形成氣穴，以減少艇底浸濕面積并增大各滑行面的滑行效率。艇體外側(cè)壁面近似直壁，航行過程中產(chǎn)生的興波和飛濺較少；內(nèi)側(cè)滑行面的興波和飛濺則被槽道吸收轉(zhuǎn)化為槽道的動升力，并且在高速滑行時，槽道進入通氣狀態(tài)，將水動升力轉(zhuǎn)化為氣動升力的同時減少浸濕面積。以上改進措施使得本發(fā)明的整艇的阻力與常規(guī)槽道滑行艇相比有了明顯的降低，相同航速下可有效降低主機能耗，有較好的節(jié)能減排效果。
【附圖說明】
[0013]圖1為具有反向斷級的倒V型槽道滑行艇底部結(jié)構(gòu)圖；
[0014]圖2為距艇艏3/4艇長的具有反向斷級的倒V型槽道滑行艇剖面示意圖；
[0015]圖3為距艇艏1/2艇長的具有反向斷級的倒V型槽道滑行艇剖面示意圖；
[0016]圖4為尾封板處具有反向斷級的倒V型槽道滑行艇剖面示意圖；
[0017]圖5為具有反向斷級的倒V型槽道滑行艇槽道頂線示意圖；
[0018]圖6為具有反向斷級的倒V型槽道滑行艇斷級處空氣流動示意圖；
[0019]圖7為具有反向斷級的倒V型槽道滑行艇槽道內(nèi)流動示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖與【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0021]實施例一:結(jié)合圖1至圖7，本發(fā)明由兩個側(cè)片體I以及連接兩個側(cè)片體的中央槽道7所構(gòu)成。側(cè)片體I采用非對稱的艇體結(jié)構(gòu)，側(cè)片體I長寬比為11:1，側(cè)片體I的最低點位于舭部外折角線2處，外折角線2外側(cè)為近似直壁的舷側(cè)結(jié)構(gòu)，具體的說是外折角線的內(nèi)側(cè)為艇底滑行面、外側(cè)則為近似直壁的舷側(cè)結(jié)構(gòu)，艇底滑行面向內(nèi)側(cè)逐漸抬升，類似于倒V型。整個側(cè)片體的剖面形式呈倒三角形，艇底滑行面為橫向斜升型。在艇底內(nèi)折角線5處設有在縱向上貫穿全艇的引氣槽9，槽道前段向甲板方向擴張，向艇艉部逐漸收縮，頂部采用圓弧過渡；引氣槽9剖面形式為向艇體內(nèi)側(cè)凹陷的圓弧型，其寬度為3%?4%外折角線寬；引氣槽可有效減少艇體產(chǎn)生的飛濺，并且有利于斷級后空氣的吸入。艇底設有帶有凹槽的反向斷級，艇底斷級始于引氣槽，并向艇艉方向延伸至舭部，本發(fā)明的斷級延伸方向與常規(guī)斷級艇相反，也即在艇底設有沿斜向分布的斷級，每個斷級后均設有凹槽6，凹槽的頂端與滑行面平行。
[0022]實施例二:基于上述實施例，本發(fā)明還可以是:每一側(cè)的斷級有兩個，一斷級3和二斷級4，也即在艇底設置帶有凹槽結(jié)構(gòu)的雙斷級，斷級采用反向布置。其中一斷級3前端始于距尾封板80%艇長處，與中縱剖面夾角為170°; 二斷級4前端始于距尾封板70%艇長處，與中縱剖面夾角為172.5°。在斷級后設有的凹槽6的深度為斷級高度的50%，斷級高度為
1.5%的外折角線寬，凹槽頂端截面寬度與斷級高度相同。在高速航行時，來流越過斷級后將與艇底滑行面脫離，導致壓力分布產(chǎn)生突變，并在斷級后部形成低壓區(qū)域；以一斷級3為例，由于斷級前段開槽處位于艇體舯前；因此當艇體前方空氣經(jīng)由槽道和引氣槽進入艇底后，受斷級后低壓區(qū)的影響將被吸入凹槽6，并順著一斷級3的方向向艇艉流動;在此過程中空氣持續(xù)進入斷級后部，逐漸形成穩(wěn)定的氣穴覆蓋于艇底，從而減少了艇底的浸濕面積。
[0023]實施例二:基于上述實施例，本發(fā)明還可以是:中央槽道7由兩側(cè)的垂直壁面和圓弧型頂部所構(gòu)成，也即槽道兩側(cè)采用垂直壁面，頂部采用圓弧式結(jié)構(gòu)過渡，頂部圓弧與兩側(cè)垂直壁面相切。槽道寬度為全艇外折角線寬的30%，在縱向上槽道頂線8由艇艏至艇舯逐漸降低，在艇舯之后則與基線平行，也即其后段為與基線平行的直線，平直段長度為艇長的40 %?50 %。在靜止時，在平直段槽道頂線8位于滿載吃水水線14之上。在高速航行時，艇體前方空氣11在沖壓作用下進入槽道內(nèi)部，受到槽道內(nèi)興波波面13的擠壓，并在槽道7圓弧型頂部的牽引下，形成氣旋12，覆蓋于興波波面13與槽道7之間，在減少槽道內(nèi)浸濕面積的同時吸收了興波的能量轉(zhuǎn)化為氣動升力作用于艇體。
[0024]實施例三:基于上述實施例，本發(fā)明還可以是:艇體底部的滑行面的舯部斜升角為15°，艉部斜升角為13°。
[0025]實施例四:基于上述實施例，本發(fā)明還可以是:所述引氣槽的剖面是向艇體內(nèi)側(cè)凹陷的圓弧型，也即引氣槽為一剖面形式為圓弧的凹槽，在縱向上貫穿全艇，并在斷級處斷開，引氣槽的最大寬度為3%?4%外折角線寬。
【主權項】
1.具有反向斷級的倒V型槽道滑行艇，艇體由左右對稱的兩個側(cè)片體以及中央槽道所組成，其特征在于:所述側(cè)片體最低點位于舭部外折角線處，且外折角線以外為近似直壁的舷側(cè)壁面、外折角線以內(nèi)為艇體底部的滑行面，且艇體底部的滑行面是橫向斜升型，在艇體底部的內(nèi)折角線處設有縱向上貫穿全艇的引氣槽，所述艇體底部、在中央槽道的兩側(cè)沿斜向?qū)ΨQ設置有斷級，每個斷級后均設置有凹槽，且斷級始于引氣槽，并向艇艉方向延伸至舭部。2.根據(jù)權利要求1所述的具有反向斷級的倒V型槽道滑行艇，其特征在于:每一側(cè)的斷級有兩個，且兩個斷級與艇體尾封板的距離分別為70%和80%艇長、與艇體中縱剖面的夾角則分別為170°和172.5°;而所述凹槽的頂端與滑行面平行，凹槽的截面寬度與斷級高度相同，凹槽的深度為斷級高度的50%。3.根據(jù)權利要求1或2所述的具有反向斷級的倒V型槽道滑行艇，其特征在于:中央槽道由兩側(cè)的垂直壁面和圓弧型頂部所構(gòu)成，中央槽道的寬度為外折角線寬的30%，在縱向上中央槽道的槽道頂線由艇艏至艇舯逐漸降低、在艇舯之后則與基線平行。4.根據(jù)權利要求1或2所述的具有反向斷級的倒V型槽道滑行艇，其特征在于:艇體底部的滑行面的舯部斜升角為15°、艉部斜升角為13°。5.根據(jù)權利要求3所述的具有反向斷級的倒V型槽道滑行艇，其特征在于:艇體底部的滑行面的舯部斜升角為15°、艉部斜升角為13°。6.根據(jù)權利要求1或2所述的具有反向斷級的倒V型槽道滑行艇，其特征在于:所述引氣槽的剖面是向艇體內(nèi)側(cè)凹陷的圓弧型，引氣槽的寬度為3%?4%外折角線寬。7.根據(jù)權利要求3所述的具有反向斷級的倒V型槽道滑行艇，其特征在于:所述引氣槽的剖面是向艇體內(nèi)側(cè)凹陷的圓弧型，引氣槽的寬度為3%?4%外折角線寬。8.根據(jù)權利要求4所述的具有反向斷級的倒V型槽道滑行艇，其特征在于:所述引氣槽的剖面是向艇體內(nèi)側(cè)凹陷的圓弧型，引氣槽的寬度為3%?4%外折角線寬。9.根據(jù)權利要求5所述的具有反向斷級的倒V型槽道滑行艇，其特征在于:所述引氣槽的剖面是向艇體內(nèi)側(cè)凹陷的圓弧型，引氣槽的寬度為3%?4%外折角線寬。
【文檔編號】B63B3/14GK106080958SQ201610407065
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月12日
【發(fā)明人】鄒勁, 孫寒冰, 蔣, 蔣一, 李平, 楊東梅, 姬朋輝, 郭志群, 林壯
【申請人】哈爾濱工程大學