本實(shí)用新型涉及一種船舶結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種三角形截面動(dòng)力增潛無(wú)壓載水半潛輸運(yùn)艇，屬于高速?gòu)?fù)合船舶領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

從20世紀(jì)末期開始，各種復(fù)合(雜交)船型概念不斷出現(xiàn)，至今已形成最為具有創(chuàng)新活力的船型技術(shù)新分支。從傳統(tǒng)概念上講，由于船舶快速性與耐波性對(duì)船型的技術(shù)要求是相互矛盾的，而且不能在高速和低速時(shí)同時(shí)兼有同樣好的耐波性能，這已然成為制約高性能船舶設(shè)計(jì)發(fā)展的瓶頸。“全海候”船艇已成為船舶設(shè)計(jì)研究的前沿。

要實(shí)現(xiàn)船舶的“全海候”高速航行，對(duì)于首先要解決的是高速時(shí)的興波阻力和耐波性問題。對(duì)于排水型船舶，當(dāng)船速增大，其傅汝德數(shù)(Froude Number實(shí)際使用簡(jiǎn)化為即速長(zhǎng)比)增大，傅汝德數(shù)增至0.5以上時(shí)，興波阻力占總阻力比值急劇增大，速度被限制于船體速度(Hull Speed)，即Fn＝1.34以內(nèi)。高速時(shí)伴隨自身興波和環(huán)境波浪，排水型船的耐波性也受到嚴(yán)重挑戰(zhàn)。興波阻力形成于空氣與水的分界層，故避開或減少與分界面的接觸面積便成為高速船減少興波阻力和增強(qiáng)耐波性最直接有效的方法，例如水翼艇和潛艇，但二者對(duì)重量和空間的苛刻要求以及復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等特點(diǎn)均不宜作為輸運(yùn)艇使用，同時(shí)潛艇還具有近水面(波浪影響深度內(nèi))快速性、耐波性和操縱性差的固有缺點(diǎn)。

近年來(lái)，海洋領(lǐng)土爭(zhēng)端逐漸引起各國(guó)的關(guān)注，對(duì)于本國(guó)海洋領(lǐng)土，尤其是島嶼的保衛(wèi)乃至爭(zhēng)奪，在依靠海軍艦艇基礎(chǔ)上需要一定的登陸作戰(zhàn)能力才能掌握主動(dòng)權(quán)。水下運(yùn)輸，特別是半潛船型依賴其載重量大、航速高、隱蔽性強(qiáng)、耐波性和適航性好等特點(diǎn)，可作為海上力量投送的先驅(qū)部隊(duì)進(jìn)行快速部署，實(shí)現(xiàn)先發(fā)制人，也可作為實(shí)施海上封鎖的一部分，具備有效的對(duì)陸攻擊能力，還可作為母艦完成特種部隊(duì)的秘密輸送與回收，進(jìn)行特種作戰(zhàn)任務(wù)。在民用領(lǐng)域中，半潛船型水下運(yùn)輸?shù)牡筒ㄗ韬蛢?yōu)良的適航性等優(yōu)點(diǎn)在運(yùn)輸高附加值貨物或要求“全海候”營(yíng)運(yùn)時(shí)能夠充分顯示出來(lái)，尤其是對(duì)特殊航線，例如北極海域，半潛破冰輸運(yùn)船較常規(guī)破冰輸運(yùn)船不僅在航行性能上占優(yōu)，而且有明顯的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)。

現(xiàn)有的半潛船型設(shè)計(jì)多定位于海上重型設(shè)施(自身可浸水)的露天運(yùn)載，航速較低，航行耐波性較差，僅靠壓載水的注排實(shí)現(xiàn)水面和半潛航態(tài)的慢速轉(zhuǎn)換，使用中以水面狀態(tài)航行為主，半潛狀態(tài)為輔(僅零航速裝卸時(shí))，致使現(xiàn)有半潛船既沒有為適配近水面半潛高速航行的原理和型線進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化(水滴形或長(zhǎng)雪茄形艇體在近水面半潛航行時(shí)的運(yùn)動(dòng)性能也極差)，也沒有為不可浸水干燥貨物的運(yùn)輸做布置結(jié)構(gòu)的考慮。出于上述原因，現(xiàn)有半潛輸運(yùn)船 形式在半潛狀態(tài)快速性、航行耐波性、航態(tài)轉(zhuǎn)換靈活性、貨物封閉運(yùn)輸以及壓載水污染方面均存在不足，究其原因是船型限制，沒有發(fā)揮半潛概念在高速運(yùn)輸方面的優(yōu)勢(shì)。針對(duì)半潛輸運(yùn)船的上述突出問題，發(fā)明一種適用于半潛高速封閉運(yùn)輸，具有優(yōu)良快速性和耐波性，不依賴壓載水進(jìn)行靈活航態(tài)控制，適合在高海況環(huán)境中“全海候”航行的翼型雜交復(fù)合艇型。

《不用注排壓載水就可快速升潛的潛水船》(公開號(hào)CN 1333163A)的專利文件中公開了一種通過將多對(duì)具有發(fā)明所述的特殊剖面構(gòu)型和活動(dòng)襟翼的助潛水翼安裝于具有相近剖面構(gòu)型的橫向?qū)捚酱w上以實(shí)現(xiàn)不用注排壓載水就可快速升潛的潛水船。其主要特征包括：1)發(fā)明所述特殊設(shè)計(jì)而非標(biāo)準(zhǔn)翼型的助潛水翼基本構(gòu)型(翼剖面形式)；2)船體兩側(cè)安裝的1～3對(duì)(或者更多)所述特殊剖面構(gòu)型且均具有活動(dòng)襟翼的助潛水翼；3)具有近似所述特殊剖面構(gòu)型特征的橫向?qū)捚酱w；4)所述潛水船中部前后的船體上下表面豎直安裝兩組水平轉(zhuǎn)向舵裝置；5)將潛艇必須的升降通氣管和潛望鏡等布置于所述潛水船上表面前后水平轉(zhuǎn)向舵的舵體內(nèi)。其不足之處在于：1)所述特殊設(shè)計(jì)的剖面構(gòu)型非常規(guī)(如NACA翼型)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，翼型參數(shù)不明確，實(shí)際建造和應(yīng)用可行性低；所述翼型剖面的性能參數(shù)(如升力系數(shù)、阻力系數(shù)和升阻比)較現(xiàn)有常規(guī)翼型并無(wú)優(yōu)勢(shì)，單體及組合性能缺乏數(shù)據(jù)支持，有待進(jìn)一步研究。2)所述多對(duì)助潛水翼空間位置沿流線重合，水翼效率和航行穩(wěn)定性降低；每個(gè)所述水翼均帶有兩個(gè)活動(dòng)襟翼，加之水翼數(shù)量眾多，控制結(jié)構(gòu)和操縱方法復(fù)雜，操縱效率較低；大量且復(fù)雜的襟翼結(jié)構(gòu)使水翼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不易保證，可靠性降低。3)所述橫向?qū)捚酱w在近水面航行時(shí)的波浪響應(yīng)和興波阻力較大，加之較小的長(zhǎng)徑比和所述縱剖面構(gòu)型，潛水船在半潛和水面狀態(tài)的快速性和耐波性較差。4)根據(jù)所述船體縱剖面構(gòu)型，所述水平轉(zhuǎn)向舵裝置的兩個(gè)上方舵面在水面或半潛狀態(tài)下出水嚴(yán)重，控制能力喪失，潛水船舵效大幅降低，近水面操縱性差；舵體內(nèi)的通氣管和潛望鏡布置易與復(fù)雜襟翼控制機(jī)構(gòu)干涉，同時(shí)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不易保證。5)所述潛水船對(duì)重量變化的敏度較高，需通過壓載水來(lái)補(bǔ)償油水的消耗以維持總重量恒定才能進(jìn)行所謂的不用注排壓載水快速升潛；所述助潛水翼依靠襟翼的升力調(diào)節(jié)能力單一且有限，無(wú)法在重量大幅變化(如貨物裝卸)的情況下對(duì)航態(tài)進(jìn)行快速高效控制；所述船體空間利用率低，不宜設(shè)置貨艙，所述潛水船無(wú)法作為輸運(yùn)船舶使用。

本實(shí)用新型專利與公開號(hào)為CN 1333163A的專利存在明顯不同：(1)本實(shí)用新型專利與公開號(hào)為CN 1333163A的專利在具體結(jié)構(gòu)組成和形式上完全不同；(2)本實(shí)用新型專利屬于半潛船范疇，在任何載況和航態(tài)下均不能完全潛入水下，最大下潛至半潛狀態(tài)，保證極小的露出體積和水線面面積，進(jìn)排氣口始終位于水面以上保證動(dòng)力系統(tǒng)(燃?xì)廨啓C(jī))正常工作，同時(shí)不具備潛艇所需的潛望鏡等設(shè)備，而公開號(hào)為CN 1333163A的專利為可完全潛入水下的潛水船，具備部分潛艇特點(diǎn)和設(shè)備；(3)本實(shí)用新型專利屬于輸運(yùn)船舶，具有大尺度貨艙并 無(wú)壓載水艙，能夠只依靠水翼對(duì)各種貨物裝載和油水消耗情況下的航態(tài)進(jìn)行調(diào)控，實(shí)現(xiàn)水面與半潛狀態(tài)的快速高效切換，而公開號(hào)為CN 1333163A的專利需借助壓載水保持重量恒定才能實(shí)現(xiàn)水面至水下狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，不具備重型貨物運(yùn)輸能力；(4)本實(shí)用新型專利在實(shí)現(xiàn)動(dòng)力下潛的基礎(chǔ)上，為提高半潛狀態(tài)的航行性能，對(duì)主艇體及附體進(jìn)行了相應(yīng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化(如主艇體橫截面形式)，而公開號(hào)為CN 1333163A的專利的船體和附體多從助潛方面考慮，并未針對(duì)各航態(tài)(尤其半潛狀態(tài))的性能做特別設(shè)計(jì)優(yōu)化；(5)本實(shí)用新型專利所涉及的翼型結(jié)構(gòu)均采用標(biāo)準(zhǔn)的NACA翼型，通過對(duì)各翼型尺寸、形狀、位置、組合關(guān)系和是否附帶襟翼進(jìn)行設(shè)計(jì)，以構(gòu)成各自具有明確功能的附體，而公開號(hào)為CN 1333163A的專利的水翼多采用特殊設(shè)計(jì)的剖面構(gòu)型，結(jié)構(gòu)與布置形式單一且多配有復(fù)數(shù)個(gè)襟翼，功能明顯具有重復(fù)性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種三角形截面動(dòng)力增潛無(wú)壓載水半潛輸運(yùn)艇，適用于半潛高速封閉運(yùn)輸，具有優(yōu)良快速性和耐波性，不依賴壓載水進(jìn)行靈活航態(tài)控制，適合在高海況環(huán)境中“全海候”航行的翼型雜交復(fù)合艇型。

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：包括主艇體、動(dòng)力增潛系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，所述主艇體包括等橫截面的平行中體和設(shè)置在等橫截面的平行中體兩端的進(jìn)流段鈍狀流線型艏和去流段錐狀流線型艉，去流段錐狀流線型艉的端部還設(shè)置有泵噴推進(jìn)器；所述動(dòng)力增潛系統(tǒng)包括舷側(cè)固定負(fù)升力水平翼、可控主升力調(diào)節(jié)翼型組合附體和艉升力調(diào)節(jié)水平翼，舷側(cè)固定負(fù)升力水平翼對(duì)稱設(shè)置在等橫截面的平行中體的兩舷側(cè)，可控主升力調(diào)節(jié)翼型組合附體設(shè)置在等橫截面的平行中體的前部的下方，艉升力調(diào)節(jié)水平翼對(duì)稱設(shè)置在去流段錐狀流線型艉的兩側(cè)；所述控制系統(tǒng)包括變翼型截面前傾立柱、內(nèi)傾輕質(zhì)隱身上建、淺浸割劃水翼和艉可控垂直翼，變翼型截面前傾立柱設(shè)置在等橫截面的平行中體的中后部的上方，內(nèi)傾輕質(zhì)隱身上建安裝在變翼型截面前傾立柱，淺浸割劃水翼有兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置在變翼型截面前傾立柱的兩側(cè)、且與水平面呈45度上反角，艉可控垂直翼豎直設(shè)置在去流段錐狀流線型艉上，艉可控垂直翼所在的方向與艉升力調(diào)節(jié)水平翼所在的方向垂直。

本實(shí)用新型還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征：

1.等橫截面的平行中體的長(zhǎng)度為艇體總長(zhǎng)的2/3、其截面形狀是正立圓角等腰三角形，正立圓角等腰三角形的輪廓線由6段不同半徑和長(zhǎng)度的圓弧相切形成，進(jìn)流段鈍狀流線型艏的長(zhǎng)度為艇體總長(zhǎng)的2/15，去流段錐狀流線型艉的長(zhǎng)度為艇體總長(zhǎng)的1/5。

2.所述舷側(cè)固定負(fù)升力水平翼與水平面呈12～15度下反角、與來(lái)流方向呈10～15度的負(fù)攻角；所述艉升力調(diào)節(jié)水平翼與水平面呈15度下反角、迎流攻角為0度；可控主升力調(diào)節(jié)翼型組合附體是多翼型組合對(duì)稱結(jié)構(gòu)、包括兩連接主艇體的豎直翼型支柱、升力水平翼和連接 處擴(kuò)大翼型節(jié)點(diǎn)及內(nèi)部液壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。

3.變翼型截面前傾立柱整體前傾設(shè)置，半潛水線面與變翼型截面前傾立柱的前緣夾角呈80～85度，且潛水線面以上截面尺寸最小并向下非線性增大，變翼型截面前傾立柱的側(cè)面向下呈現(xiàn)光順外飄形式。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：適用于高海況環(huán)境，也適用于普通海況環(huán)境，真正實(shí)現(xiàn)“全海候”綠色高速封閉運(yùn)輸，在海軍陸戰(zhàn)力量隱蔽、快速投送和民用特殊物資及航線上的緊急輸運(yùn)等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，突出特點(diǎn)如下：1.大長(zhǎng)徑比流線型主艇體減小了近水面潛航的壓差阻力和興波阻力，正立圓角三角形橫截面平行中體相較于常規(guī)半潛船、小水線面雙體船(SWATH)和潛艇，艇體上表面面積大幅減小，形成“背脊”狀，減小了高海況下近水面半潛航行時(shí)因自由液面波浪擾動(dòng)而產(chǎn)生的對(duì)艇體上表面的作用力，減小風(fēng)浪中的搖擺和失速。例如，極端情況下半潛航行狀態(tài)主艇體上表面隨波浪反復(fù)出入水，三角形截面艇體能夠最大限度減小出入水體積和水線面面積的變化，保證盡可能大的排水體積位于水下，從而減少了艇體在波浪中的波浪和抨擊載荷，興波阻力和運(yùn)動(dòng)響應(yīng)降低從而大幅改善半潛航行狀態(tài)的快速性和耐波性。主艇體占據(jù)了全艇90％以上的排水體積，各載況下輸運(yùn)艇的總重量均小于其全排水量，無(wú)壓載水艙的設(shè)計(jì)使艇的下潛完全依靠增潛附體的組合動(dòng)升力。各載況下輸運(yùn)艇航行時(shí)處于半潛狀態(tài)，保證最佳航行性能，而靜止時(shí)自然浮于水面上，保證足夠的甲板露出面積，便于物資裝卸和人員逃生，同時(shí)避免了壓載水污染。設(shè)計(jì)吃水(靜浮吃水)為主艇體高度的2/3，半潛航行時(shí)主艇體完全浸沒，下潛深度為主艇體高度的3/2倍，從而降低空泡發(fā)生的敏感性、興波阻力和運(yùn)動(dòng)響應(yīng)值，實(shí)現(xiàn)惡劣海況下的高速航行。該截面形式在優(yōu)化運(yùn)動(dòng)性能的基礎(chǔ)上，配合單殼體無(wú)壓載水形式，保證了艇體空間利用率，近平直的艇底方便設(shè)備和貨物布置，降低重心高度，增強(qiáng)了穩(wěn)性。2.主艇體進(jìn)流段鈍狀流線型艏呈下傾形式，降低了波浪中的出水幾率，減小了抨擊載荷和運(yùn)動(dòng)響應(yīng)，在避免空泡、改善流動(dòng)狀態(tài)基礎(chǔ)上使艇體具有一定穿浪能力；主艇體去流段錐狀流線型艉起到防止高海況下邊界層分離、提高推進(jìn)效率的作用，下傾形式增大了泵噴推進(jìn)器的潛深，利于采用高效率的大直徑低轉(zhuǎn)速螺旋槳，不易吸氣，抗空泡能力強(qiáng)，螺旋槳不易出水，在惡劣海況中尤其有利。3.舷側(cè)固定負(fù)升力水平翼作為主要?jiǎng)恿υ鰸摳襟w，在航行中始終提供固定的負(fù)升力，以抵消大部分儲(chǔ)備浮力，使艇體產(chǎn)生下潛趨勢(shì)，布置形式減小了對(duì)艇體周圍流線的擾動(dòng)和縱傾力矩的產(chǎn)生；負(fù)升力水平翼在自由液面處形成有利興波干擾，降低了興波阻力，并具有一定垂向穩(wěn)定性；兩下傾翼面負(fù)升力合力指向艇舯下方，等效降低艇體重心，改善了輸運(yùn)艇穩(wěn)性；翼型設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單緊湊，保證提供大升力時(shí)的強(qiáng)度。4.可控主升力調(diào)節(jié)翼型組合附體針對(duì)不同載況對(duì)升力(攻角)大小和方向進(jìn)行調(diào)整，補(bǔ)償因貨物裝載而引起的艇體垂向力變化，使艇體達(dá)到正 浮半潛航行狀態(tài)；空間上與舷側(cè)固定負(fù)升力水平翼錯(cuò)位，避免了多附體間流場(chǎng)干擾；將運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)置于主艇體外的翼型節(jié)點(diǎn)內(nèi)，既優(yōu)化了艇體貨艙空間，又減小了升力水平翼跨度，提高了附體強(qiáng)度和可靠性。5.艉升力調(diào)節(jié)水平翼靠近主艇體艉端，通過控制襟翼來(lái)提供一定升力或負(fù)升力，一方面實(shí)現(xiàn)了艇體升力的微調(diào)，另一方面實(shí)現(xiàn)了艇體縱傾力矩的平衡和縱傾、縱搖的可控，提高了縱穩(wěn)性。6.變翼型截面前傾立柱在半潛航行狀態(tài)時(shí)割劃水面，大幅減小了半潛水線面面積，從而減小了輸運(yùn)艇半潛狀態(tài)的興波阻力和壓差阻力；主艇體位于分界層以下，高海況下承受的波浪載荷大幅降低，對(duì)波浪擾動(dòng)的響應(yīng)和在風(fēng)浪中的搖擺、失速均較小，提高了耐波性；對(duì)于小的水線面，可利用較小的控制面實(shí)現(xiàn)對(duì)縱搖、橫搖和升沉的高效控制，姿態(tài)控制的敏感性增強(qiáng)；外飄前傾形式立柱起到壓浪(防止進(jìn)氣口上浪)、提高與主艇體和上建的連接強(qiáng)度、光順流線和收容管路的作用。7.緊湊內(nèi)傾輕質(zhì)隱身上建降低了重心高度，提高了輸運(yùn)艇穩(wěn)性，增強(qiáng)了視覺和雷達(dá)隱身性。8.淺浸割劃水翼提供了半潛航行狀態(tài)下額外的橫搖復(fù)原力矩，起到橫搖抑制作用，彌補(bǔ)了小水線面艇體橫穩(wěn)性不足的缺點(diǎn)。具體表述為：淺浸割劃水翼在半潛航行時(shí)割劃水面，當(dāng)艇體橫傾時(shí)，左右翼板浸深改變，升力面面積不等，升力差產(chǎn)生扶正力矩使艇體回復(fù)至初始平衡位置，保證了輸運(yùn)艇在半潛高速航行時(shí)的航態(tài)與穩(wěn)定性。9.艉可控垂直翼的主要控制面(上翼面)位于下傾的錐狀艉上，易保證足夠的高度和翼面積，半潛航行狀態(tài)保持全浸沒，提高了舵效和操縱性。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的主艇體主視方向示意圖；

圖3是本實(shí)用新型的主艇體俯視方向示意圖；

圖4是本實(shí)用新型的平形中體(典型)橫截面圖；

圖5是本實(shí)用新型的主視方向的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本實(shí)用新型的俯視方向的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本實(shí)用新型的仰視方向的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本實(shí)用新型的后視方向的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本實(shí)用新型的前視方向的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10a、圖10b、圖10c、圖10d分別是本實(shí)用新型的可控主升力調(diào)節(jié)翼型組合附體的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：圓角三角形橫截面主艇體1，等橫截面平行中體2，進(jìn)流段鈍狀流線型艏3，去流段錐狀流線型艉4，平行中體(典型)橫截面5，典型橫截面頂角倒圓6，典型橫截面底角倒圓7，水平基線8，典型橫截面腰部圓弧9，典型橫截面底部圓弧10，主艇體艏上表面11， 主艇體艏下表面12，主艇體艏側(cè)表面13，主艇體艉上表面14，主艇體艉下表面15，主艇體艉側(cè)表面16，泵噴推進(jìn)器17，舷側(cè)固定負(fù)升力水平翼18，可控主升力調(diào)節(jié)翼型組合附體19，艉升力調(diào)節(jié)水平翼20，豎直翼型支柱21，升力水平翼22，擴(kuò)大翼型節(jié)點(diǎn)23，變翼型截面前傾立柱24，內(nèi)傾輕質(zhì)隱身上建25，淺浸割劃水翼26，艉可控垂直翼27。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

結(jié)合附圖，本實(shí)用新型的排水型主艇體1呈流線型細(xì)長(zhǎng)水密單殼體形式，最大寬度和高度均為艇體總長(zhǎng)的1/15，長(zhǎng)徑比為12～18，內(nèi)部空間搭載機(jī)艙、貨艙、油水艙和居住艙等艙室，主要包括三部分：中段平行中體2、進(jìn)流段鈍艏3和去流段錐艉4。通過發(fā)明所述的三部分型線形式來(lái)實(shí)現(xiàn)近水面半潛狀態(tài)的優(yōu)異航行性能。平行中體2位于主艇體1舯部，長(zhǎng)度為2/3艇長(zhǎng)，后端距艇體艉端1/5艇長(zhǎng)，具有主艇體1最大寬度和高度。平行中體橫截面5(典型剖面)形狀近似為正立圓角等腰三角形且沿艇長(zhǎng)方向保持不變，為主艇體1最大橫截面。橫截面5輪廓線通過6段不同半徑和長(zhǎng)度的相切圓弧包絡(luò)而成，其中頂角倒圓6半徑1/200艇長(zhǎng)，底角倒圓7半徑1/125艇長(zhǎng)且圓心在龍骨基線8以上1/75艇長(zhǎng)處，腰部圓弧9半徑3/25艇長(zhǎng)且同時(shí)與頂角倒圓6和單側(cè)底角倒圓7相切，底部圓弧10同時(shí)與兩底角倒圓7和水平基線8相切。進(jìn)流段鈍艏3和去流段錐艉4長(zhǎng)度分別為2/15艇長(zhǎng)和1/5艇長(zhǎng)，表面為B樣條曲面，平滑連接于平行中體2前端和后端，連接過渡區(qū)曲面相切。進(jìn)流段鈍狀流線型艏3的上表面11與水平面呈18度下傾角，下表面12水平，兩側(cè)表面13入水角為11度，橫截面向艏端逐漸減小尺寸并適當(dāng)變形收束，鈍艏3呈下傾形式。去流段錐狀流線型艉4的上表面14與水平面呈16度下傾角，下表面15底升角為8度，兩側(cè)表面16出水角為11度，橫截面向艉端逐漸減小尺寸和三角形度并適當(dāng)變形收束，具體表現(xiàn)為：在減小各弧長(zhǎng)絕對(duì)尺寸的基礎(chǔ)上，減小腰弧9和底弧10的相對(duì)尺寸，同時(shí)增大頂角倒圓6和底角倒圓7的相對(duì)尺寸，過渡至泵噴推進(jìn)器17處的近似圓截面；橫截面中心向艉端逐漸降低(低于主艇體中心線)，艉端中心距基線8高度為3/10主艇體高度，錐艉4呈下傾形式。

多翼型組合動(dòng)力增潛系統(tǒng)主要包括三部分：舷側(cè)固定負(fù)升力水平翼18、可控主升力調(diào)節(jié)翼型組合附體19和艉升力調(diào)節(jié)水平翼20。通過三部分附體協(xié)調(diào)工作來(lái)調(diào)節(jié)各載況下艇體垂向力和縱傾力矩以達(dá)到正浮半潛吃水狀態(tài)。舷側(cè)固定負(fù)升力水平翼18作為主要?jiǎng)恿υ鰸撠?fù)升力體，位于主艇體1舯部?jī)上蟼?cè)，固定于主艇體1舭部底角倒圓7處，與水平面呈12～15度下反角；水平翼18中心與主艇體1幾何中心(半潛狀態(tài)主艇體1浮心)縱向位置相同，即距離艉端1/2艇長(zhǎng)位置，水平翼18中心垂向位置低于主艇體1中心，其中主艇體1和水平翼18中心距基線8垂向高度分別為1/3和1/10主艇體高度；水平翼18固定與來(lái)流方向呈10～15 度的負(fù)攻角，無(wú)活動(dòng)襟翼，不具備攻角調(diào)節(jié)能力；水平翼18尺寸相對(duì)較大(依據(jù)需求確定)，展弦比為0.8～1，前緣呈34度角后掠，后緣垂直于龍骨基線8?？煽刂魃φ{(diào)節(jié)翼型組合附體19作為各載況下重量補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，位于主艇體1舯前部貨艙中心下方，縱向位置距艉端2/3艇長(zhǎng)；附體19為多翼型組合對(duì)稱結(jié)構(gòu)，包括：兩連接主艇體的豎直翼型支柱21、升力水平翼22和連接處擴(kuò)大翼型節(jié)點(diǎn)23及內(nèi)部液壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；支柱21橫向?qū)ΨQ布置于主艇體1底部，間距為4/5主艇體寬度；升力水平翼22中心垂向位置(擴(kuò)大翼型節(jié)點(diǎn)23同)位于基線8以下1/2主艇體高度處；擴(kuò)大翼型節(jié)點(diǎn)23采用NACA 65-010標(biāo)準(zhǔn)對(duì)稱翼型，弦長(zhǎng)為支柱21和水平翼22弦長(zhǎng)的4～5倍，其前端與支柱21和水平翼22相連且僅與水平翼22固結(jié)，通過內(nèi)部液壓裝置帶動(dòng)水平翼22繞支柱21水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)以改變攻角(角度調(diào)節(jié)范圍為-15°～+15°)。艉升力調(diào)節(jié)水平翼20作為艇體縱傾力矩平衡和姿態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，位于主艇體1艉端兩側(cè)、泵噴推進(jìn)器17前方，水平翼20中心與艉端縱向距離為1/15艇長(zhǎng)，與基線8垂向距離為3/20主艇體高度；水平翼20與水平面呈15度下反角，迎流攻角為0度，具有可控活動(dòng)襟翼；水平翼20整體翼面積約為舷側(cè)固定負(fù)升力水平翼18的1/2，展弦比為0.5～0.8，前緣后掠角度為33度，后緣與龍骨基線8垂直。動(dòng)力增潛系統(tǒng)所涉及的翼型若非特別指明，均采用NACA 0010標(biāo)準(zhǔn)對(duì)稱翼型。

控制系統(tǒng)主要包括四部分：變翼型截面前傾立柱24、內(nèi)傾輕質(zhì)隱身上建25、淺浸割劃水翼26和艉可控垂直翼27。通過各控制面及相關(guān)結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)工作對(duì)艇體的航向和穩(wěn)定性進(jìn)行控制。變翼型截面前傾立柱24作為半潛狀態(tài)割劃水面的主要結(jié)構(gòu)，位于主艇體1舯后部上方，關(guān)于艇體中縱剖面對(duì)稱，其中心距艉端縱向距離為7/15艇長(zhǎng)，距基線8垂向距離為3/2倍主艇體高度；立柱24水平截面為NACA0010標(biāo)準(zhǔn)對(duì)稱翼型，半潛水線面(與基線8垂向距離3/2倍主艇體高度)以上截面尺寸最小并向下非線性增大，中心和底部截面弦長(zhǎng)分別為1/10和1/3艇長(zhǎng)，立柱24側(cè)面向下呈現(xiàn)光順外飄形式，高度同主艇體1高度，底部與主艇體1上表面相貫，整體前傾，半潛水線面與其上方立柱24的前緣夾角呈80～85度。內(nèi)傾輕質(zhì)隱身上建25作為控制系統(tǒng)布置空間，連接于立柱24上表面，采用鋁合金等輕質(zhì)材料，緊湊布局并采用內(nèi)傾平面拼接側(cè)壁設(shè)計(jì)。淺浸割劃水翼26作為半潛橫搖抑制機(jī)構(gòu)，底部以距艉端為7/15艇長(zhǎng)、距基線8為6/5倍主艇體高度的位置對(duì)稱固定于立柱24兩側(cè)，與水平面呈45度上反角(V形布置)，迎流攻角為0度，頂部與立柱24上表面齊平(與基線8垂向距離為2倍主艇體高度)，中心高度同半潛水線面，即半潛航行狀態(tài)時(shí)，水線面上下各有一半水翼26；水翼26前緣以24度角后掠，后緣以13度角后掠，水翼26固定不可動(dòng)且不具備活動(dòng)襟翼。艉可控垂直翼27作為航向控制機(jī)構(gòu)，豎直布置于主艇體1艉端上下表面、泵噴推進(jìn)器17前方，關(guān)于艇體中縱剖面對(duì)稱，中心縱向位置距艉端1/15艇長(zhǎng)；垂直翼27上下兩部分均帶有獨(dú)立 可控活動(dòng)襟翼，上翼面為主要控制面，頂部與半潛水線面齊平，下翼面高度較?。簧弦砻婧拖乱砻媲熬壏謩e呈15度和22度角后掠，后緣均垂直于龍骨基線8?？刂葡到y(tǒng)所涉及的翼型均采用NACA 0010標(biāo)準(zhǔn)對(duì)稱翼型。

三角形截面動(dòng)力增潛(負(fù)增升體)無(wú)壓載水半潛輸運(yùn)艇運(yùn)行狀態(tài)為：空載工況靜止時(shí)，輸運(yùn)艇浮于水面上，排水量較小，上甲板露出水面面積較大；航行時(shí)，舷側(cè)固定負(fù)升力水平翼18、可控主升力調(diào)節(jié)翼型組合附體19和艉升力調(diào)節(jié)水平翼20均以特定負(fù)攻角提供負(fù)升力使艇體下潛至正浮半潛狀態(tài)。滿載工況靜止時(shí)，輸運(yùn)艇排水量較空載工況增大，吃水增加，但上甲板露出面積仍滿足艙門開啟和物資裝卸要求；航行時(shí)，舷側(cè)固定負(fù)升力水平翼18保持固定負(fù)升力，可控主升力調(diào)節(jié)翼型組合附體19和艉升力調(diào)節(jié)水平翼20以特定正攻角提供正升力，維持艇體的正浮半潛狀態(tài)。艇體縱傾力矩依靠前后翼型附體升力平衡。

一種三角形截面動(dòng)力增潛(負(fù)增升體)無(wú)壓載水半潛輸運(yùn)艇，包括主艇體、動(dòng)力增潛系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。所述主艇體為主要排水體積，用于搭載機(jī)艙、貨艙、油水艙和居住艙等艙室和優(yōu)化航行性能，包括適配水下近水面航行而優(yōu)化設(shè)計(jì)的正立圓角三角形橫截面平行中體和呈鈍艏錐艉下傾的進(jìn)流段和去流段。所述主艇體整體呈流線型細(xì)長(zhǎng)水密單殼體形式，最大寬度和高度位于平行中體處，均為艇體總長(zhǎng)的1/15，長(zhǎng)徑比為12～18。所述平行中體位于主艇體舯部，長(zhǎng)度為2/3艇長(zhǎng)，后端距艇體艉端1/5艇長(zhǎng)，橫截面形狀近似為正立圓角等腰三角形且沿艇長(zhǎng)方向保持不變，為主艇體最大橫截面；所述橫截面輪廓線通過6段不同半徑和長(zhǎng)度的圓弧相切而成，具體形式為：頂角處設(shè)置半徑1/200艇長(zhǎng)的圓，兩底角處設(shè)置半徑1/125艇長(zhǎng)的圓，且底角倒圓圓心高于龍骨基線1/75艇長(zhǎng)，兩腰部弧線為同時(shí)與頂角和單側(cè)底角倒圓相切的半徑3/25艇長(zhǎng)圓的切點(diǎn)間圓弧，底部弧線為同時(shí)與兩底角倒圓和水平基線相切的圓弧，上述各切點(diǎn)間6段圓弧所包絡(luò)出的近似正立圓角等腰三角形為典型剖面形式，最終橫截面最大寬度和高度均為1/15艇長(zhǎng)。所述進(jìn)流段和去流段分別與平行中體的前端和后端平滑連接過渡，連接處曲面相切，長(zhǎng)度分別為2/15和1/5艇長(zhǎng)；進(jìn)流段的鈍狀流線型艏上表面與水平面呈18度的下傾角，下表面水平，兩側(cè)表面入水角為11度，橫截面向艏端逐漸減小尺寸并適當(dāng)變形收束；去流段艉錐長(zhǎng)度為主艇體高度的2.5～3倍，其上表面與水平面呈16度的下傾角，下表面與水平面組成的底升角為8度，兩側(cè)表面出水角為11度，橫截面向艉端逐漸減小尺寸和三角形度并適當(dāng)變形收束，具體表現(xiàn)為減小腰和底圓弧的相對(duì)半徑，同時(shí)增大倒圓處的相對(duì)半徑，泵噴推進(jìn)器處趨近圓截面，去流段橫截面中心向艉端逐漸降低(低于主艇體中心線)，艉端中心距離基線高度為3/10主艇體高度，艉錐呈現(xiàn)下傾形式。所述主艇體的未特殊說(shuō)明表面在滿足上述特征參數(shù)的基礎(chǔ)上以B樣條曲面的形式覆蓋艇體并平滑過渡。所述動(dòng)力增潛系統(tǒng)為多翼型組合系統(tǒng)，用于調(diào)節(jié)各載況下艇體垂向力以達(dá)到最佳半潛吃水，主要包括舷側(cè)固 定負(fù)升力水平翼、可控主升力調(diào)節(jié)翼型組合附體和艉升力調(diào)節(jié)水平翼。所述舷側(cè)固定負(fù)升力水平翼作為主要?jiǎng)恿υ鰸撠?fù)升力體，位于主艇體舯部?jī)上蟼?cè)，固定于主艇體舭部底角倒圓處，與水平面呈12～15度下反角；所述水平翼中心與主艇體幾何中心(半潛狀態(tài)主艇體浮心)縱向位置相同，即距離艉端1/2艇長(zhǎng)位置，水平翼中心垂向位置低于主艇體中心，其中主艇體和水平翼中心距基線高度分別為1/3和1/10主艇體高度；所述水平翼固定與來(lái)流方向呈10～15度的負(fù)攻角，無(wú)活動(dòng)襟翼，不具備攻角調(diào)節(jié)能力；翼型尺寸相對(duì)較大(依據(jù)需求確定)，展弦比為0.8～1，前緣呈34度角后掠，后緣垂直于龍骨基線。所述可控主升力調(diào)節(jié)翼型組合附體作為各載況下重量補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，位于艇舯前部貨艙中心下方，縱向位置距艉端2/3艇長(zhǎng)；附體為多翼型組合對(duì)稱結(jié)構(gòu)，包括：兩連接主艇體的豎直翼型支柱、升力水平翼和連接處擴(kuò)大翼型節(jié)點(diǎn)及內(nèi)部液壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；兩支柱橫向?qū)ΨQ布置于主艇體底部，間距為4/5主艇體寬度；升力水平翼中心垂向位置(擴(kuò)大翼型節(jié)點(diǎn)同)位于基線以下1/2主艇體高度處；擴(kuò)大翼型節(jié)點(diǎn)采用NACA 65-010標(biāo)準(zhǔn)對(duì)稱翼型，弦長(zhǎng)為支柱和水平翼弦長(zhǎng)的4～5倍，其前端與支柱和水平翼相連且僅與水平翼固結(jié)，通過內(nèi)部液壓裝置帶動(dòng)水平翼繞支柱水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)以改變攻角(角度調(diào)節(jié)范圍為-15°～+15°)。所述艉升力調(diào)節(jié)水平翼作為艇體縱傾力矩平衡和姿態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，位于主艇體艉端兩側(cè)、泵噴推進(jìn)器前方，水平翼中心縱向位置距艉端1/15艇長(zhǎng)，垂向位置距基線3/20主艇體高度；所述水平翼與水平面呈15度下反角，迎流攻角為0度，具有可控活動(dòng)襟翼；所述水平翼的整體翼面積約為舷側(cè)固定負(fù)升力水平翼的1/2，展弦比為0.5～0.8，前緣后掠角度為33度，后緣與龍骨基線垂直。所述動(dòng)力增潛系統(tǒng)涉及的翼型若非特別指明，均采用NACA 0010標(biāo)準(zhǔn)對(duì)稱翼型。所述控制系統(tǒng)為艇的主要控制面及相關(guān)結(jié)構(gòu)，用于對(duì)艇體的航向和穩(wěn)定性進(jìn)行控制，包括變翼型截面前傾立柱、內(nèi)傾輕質(zhì)隱身上建、淺浸割劃水翼和艉可控垂直翼。所述變翼型截面前傾立柱作為半潛狀態(tài)割劃水面的主要結(jié)構(gòu)，位于主艇體舯后部上方，關(guān)于艇體中縱剖面對(duì)稱，其中心距艉端縱向距離為7/15艇長(zhǎng)，距基線垂向距離為3/2倍主艇體高度；立柱水平截面為NACA 0010標(biāo)準(zhǔn)對(duì)稱翼型，半潛水線面(距基線3/2倍主艇體高度)以上截面尺寸最小并向下非線性增大，中心和底部截面弦長(zhǎng)分別為1/10和1/3艇長(zhǎng)，立柱側(cè)面向下呈現(xiàn)光順外飄形式，立柱高度同主艇體高度，底部與主艇體上表面相貫，立柱整體前傾，半潛水線面與其上方立柱前緣夾角呈80～85度。所述內(nèi)傾輕質(zhì)隱身上建作為控制系統(tǒng)布置空間，連接于立柱上表面，采用鋁合金等輕質(zhì)材料，緊湊布局并采用內(nèi)傾平面拼接側(cè)壁設(shè)計(jì)。所述淺浸割劃水翼作為半潛橫搖抑制機(jī)構(gòu)，底部以距艉端7/15艇長(zhǎng)、距基線6/5倍主艇體高度的位置對(duì)稱固定于立柱兩側(cè)，與水平面呈45度上反角(V形布置)，迎流攻角為0度，頂部與立柱上表面齊平(距基線2倍主艇體高度)，中心高度同半潛水線面(半潛航行狀態(tài)水線面上下各有一半水翼)；翼型前緣以24度角后掠，后緣以13度角后掠，水翼固定 不可動(dòng)且不具備活動(dòng)襟翼。所述艉可控垂直翼作為航向控制機(jī)構(gòu)，豎直布置于主艇體艉端上下表面、泵噴推進(jìn)器前方，關(guān)于艇體中縱剖面對(duì)稱，中心縱向位置距艉端1/15艇長(zhǎng)；垂直翼上下兩部分均帶有獨(dú)立可控活動(dòng)襟翼，上翼面為主要控制面，頂部與半潛水線面齊平，下翼面高度較??；上翼面和下翼面前緣分別呈15度和22度角后掠，后緣均垂直于龍骨基線。所述控制系統(tǒng)涉及的翼型均采用NACA 0010標(biāo)準(zhǔn)對(duì)稱翼型。

本實(shí)用新型所涉及的翼型尺寸(如弦長(zhǎng)、翼展等)需根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中空船重量和載重量進(jìn)行計(jì)算確定。本實(shí)用新型專利中對(duì)翼型附體的形狀參數(shù)、空間位置和布置形式等特征進(jìn)行明確描述，對(duì)翼型附體的尺寸進(jìn)行定性描述，一種相對(duì)尺寸如附圖所示。

本實(shí)用新型提供一種三角形截面動(dòng)力增潛(負(fù)增升體)無(wú)壓載水半潛輸運(yùn)艇，包括主艇體、動(dòng)力增潛系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。所述主艇體為主要排水體積，用于搭載機(jī)艙、貨艙、油水艙和居住艙等艙室和優(yōu)化航行性能，包括適配水下近水面航行而優(yōu)化設(shè)計(jì)的正立圓角三角形橫截面平行中體和呈鈍艏錐艉下傾的進(jìn)流段和去流段。所述動(dòng)力增潛系統(tǒng)為多翼型組合系統(tǒng)，用于調(diào)節(jié)各載況下艇體垂向力以達(dá)到最佳半潛吃水，主要包括舷側(cè)固定負(fù)升力水平翼、可控主升力調(diào)節(jié)翼型組合附體和艉升力調(diào)節(jié)水平翼。所述控制系統(tǒng)為艇的主要控制面及相關(guān)結(jié)構(gòu)，用于對(duì)艇體的航向和穩(wěn)定性進(jìn)行控制，包括變翼型截面前傾立柱、內(nèi)傾輕質(zhì)隱身上建、淺浸割劃水翼和艉可控垂直翼。

本實(shí)用新型是一種適用于“全海候”隱蔽高速航行的半潛輸運(yùn)艇，相對(duì)于現(xiàn)有的軍(民)用輸運(yùn)船(艇)，半潛高速航行時(shí)的興波阻力小，高海況下的耐波性和適航性優(yōu)良，推進(jìn)器效率和舵效高，裝載量大且避免了壓載水污染，自由液面附近的穩(wěn)定性、航態(tài)轉(zhuǎn)換的靈活性與安全性高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，適應(yīng)模塊化建造需求。本實(shí)用新型型式新穎、后續(xù)拓展性強(qiáng)，在多方面具有明顯的性能優(yōu)勢(shì)，作為海軍陸戰(zhàn)力量隱蔽、快速投送和民用特殊物資及航線上的緊急輸運(yùn)工具，本實(shí)用新型在軍、民兩領(lǐng)域均具有一定的研究和應(yīng)用價(jià)值。