一種用于地效翼船的可收放水翼及地效翼船的制作方法

本發明屬于高性能船舶設計技術領域，具體涉及一種用于地效翼船的可收放水翼及地效翼船。

背景技術：

地效翼船是利用地面效應翼產生附加升力，有較大升阻比和超低空高速巡航能力的，介于飛機和常規排水型船之間的一種新型高速船舶，具有一般艦艇不可比擬的優良耐波性和高航性，在軍事和民用領域有廣泛應用，并且市場前景廣闊，成為近年來國際船舶發展的熱點之一。雖然近年來各國對地效翼船的研究取得了突飛猛進的進展，解決了很多技術難題，但仍有很多問題亟待進一步的改進和完善。

地效翼船要經常在空氣和水兩種介質中交替使用，這樣會給船體造成特別大的沖擊載荷，可能造成地效翼船翻轉、強烈顛簸，甚至會造成船體結構破壞。因此，地效翼船在水上起飛和降落的能力，不僅關系到其機動性、獨立活動能力以及實用發展空間，更重要的是關系到其安全性。總的來說，在現階段地效翼船的發展過程中，必須解決一下兩個技術難題：(1)起飛過程中阻力峰值大，所需起飛距離長，使船身無法快速抬離水面；(2)降落入水過程中，船身所受的沖擊載荷較大，容易造成船身疲勞，甚至破壞。

針對以上問題，主要有在首部安裝發動機或者采用底部有斜升角的水橇等技術。但是以上技術方案均存在著缺點和不足。動力增升或者動力氣墊技術使地效翼船的起飛性能、船體強度、穩定性和耐波性都得到了改善，但是進入到巡航速度時，大部分發動機被閑置，造成質量上的累贅和經濟上的浪費，此外盡管這種地效翼船安裝有前置式發動機改善起飛性能，但是在起飛前的排水和滑行階段地效翼船仍依賴于船體各升力面提供支持。采用一般的水翼或者水橇盡管可以減少起飛阻力和功率，但是可能在入水時以負的攻角入水，造成地效翼船過度縱傾而被拉入水中并使之損毀。

技術實現要素：

鑒于已有技術存在的缺陷，本發明的目的是要提供一種用于地效翼船的可收放水翼，以同時提高地效翼船起飛和入水性能。

為了實現上述目的，本發明的技術方案：

一種用于地效翼船的可收放水翼，其特征在于，包括：水平翼、垂直翼、轉軸、固定軸、移動套筒、液壓傳動裝置、拉桿以及固定軸承；其中，所述水平翼由兩塊相互對稱設置的半水平結構組成，每塊半水平翼結構均通過各自對應的水平翼套筒與作為對稱旋轉中心軸的轉軸配合連接；所述垂直翼固定于地效翼船船體底部，并通過設置于其下端的垂直翼套筒連接所述轉軸；所述轉軸分別穿過兩水平翼套筒和垂直翼套筒，以將所述水平翼和所述垂直翼裝配為一整體結構；所述固定軸設置于所述垂直翼的中間位置處且與所述垂直翼互連為一體；所述移動套筒套設于所述固定軸上，且能夠在液壓傳動裝置的驅動下沿所述固定軸進行上下運動；所述液壓傳動裝置安裝于地效翼船船體底部且與所述垂直翼上的固定軸連接；所述拉桿通過分別設置在移動套筒側壁上和兩個半水翼結構上的固定軸承帶動兩個半水平翼結構分別繞所述轉軸進行轉動。

進一步地，作為本發明的優選方案

所述水平翼的最大寬度與其所對應的地效翼船弦長之比為1/7～1/13。

進一步地，作為本發明的優選方案

所述水平翼的最大長寬比范圍為3～8。

進一步地，作為本發明的優選方案

所述半水平翼底部設置舭部，即所述半水平翼的斷面形狀采用尖舭線形結構。

進一步地，作為本發明的優選方案

所述垂直翼的中線位置處于距水平翼的前緣0.45l～0.55l處，l為水平翼的最大長度。

進一步地，作為本發明的優選方案

所述垂直翼為對稱翼型結構，其高度為0.5c～1.5c，長度為0.5c～1.5c，c為所述水平翼的最大寬度。

進一步地，作為本發明的優選方案

所述固定軸的中心線距所述垂直翼的前緣0.4b～0.6b，b為所述垂直翼的長度。

進一步地，作為本發明的優選方案

所述半水平翼的搖擺角度為0°至20°所述搖擺角度是指所述半水平翼繞所述轉軸的旋轉角度。

進一步地，作為本發明的優選方案

所述水平翼的前緣距地效翼船的前緣距離為0.25L～0.4L，L為地效翼船總長。

本發明的另一目的是要提供一種新型的地效翼船，其船體上安裝上述可收放水翼。

與現有技術相比，本發明的有益效果：

本發明提供的可收放水翼，能夠解決地效翼船在起飛過程中阻力過大進而導致起飛功率過大以及降落過程中所受沖擊載荷過大的問題，使得地效翼船在起降過程中更安全和舒適，且安裝簡單方便。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是圖1的主視圖。

圖3是圖1的俯視圖。

圖中：1、水平翼，2、垂直翼，3、拉桿，4、固定軸承，5、轉軸，6、固定軸，7、移動套筒，8、液壓裝置，9、軸承，10、軸承蓋，11、第一塊半水平翼結構，12、第二塊半水平翼結構，13、水平翼套筒，14、垂直翼套筒，15、尖舭。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

如圖1-圖3所示，本發明所述的用于地效翼船的可收放水翼，其特征在于，包括：水平翼1、垂直翼2、轉軸5、固定軸6、移動套筒7、液壓傳動裝置8、拉桿3以及固定軸承4；其中，所述水平翼1由兩塊相互對稱設置的半水平翼結構11和半水平翼結構12組成，每塊半水平翼結構均通過各自對應的水平翼套筒與作為對稱旋轉中心軸的轉軸5配合連接；所述垂直翼2固定于地效翼船船體底部，并通過設置于其下端的垂直翼套筒14連接所述轉軸5；所述轉軸5分別穿過兩水平翼套筒13和垂直翼套筒14，且其首尾兩端分別有軸承9和軸承蓋10封閉固定，以將所述水平翼和所述垂直翼裝配為一整體結構；所述固定軸6設置于所述垂直翼2的中間位置處且與所述垂直翼互連為一體；所述移動套筒7套設于所述固定軸6上，且能夠在液壓傳動裝置8的驅動下沿所述固定軸6進行上下運動；所述液壓傳動裝置8安裝于地效翼船船體底部且與所述垂直翼上的固定軸連接；所述拉桿3通過分別設置在移動套筒側壁上和兩個半水翼結構上的固定軸承4帶動兩個半水平翼結構分別繞所述轉軸5進行轉動。進一步地，作為本發明的優選方案，在所述半水平翼結構水平截面形狀中，其采用改進的機翼型剖面即其首部形狀為長三角形狀，尾部形狀為尖細窄方尾形狀。進一步地，作為本發明的優選方案，所述水平翼的最大寬度與其所對應的地效翼船弦長之比為1/7～1/13。進一步地，作為本發明的優選方案，所述水平翼的最大長寬比范圍為3～8，即兩塊半水平翼結構的長度與兩者的最大寬度之和的比值為3～8。進一步地，作為本發明的優選方案，所述水平翼底部的橫斷面采用尖舭15即所述半水平翼底部設斷面形狀采用尖舭線形結構。進一步地，作為本發明的優選方案，所述垂直翼的中線位置處于距水平翼的前緣0.45l～0.55l處，l為水平翼的最大長度。進一步地，作為本發明的優選方案，所述垂直翼為對稱翼型結構，其高度為0.5c～1.5c，長度為0.5c～1.5c，c為所述水平翼的最大寬度。進一步地，作為本發明的優選方案，所述固定軸的中心線距所述垂直翼的前緣0.4b～0.6b，b為所述垂直翼的長度。進一步地，作為本發明的優選方案，所述半水平翼的搖擺角度為0°至20°所述搖擺角度是指所述半水平翼繞所述轉軸的旋轉角度。進一步地，作為本發明的優選方案，所述水平翼的前緣距地效翼船的前緣距離為0.25L～0.4L，L為地效翼船總長。

本發明的另一目的是要提供一種新型的地效翼船，其船體上安裝上述可收放水翼；所述地效翼船起飛之前，其水平翼1呈水平狀態，起飛后由所述液壓傳動裝置8控制拉桿3收起水平翼1，直至降落入水后穩定航行再控制拉桿3使水平翼1恢復到水平位置。

本發明提供的一種用于地效翼船的可收放水翼的設計要點為：

1.所述垂直翼固定于船底，由于垂直翼始終不動，當移動套筒在液壓傳動裝置的控制下沿固定軸上下運動時，可以牽引拉桿運動，進而使得拉桿帶動半水平翼繞轉軸轉動，實現水翼收放過程；2.本發明提供的水平翼選用改進的NACA4412翼型，垂直翼采用NACA0012翼型，即水平翼首部具有長三角形狀、尖剖面特征，尾部具有尖細窄方尾特征，所述垂直翼為對稱翼型結構，這樣可以減小噴濺；3.所述水平翼底部斷面采用尖舭，這樣可以實現流體分離，防止升力損失和摩擦阻力增加；4.所述水平翼具有大長寬比(3～8)，這樣可以防止升力突變引起運動不穩定；5.所述半水平翼結構通過各自對應的水平翼套筒與轉軸連接，其所具有扇形缺口的特征保證了水平翼能夠完全收起(即搖擺角達到20°)，實現該裝置的可行性；6.所述拉桿通過固定軸承分別和半水平翼結構和傳動系統(由移動套筒、液壓傳動裝置、固定軸以及拉桿等所構成)連接，保證了收起水平翼過程中傳動構件運動的平穩；7.本發明將所述水平翼的前緣距地效翼船的前緣距離為0.25L～0.4L，即所述水翼被安裝在距船首0.25L～0.4L(L為船長)處，能夠保證在地效翼船起飛過程中為地效翼船提供額外升力，將船體抬出水面，進而減小起飛阻力；8.通過所述拉桿帶動半水平翼結構繞固定軸轉動，進而可以改變水翼的有效升力面面積，從而可以控制船體的在水中所受升力；同時其在降落過程中水翼收起呈V字型，因此可以有效減小所受的沖擊載荷。

綜上所述，本發明能夠解決現有技術提供的地效翼船在起飛過程中阻力過大以及降落過程中船身所受沖擊載荷過大的問題，本發明具有更好的減小起飛阻力以及減小降落沖擊的作用，使得地效翼船在起降過程中更安全和舒適，且設計簡單安裝方便；

以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。