本發(fā)明涉及雙槽道水面復合快艇，屬于高性能船舶技術領域。

背景技術：

槽道型滑行艇和水翼艇是高性能船家族中的重要成員，目前國內(nèi)外都在進行大量地研究。槽道型滑行艇在水面高速航行時，由于槽道的存在，空氣在沖壓作用下進入槽道滑行艇首部的槽道口，并與槽道內(nèi)飛濺的水流相混合，混合成氣水混合物，隨著艇體航速的提高，空氣進入槽道口的量也增多，從而形成了空氣層。因為空氣或氣水混合物的密度都比水小，空氣層可以作為對槽道頂滑行面的潤滑降阻作用的潤滑層，使得艇體的受到的摩擦阻力極大地減少；同時，由于艇體的形狀使得船體獲得額外的升力，使得艇體抬離水面，進一步減少阻力、提高效能。

水翼艇是一種依靠水翼的上、下壓強差來抬高船體，從而達到快速航行的船舶。水翼艇在水面高速航行是靠水翼產(chǎn)生的水升力將船體完全托出水面，在同樣排水量和推進功率情況下，其快速性比滑行艇提高15％以上，它克服了滑行艇的諸多缺點，但它在波浪中失速大，同時推進裝置比較復雜，造價高。

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術中存在的不足，本發(fā)明提供一種雙槽道水面復合快艇，結合了雙槽道型滑行艇布置特性好、阻力性能好及航向穩(wěn)定性好和可控水翼的水翼艇快速性及綜合航行性能好的優(yōu)點，較好的克服了前述的槽道型滑行艇和水翼艇所固有的缺點。

技術方案：為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的雙槽道水面復合快艇，包括主艇體，主艇體底部兩側均設有側體，在主艇體底部的中間設有中間艇體，在側體與中間艇體之間形成槽道，在槽道的兩端均設有水翼系統(tǒng)，所述水翼系統(tǒng)包含水翼、轉動桿和調(diào)控裝置，轉動桿穿過水翼，轉動桿帶動水翼轉動，所述調(diào)控裝置安裝在中間艇體上，調(diào)控裝置通過轉動桿與水翼連接，通過調(diào)控裝置帶動水翼轉動。

作為優(yōu)選，所述中間艇體的橫剖線從首部的較淺V型逐漸過渡為尾部的極淺V型或水平型，側體的橫剖線從首部的半較淺V型或近似較淺V型逐漸過渡為尾部的半極淺V型或水平型。

作為優(yōu)選，所述槽道頂部橫剖線從首部的大圓弧形快速過渡為中部的中等圓弧形、中部至尾部頂部橫剖線基本保持不變，或者是槽道頂部橫剖線從首部的大寬度梯形快速過渡為中部的中等寬度梯形、中部至尾部頂部橫剖線基本保持不變，或者槽道頂部橫剖線從首部的大圓弧形快速過渡為中部的中等寬度梯形、中部至尾部頂部橫剖線基本保持不變，或者是槽道頂部橫剖線從首部的大寬度梯形快速過渡為中部的中等圓弧形、中部至尾部頂部橫剖線基本保持不變；槽道頂部橫剖線分別與中間艇體和兩側體的橫剖線光順連接；中間艇體主尺度比為：長寬(水線以下最大寬度)比為5.8～8.2、寬度(水線以下最大寬度)吃水比為1.3～1.7；兩側體的主尺度比為：長寬(水線以下最大寬度)比為7～10、寬度(水線以下最大寬度)吃水比為0.5～1.2；兩個側體吃水與艇體吃水之比為0.7～0.96；槽道高度與寬度(一半吃水高度處)0.6～1.3；中間艇體與兩側體的長度比為1.15～1.30。上述尺度比等參數(shù)的具體數(shù)值，根據(jù)船艇的任務背景，兼顧航行性能及布置特性綜合最優(yōu)，基于優(yōu)化計算確定。

作為優(yōu)選，所述水翼是水平型，其水平面形狀為矩形或梯形，翼型為機翼型或弓形；轉動桿是柱型，剖面為圓形或多邊形；水翼一端的轉動桿深入主艇體與位于主艇體的軸承相連，另一端轉動桿伸進艇體與調(diào)控裝置相連，其攻角調(diào)控范圍為-8°～12°。

作為優(yōu)選，所述調(diào)控裝置包含感知主艇體姿態(tài)的傳感系統(tǒng)、步進電機和控制器，所述傳感系統(tǒng)安裝在主艇體上，傳感系統(tǒng)與控制器連接，控制器與步進電機連接，步進電機與轉動桿連接。

作為優(yōu)選，當傳感系統(tǒng)檢測到船模的艉傾角度0～5°時，控制器控制步進電機帶動水翼轉動到水翼角度為3°；當傳感系統(tǒng)檢測到船模的艉傾角度5～10°時，控制器控制步進電機帶動水翼轉動到水翼角度為6°；當傳感系統(tǒng)檢測到船模的艉傾角度10～15°時，控制器控制步進電機帶動水翼轉動到水翼角度為9°；當傳感系統(tǒng)檢測到船模的艉傾角度15～20°時，控制器控制步進電機帶動水翼轉動到水翼角度為12°。

有益效果：本發(fā)明的雙槽道水面復合快艇，結合了雙槽道型滑行艇布置特性好、阻力性能好及航向穩(wěn)定性好和可控水翼的水翼艇快速性及綜合航行性能好的優(yōu)點，較好的克服了前述的槽道型滑行艇和水翼艇所固有的缺點，其綜合技術經(jīng)濟性能優(yōu)于槽道型滑行艇和水翼艇；本發(fā)明的快速性比槽道型滑行艇提高6％以上，同時振動、穩(wěn)定性等整體性能得到較大改善；本發(fā)明的水翼系統(tǒng)，在艇體高速航行時，提供升力，進一步減少航行阻力；同時水翼系統(tǒng)的調(diào)控裝置可根據(jù)由角位移或角速度傳感器、位置傳感器(例如：DGPS等)等組成的艇體姿態(tài)及運動特征傳感系統(tǒng)的反饋時時調(diào)控水翼攻角，充分利用波浪能推動艇體前進從而到達最佳航行狀態(tài)，其綜合性能比槽道型滑行艇提高8％以上。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的主視圖；

圖2是圖1的右視圖；

圖3是圖1的俯視圖；

圖4是圖1的艇體A-A剖視圖；

圖5是圖1的艇體B-B剖視圖；

圖6為水翼的結構圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作更進一步的說明。

如圖1至圖6所示，本發(fā)明的雙槽道水面復合快艇，包括主艇體4，主艇體4底部兩側均設有側體1、2，在主艇體4底部的中間設有中間艇體3，在側體1、2與中間艇體3之間形成槽道，在槽道的兩端均設有水翼系統(tǒng)5、6、7、8，所述水翼系統(tǒng)5、6、7、8包含水翼61、轉動桿62和調(diào)控裝置，轉動桿62穿過水翼61，轉動桿62帶動水翼61轉動，所述調(diào)控裝置安裝在中間艇體3上，調(diào)控裝置通過轉動桿62與水翼61連接，通過調(diào)控裝置帶動水翼61轉動。

在本發(fā)明中，所述中間艇體3的橫剖線從首部的較淺V型逐漸過渡為尾部的極淺V型或水平型，側體1、2的橫剖線從首部的半較淺V型或近似較淺V型逐漸過渡為尾部的半極淺V型或水平型。所述槽道頂部橫剖線從首部的大圓弧形快速過渡為中部的中等圓弧形、中部至尾部頂部橫剖線基本保持不變，或者是槽道頂部橫剖線從首部的大寬度梯形快速過渡為中部的中等寬度梯形、中部至尾部頂部橫剖線基本保持不變，或者槽道頂部橫剖線從首部的大圓弧形快速過渡為中部的中等寬度梯形、中部至尾部頂部橫剖線基本保持不變，或者是槽道頂部橫剖線從首部的大寬度梯形快速過渡為中部的中等圓弧形、中部至尾部頂部橫剖線基本保持不變，槽道頂部橫剖線分別與中間艇體和兩側體的橫剖線光順連接。大圓弧形指大圓弧形半徑與船寬之比為1～1.5，中等圓弧形指中等圓弧形半徑與船寬之比為0.7～1，大寬度梯形的平均寬度與船寬之比為0.6～1，中等寬度梯形的平均寬度與船寬之比為0.4～0.8，平均寬度為1/2的上底加下底。中間艇體3主尺度比為：長寬(水線以下最大寬度)比為5.8～8.2、寬度(水線以下最大寬度)吃水比為1.3～1.7；兩側體1和2的主尺度比為：長寬(水線以下最大寬度)比為7～10、寬度(水線以下最大寬度)吃水比為0.5～1.2；兩個側體吃水與艇體吃水之比為0.7～0.96；槽道高度與寬度(一半吃水高度處)0.6～1.3；中間艇體3與兩側體的長度比為1.15～1.30。上述尺度比等參數(shù)的具體數(shù)值，根據(jù)船艇的任務背景，兼顧航行性能及布置特性綜合最優(yōu)，基于優(yōu)化計算確定。

在本發(fā)明中，所述水翼61是水平型，其水平面形狀為矩形或梯形，翼型為機翼型或弓形；轉動桿62是柱型，剖面為圓形或多邊形；水翼61一端的轉動桿62深入主艇體4與位于主艇體4的軸承64相連，另一端轉動桿62伸進艇體與調(diào)控裝置相連，水翼61攻角調(diào)控范圍為-8°～12°。所述調(diào)控裝置包含感知主艇體4姿態(tài)的傳感系統(tǒng)66、步進電機65和控制器67，所述傳感系統(tǒng)66安裝在主艇體4上，傳感系統(tǒng)66與控制器67連接，控制器67與步進電機65連接，步進電機65與轉動桿62連接。

本發(fā)明在使用時，船體在初始靜止狀態(tài)，水翼攻角為0°，隨著船速的增加，水翼角度不斷增加，當傳感系統(tǒng)檢測到船模的艉傾角度0～5°時，控制器控制步進電機帶動水翼轉動到水翼角度為3°，水翼角度即為水翼攻角；當傳感系統(tǒng)檢測到船模的艉傾角度5～10°時，控制器控制步進電機帶動水翼轉動到水翼角度為6°；當傳感系統(tǒng)檢測到船模的艉傾角度10～15°時，控制器控制步進電機帶動水翼轉動到水翼角度為9°；當傳感系統(tǒng)檢測到船模的艉傾角度15～20°時，控制器控制步進電機帶動水翼轉動到水翼角度為12°。根據(jù)艇體姿態(tài)及運動特征的傳感系統(tǒng)感知的艇體的艉傾角度及船速，隨著艉傾角度及船速的增加，由步進電機、轉動桿及控制器控制水翼攻角靈活的改變，充分發(fā)揮調(diào)節(jié)的靈活性，能適應復雜多變的海洋環(huán)境，較大程度實現(xiàn)對升沉、縱搖、橫搖、側移、回轉、急停、減速等功能的控制，改善滑行艇航行性能，從而充分利用波浪能推動艇體前進從而到達最佳航行狀態(tài)。同時根據(jù)控制目標以及外載荷等其他因素實現(xiàn)連續(xù)控制，加快控制響應速度與精度，實現(xiàn)對航行中槽道艇的高精度控制。

本發(fā)明的雙槽道水面復合快艇，在水面高速航行時，由于槽道的存在，槽道內(nèi)的空氣，與槽道內(nèi)水流的飛濺相混合形成空氣層，減少航行時的阻力；艇體艏部設置的水翼61在艇體高速航行時將主艇體4抬離水面，更進一步減少航行阻力；同時水翼系統(tǒng)的調(diào)控裝置可根據(jù)由角位移或角速度傳感器、位置傳感器(例如：DGPS等)等組成的艇體姿態(tài)及運動特征傳感系統(tǒng)66的反饋時時調(diào)控水翼61攻角，充分利用波浪能推動艇體前進從而到達最佳航行狀態(tài)。由此艇體的航行性能得到較大的改善，快速性得到較大的提高。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出：對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。