專利名稱：一種具有雙體三槽道艇體的滑行艇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種滑行艇的艇體結(jié)構(gòu)，更特別地說，是指一種適合在淺水域及近岸 區(qū)域航行的具有雙體三槽道艇體的滑行艇。
技術(shù)背景船舶按航行狀態(tài)及船體相對于水表面的位置可以分為排水型船舶、過渡型船舶、 滑行艇、水翼艇、氣墊船等?；型且环N水面型的船舶，是利用水動力或空氣動力的多種原理，改變支撐船體的水動力成分，低速航行時(傅汝德數(shù)小于i.o)，船體處于排水航行狀態(tài)或過渡 狀態(tài)，高速航行時(傅汝德數(shù)大于等于i.o)，整個船體被托起，僅有一小部分船體表面與水接觸，靜浮力很小，艇體幾乎完全由流體動升力來支持，該船型具有多種類 型船的水動力的特點。用于內(nèi)河、湖泊或沿海水域的水上滑行艇主要由船體和甲板構(gòu)成，其船體可分為 船艏和船艉。普通單體滑行艇的橫剖面往往采用舭部有折角的斜升型，高速時有較高 的滑行效率，伹耐波性較差。槽道滑行艇在船底設(shè)置了一條對稱于縱中剖面并縱向貫 通的槽道，槽道剖面為折角型，高速航行時，在槽道內(nèi)形成的空氣層可以緩和船體在 波浪中受到的沖擊，改善了耐波性，但船體剖面上凹入的折角型槽道會導(dǎo)致此處結(jié)構(gòu) 的應(yīng)力集中，影響艇體結(jié)構(gòu)強度。同時，單體或槽道滑行艇也存在一些共同的不足之 處。首先，航行過程中船體的興波很大，不僅增加了滑行艇的動力消耗，而且對河床 的沖刷比較嚴(yán)重，對航道中的其它船舶有不利干擾。其次，由于船艉較窄，釆用雙槳 推進時，槳距較小，導(dǎo)致回轉(zhuǎn)半徑較大，操縱性較差。第三，由于其甲板的長寬比較 大，在主機功率確定的情況下，甲板的有效使用面積較小，乘坐的舒適性受到限制。 發(fā)明 內(nèi) 容3為了改善滑行艇的折角型槽道在截面上應(yīng)力集中造成的對艇體強度的影響，本發(fā) 明公開一種具有雙體三槽道艇體的滑行艇。該雙體三槽道艇體采用橢圓形槽道剖面構(gòu) 形，有效地解決了艇體應(yīng)力集中的問題。同時在普通槽道滑行艇的基礎(chǔ)上，在船艉兩 側(cè)增加了兩個外側(cè)槽道，由單槽道形式改為三槽道形式，增大了船艉的寬度，不僅提 高了甲板的有效使用面積，還加強了滑行艇的橫向穩(wěn)定性，在高速航行過程中可以減 小船舶的興波。本發(fā)明的一種具有雙體三槽道艇體的滑行艇，其滑行艇的艇體的上部為甲板；艇 體的左側(cè)為左圍壁；艇體的右側(cè)為右圍壁；艇體的前端為船艏；艇體的后端為船艉； 艇體的底部設(shè)有A圍壁端面、B圍壁端面、A滑道、B滑道、C滑道、A滑行面和B 滑行面；B滑道沿中心線設(shè)置，且為扇形結(jié)構(gòu)；B滑道的兩側(cè)是A滑行面和B滑行 面；A滑行面與右圍壁之間是A滑道，且右圍壁在船艉處有A圍壁端面；B滑行面 與左圍壁之間是C滑道，且左圍壁在船艉處有B圍壁端面;A圍壁端面的結(jié)束點G與 B圍壁端面的結(jié)束點/Z的連線稱為圍壁分割線G// ,該圍壁分割線G7/將艇體分為后 艇體和前艇體；A滑行面的折角線上設(shè)有抬升點^， B滑行面的B折角線上設(shè)有抬 升點S ，抬升點^與抬升點S的連線稱為滑道分割線45 ，該滑道分割線JB將B滑 道分為直形滑道和扇形滑道。本發(fā)明的具有雙體三槽道艇體的滑行艇優(yōu)點(1) 船艉設(shè)計成雙體三槽道形式，剖面外形由平直滑行面(A滑行面5和B滑行 面6)、封閉的橢圓型槽道剖面(A滑槽2、 B滑槽3、 C滑槽4)、外側(cè)圍壁(左圍壁13、右圍壁14)組成。艇體1在高速滑行時(傅汝德數(shù)大于等于 1.0) ， A滑行面5和B滑行面6產(chǎn)生水動升力，從船艏11進入B滑槽3的 空氣在運動過程中被不斷壓縮，與船底的水混合，產(chǎn)生氣墊抬升和氣層潤滑作 用，減小了艇體1的航行吃水，從而降低航行阻力。A滑槽2和C滑槽4在 A圍壁端面7和B圍壁端面8的限制下，可抑制艇體1在滑行過程中產(chǎn)生的 波浪，減小航行興波對鄰近航道和船舶的影響。(2) 船艏設(shè)計成雙體單槽道形式，剖面外形由平直滑行面(A滑行面5和B滑行 面6)、封閉的橢圓型槽道剖面(B滑槽3)、開放的橢圓型槽道剖面(A滑槽 2、 C滑槽4)、外側(cè)圍壁(左圍壁13、右圍壁14)組成。在前艇體ld的外 形中，兩個外側(cè)的橢圓型槽道(A滑槽2和C滑槽4)是開放的，即夕剛圍 壁(左圍壁13和右圍壁14)位于靜止水線上方，沒有延伸到水面以下。采用開放式槽道設(shè)計， 一方面可以減輕艇體1的結(jié)構(gòu)重量，另一方面，高速滑行過程中(傅汝德數(shù)大于等于i.o)，整個艇體1的吃水減小，且船艏11上抬，船艏11附近的大部分船體位于水面上方，這部分船體對興波的貢獻很小， 不需要用封閉式的槽道設(shè)計來抑制波浪。(3) 滑行艇的甲板采用長寬比在1.5到2.5之間的設(shè)計，在艇體1的長度^不變 的情況下，艇體寬度《大于普通的單體滑行艇或槽道滑行艇，增加了甲板的有 效使用面積，使得乘坐更舒適。(4) 通過設(shè)計的圍壁分割線G/f將艇體1分為前后兩個部分，針對船艏11和船艉 12附近的不同流動特點，在前艇體ld和后艇體lc采用了兩種不同的艇體外 形設(shè)計，達到了基于水動力學(xué)原理優(yōu)化雙體三槽道滑行艇外形的目的。且在圍 壁分割線GZ/附近，實現(xiàn)了兩種艇體外形的漸變銜接。(5) 通過設(shè)計的滑道分割線^^將B滑道3分為直形滑道3a和扇形滑道3b，兩 段式的B滑道3結(jié)構(gòu)設(shè)計，有利于滑行艇在運動過程中空氣的進入和壓縮。(6) 與普通單體滑行艇或槽道滑行艇相比，本發(fā)明所涉及的雙體三槽道滑行艇的船 型釆用了橢圓形槽道剖面構(gòu)形，避免了折角形槽道剖面導(dǎo)致的應(yīng)力集中問題， 同時具有吃水淺、興波小、滑行阻力小、航速高等優(yōu)點，可用作近岸淺水域的附快速水上交通工具。 暨說明

圖1是本發(fā)明雙體三槽道滑行艇的艇體結(jié)構(gòu)圖。圖1A是本發(fā)明雙體三槽道滑行艇的艇體的另一視角結(jié)構(gòu)圖(圖1B是本發(fā)明雙體三槽道滑行艇的艇體的仰視圖。圖1C是本發(fā)明雙體三槽道滑行艇的A—A視圖。圖1D是本發(fā)明雙體三槽道滑行艇的B — B視圖。圖2是空氣在B滑道中的運動路徑示意圖。圖中 ld.前艇體 2.A滑槽 5.A滑行面 8.B圍壁端面l應(yīng)體 11.船艏 3.B滑槽 5a.A折角線la.甲板 12.船艉 3&.直形滑道 6.B滑行面lb.底部 13.左圍壁 3b.扇形滑道 6a.B折角線lc.后艇體 14.右圍壁 4.C滑槽7.A圍壁端面下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明。參見圖1、圖1A、圖IB所示，本發(fā)明的一種具有雙體三槽道艇體的滑行艇， 該艇體l的上部為甲板la;艇體1的左側(cè)為左圍壁13; 艇體1的右側(cè)為右圍壁14;艇體1的前端為船艏11; 艇體1的后端為船艉12;艇體1的底部lb設(shè)有A圍壁端面7、 B圍壁端面8、 A滑道2、 B滑道3、 C 滑道4、 A滑行面5和B滑行面6; B滑道3沿中心線設(shè)置，且為扇形結(jié)構(gòu)；B滑 道3的兩側(cè)是A滑行面5和B滑行面6; A滑行面5與右圍壁14之間是A滑道2， 且右圍壁14在船艉12處有A圍壁端面7; B滑行面6與左圍壁13之間是C滑道 4，且左圍壁13在船艉12處有B圍壁端面8。A圍壁端面7的結(jié)束點G與B圍壁端面8的結(jié)束點if的連線稱為圍壁分割線 G//，該圍壁分割線G/f將艇體1分為前后兩個部分，即后艇體lc和前艇體ld。在 本發(fā)明中，后艇體lc上對稱設(shè)計的A圍壁端面7、 B圍壁端面8是置于靜止水線下 方的。本發(fā)明設(shè)計的具有雙體三槽道艇體的滑行艇，在低速(傅汝德數(shù)小于1.0)航行 的過程中，由于后艇體lc的長度小于等于滑行艇船長的四分之一，則A圍壁端面7、 B圍壁端面8與水的接觸面積小，有利于減小摩擦阻力。參見圖1C所示，本發(fā)明設(shè)計的滑行艇在前艇體ld上的一個截面(圖1的A — A視圖)為雙體單槽道形式，該剖面為前艇體ld的典型橫剖面。靜止水線與B滑槽 3組成了一個封閉的空氣通道，該通道由橢圓型槽道剖面和水面組成。靜止水線與A 滑槽2 (或C滑槽4)組成了一個開放的空氣通道，外側(cè)圍壁(左圍壁13和右圍壁 14)位于靜止水線上方，由于外側(cè)圍壁沒有延伸入水，減輕了此處的艇體結(jié)構(gòu)重量。參見圖1D所示，本發(fā)明設(shè)計的滑行艇在后艇體lc上的一個截面(圖1的B — B視圖)為雙體三槽道形式，該剖面為后艇體lc的典型橫剖面?；型ъo止時，B 滑槽3、 A滑槽2和C滑槽4均位于靜止水線以下。滑行艇高速滑行時(傅汝德數(shù) 大于等于l.O)，船艏抬起，船艉的吃水也減小，B滑槽3、 A滑槽2和C滑槽4的封閉的空氣通道；在B滑槽3的內(nèi)部，從船艏11下方 進入的空氣在這里被壓縮，并與底部lb的水混合；A滑行面5和B滑行面6在航 行過程中形成的波浪被限制在A滑槽2和C滑槽4的內(nèi)部。該滑行艇的艇體1底部采用了雙排水體結(jié)構(gòu)，兩個排水體(A滑行面5、 B滑行 面6)之間為中間槽道(B滑道3)，且兩個排水體以中心線對稱縱向貫通整個艇體1 的底部lb。由于本發(fā)明設(shè)計的艇體1的船艏11在靜止水線的上方，因此，抬升點設(shè)在折角 線上，即A滑行面5的折角線5a上設(shè)有抬升點」，B滑行面6的B折角線6a上設(shè)有抬升點^，抬升點」與抬升點S的連線稱為滑道分割線^S，該滑道分割線^S將 B滑道3分為直形滑道3a和扇形滑道3b，兩段式的B滑道3結(jié)構(gòu)設(shè)計，有利于滑行艇在運動過程中空氣的進入和壓縮。在本發(fā)明中，將B滑道3的前端設(shè)計成扇形滑道3b，增加了船艏ll的寬度， 使得甲板的可利用面積增大。本發(fā)明設(shè)計的具有雙體三槽道艇體的滑行艇，甲板la為梯形，長寬比在1.5到 2.5之間，其中，《表示船艉的寬度，"2表示滑行艇的船長，長寬比是指滑行艇的船 長與船艉的寬度之比，即"2:《=1.5~2.5 (參見圖l所示)。參見圖2所示，本發(fā)明設(shè)計的兩段結(jié)構(gòu)B滑道3起到形成氣墊的作用。高速航 行時(傅汝德數(shù)大于等于1.0)， A滑行面5、 B滑行面6受到水動升力的作用，艇 體1的船艏11抬升，艇體1的船艉12吃水減小，形成滑行狀態(tài)，降低了航行阻力。 由于B滑道3的扇形滑道3b的喇叭入口髙度不斷下降，到達滑道分割線AB分割處 的截面后，轉(zhuǎn)為直形滑道3a，從喇叭入口進入的空氣在這里被壓縮，形成較高的氣 壓，進一步抬高船體，減小吃水深度，從而減小濕表面積。壓縮的空氣在B滑道3 中運動，與水流混合，形成水氣混合物，由于空氣或水氣混合物的密度都比水小得多， 因此在B滑道3的直形滑道3a處起到潤滑降阻作用。本發(fā)明設(shè)計的具有雙體三槽道艇體的滑行艇，由于槽道內(nèi)氣墊作用導(dǎo)致吃水的減 小，以及槽道內(nèi)的氣層減阻作用，共同促成了船體底部摩擦阻力的下降，有利于提高 船速。同時，船艉12兩側(cè)的A滑道2、 C滑道4抑制了滑行過程中部分船行波的擴 散，減少了航行波浪對岸堤的沖刷和對附近船只的運動影響。艇體1底部設(shè)計成雙體三槽道結(jié)構(gòu)，當(dāng)滑行艇產(chǎn)生橫傾時，由于艇體橫向?qū)挾?較寬，可以產(chǎn)生較大的回復(fù)力矩，保證了滑行艇的橫向穩(wěn)定性。同時，排水量不變的 情況下，在艇體橫向?qū)挾仍黾?，可以減少吃水深度，有利于淺水中的航行。本發(fā)明設(shè)計的具有雙體三槽道艇體的滑行艇，采用了橢圓型槽道剖面構(gòu)形，在高 速航行過程中(傅汝德數(shù)大于等于1.0)，充分利用了滑行面(A滑行面5、 B滑行面 6)的水動升力、B滑道3的氣墊抬升和氣層減阻作用、船艉12兩側(cè)的圍壁端面(A 圍壁端面7、 B圍壁端面8)及其鄰近的外側(cè)圍壁(左圍壁13和右圍壁14)的波浪 抑制作用，具有吃水淺、航速高、對河道沖刷影響小等優(yōu)點，適合在淺水域及近岸區(qū) 域航行，可用作快速水上交通工具。
權(quán)利要求
1、一種具有雙體三槽道艇體的滑行艇，該滑行艇至少有艇體(1)和甲板(1a)，其特征在于艇體(1)的上部為甲板(1a)；艇體(1)的左側(cè)為左圍壁(13)；艇體(1)的右側(cè)為右圍壁(14)；艇體(1)的前端為船艏(11)；艇體(1)的后端為船艉(12)；艇體(1)的底部(1b)設(shè)有A圍壁端面(7)、B圍壁端面(8)、A滑道(2)、B滑道(3)、C滑道(4)、A滑行面(5)和B滑行面(6)；B滑道(3)沿中心線設(shè)置，且為扇形結(jié)構(gòu)；B滑道(3)的兩側(cè)是A滑行面(5)和B滑行面(6)；A滑行面(5)與右圍壁(14)之間是A滑道(2)，且右圍壁(14)在船艉(12)處有A圍壁端面(7)；B滑行面(6)與左圍壁(13)之間是C滑道(4)，且左圍壁(13)在船艉(12)處有B圍壁端面(8)；A圍壁端面(7)的結(jié)束點G與B圍壁端面(8)的結(jié)束點H的連線稱為圍壁分割線GH，該圍壁分割線GH將艇體(1)分為后艇體(1c)和前艇體(1d)；A滑行面(5)的折角線(5a)上設(shè)有抬升點A，B滑行面(6)的B折角線(6a)上設(shè)有抬升點B，抬升點A與抬升點B的連線稱為滑道分割線AB，該滑道分割線AB將B滑道(3)分為直形滑道(3a)和扇形滑道(3b)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有雙體三槽道艇體的滑行艇，其特征在于A圍壁端面(7)、 B圍壁端面(8)是置于靜止水線下方的。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有雙體三槽道艇體的滑行艇，其特征在于滑行艇在前 艇體(Id)上的一個截面為雙體單槽道形式。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有雙體三槽道艇體的滑行艇，其特征在于滑行艇在后 艇體(lc)上的一個截面為雙體三槽道形式。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有雙體三槽道艇體的滑行艇，其特征在于甲板(la) 為梯形，長寬比在1.5到2.5之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有雙體三槽道艇體的滑行艇，其滑行艇至少有艇體和甲板，艇體的底部設(shè)有A圍壁端面、B圍壁端面、A滑道、B滑道、C滑道、A滑行面和B滑行面；B滑道沿中心線設(shè)置，且為扇形結(jié)構(gòu)；B滑道的兩側(cè)是A滑行面和B滑行面；A滑行面與右圍壁之間是A滑道，且右圍壁在船艉處有A圍壁端面；B滑行面與左圍壁之間是C滑道，且左圍壁在船艉處有B圍壁端面。該雙體三槽道艇體采用橢圓形槽道剖面構(gòu)形，有效地解決了艇體應(yīng)力集中的問題。同時在普通槽道滑行艇的基礎(chǔ)上，在船艉兩側(cè)增加了兩個外側(cè)槽道，由單槽道形式改為三槽道形式，增大了船艉的寬度，不僅提高了甲板的有效使用面積，還加強了滑行艇的橫向穩(wěn)定性，在高速航行過程中可以減小船舶的興波。
文檔編號B63B3/14GK101554918SQ20091008365
公開日2009年10月14日 申請日期2009年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月7日
發(fā)明者佟增軍, 劉沛清, 麗 程 申請人:北京航空航天大學(xué)