近海三翼面b類地效翼船的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種高性能船技術(shù)，尤其是一種近海三翼面B類地效翼船，它比現(xiàn)有同樣排水量的實用中小型海上地效翼船具有更好的航行性能。
【背景技術(shù)】
[0002]地效翼船是一種利用地面效應實現(xiàn)在水面之上的快速飛行的高性能船舶，它具有飛機的航行速度，可以在水面頻繁起降和較長時間的排水航行，比飛機安全、經(jīng)濟，且操控容易、使用簡便，是21世紀的新型運載工具。經(jīng)過80年的發(fā)展，地效翼船技術(shù)已經(jīng)走向成熟并開始實用。目前國際上已就地效翼船屬于高性能船，而不是飛機的法律定位達成共識，國際海事組織(MO)已頒布了相應的規(guī)范。我國政府相關(guān)部門，船級社和海事局也早已頒布了相應的法規(guī)執(zhí)行文件。
[0003]按照頂O的MSC/Circ.1054《地效翼船暫行指南》的分類，A類地效翼船只能在地效區(qū)飛行(對于中小型地效翼船地效區(qū)高度一般只有零點幾米)，飛出地效區(qū)就無法穩(wěn)定飛行，因此不適應海上有波浪條件下使用；而B類地效翼船可以在地效區(qū)內(nèi)外穩(wěn)定飛行，具備了在海上應用的基本條件。
[0004]目前典型的實用海上B類地效翼船通常采用飛機式布局(例如俄羅斯的“小鷹”、“雌鷂”)，近年來又在此基礎上開發(fā)了新的組合翼式布局(如我國的“翔州I號”)。排水量達數(shù)百噸的大型B類地效翼船已建成多年，并且實現(xiàn)了在海上應用。但是現(xiàn)有的中小型B類地效翼船要在海上正常使用還必須解決以下問題:
[0005]1.波浪水面起降的耐波性問題
[0006]地效翼船的水面起飛和降落都采用滑行方式，其水面起降的耐波性主要取決于其排水量和外廓尺度，中小型地效翼船因排水量和尺度較小，因此其起降的耐波性較大型地效翼船低，影響了其海上的應用。
[0007]可以采用一些技術(shù)措施來解決中小型地效翼船的起降耐波性問題，主要是提高水面起飛時的耐波性。這些技術(shù)措施可以歸納為水動力方法、空氣動力方法和增大動力配置方法，關(guān)鍵是減少水面滑行時的水動阻力和增大克服阻力能力:
[0008]a.水動力方法一一采用先進的船體滑行面線型、新的水動力布局和水橇等措施，減少船體在波浪中滑行的阻力，提高波浪海面的滑行性能；
[0009]b.空氣動力方法一一采用機翼增升系統(tǒng)提高起飛滑行過程中的機翼升力，減少水面滑行時船身的吃水，達到減少滑行水阻力的目的；但因機翼離水面太近，先進的機翼增升裝置在受到波浪撞擊時極易損壞，只能采用效率較低的簡單襟翼。
[0010]采用動力增升系統(tǒng)，將前置發(fā)動機的噴流(或螺旋槳產(chǎn)生的滑流)引入機翼和船身下方的氣腔形成動力增升。但中小型地效翼船的尺度小，動力增升的噴流會引起海水噴濺和霧化，使周圍的空氣中鹽霧濃度進一步提高，嚴重影響發(fā)動機正常工作；水霧還會影響駕駛員的視線嚴重影響航行的安全。因此海上中小型地效翼船慎用動力增升。
[0011]c.增大動力配置方法一一在保證總體技術(shù)性能和經(jīng)濟性不受影響的情況下盡可能地配置大功率發(fā)動機，增加動力沉余，提高船體在波浪滑行時的加速度和克服水阻力的能力，減少滑行起飛時間。
[0012]2.張(懸)臂式機翼的剛度和強度問題
[0013]地效翼船在不對稱降落時單側(cè)機翼或側(cè)浮體著水的撞擊，組合式地效翼船在地效區(qū)飛行時安裝位置較低的外翼有可能與波浪相撞，這些都會在機翼的根部形成巨大的應力，而張臂式機翼存在著剛度不足和根部的構(gòu)件的強度難以承受這些巨大的載荷而發(fā)生永久變形或損壞。
[0014]3.提高動力裝置在海洋鹽霧條件下的工作可靠性問題
[0015]地效翼船在海上應用的實踐表明，海洋鹽霧條件對發(fā)動機有極為不利的影響。首先是海面的空氣中鹽霧濃度過大，超過了發(fā)動機正常工作鹽霧濃度的數(shù)百甚至數(shù)千倍，鹽霧不但腐蝕發(fā)動機外部機件，更嚴重的是吸入發(fā)動機后在壓氣機和渦輪葉片上沉積，改變其截面形狀，導致發(fā)動機不能工作；鹽霧空氣進入發(fā)動機調(diào)節(jié)附件會在其中結(jié)晶、腐蝕敏感元件，使發(fā)動機頻頻出現(xiàn)故障?？縿恿υ錾牡匦б泶捎谇爸冒l(fā)動機必須布置在較低位置，還存在高速旋轉(zhuǎn)的螺旋槳槳尖打水損壞問題。發(fā)動機是全船的心臟，必須從總體布置、結(jié)構(gòu)設計和動力裝置的選型、改造、維護性設計等多方面保證其在海洋氣象條件下工作的可靠性。
【實用新型內(nèi)容】
[0016]本實用新型專利的近海三翼面B類地效翼船就是針對上述存在的耐波性、機翼的剛度和強度、在海洋鹽霧條件下的工作可靠性問題，解決使用中的限制，拓寬中小型地效翼船的應用范圍。
[0017]本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0018]一種近海三翼面B類地效翼船，由帶主斷階和第二斷階滑行面的流線型船身、地效翼、由螺旋槳和發(fā)動機組成的動力裝置、包含有副翼的主翼、帶有方向舵的垂直尾面和帶有升降舵的水平尾面組成，其特征在于，地效翼布置在船身下部，主翼布置在船身上方。地效翼布置在船身下部能有效地屏蔽海面波浪和高速滑行時形成的海水飛濺，使這些飛濺不會影響主翼上的動力裝置和副翼的正常工作。主翼布置在船身上方，使得主翼與船身之間的氣動力干擾較小，離水面較遠，受地面效應影響小，其后緣的副翼不受海浪和飛濺的影響，可以采用效率很高的機翼增升系統(tǒng)，在起飛滑行時提供較大的升力，副翼起到控制橫向姿態(tài)的作用。
[0019]地效翼為矩形，其展弦比λ為1.0-2.0o由于地面效應的作用高度取決于地效翼弦長的大小，大弦長保證了有較大的地面效應作用高度，這樣本地效翼船在地效飛行狀態(tài)時可以更有效地利用地面效應，具有更好的地效區(qū)飛行技術(shù)指標，從而獲得更高的經(jīng)濟性能。根椐總體性能設計要求，按需選擇出較為合適的λ數(shù)值。地效翼上還可采用適用的增升裝置，進一步提高在波浪水面的起降性能。
[0020]同時，在主翼的稍部設有翼稍小翼。主翼的稍部設翼稍小翼可減少機翼的誘導阻力，增加機翼的有效展弦比。
[0021]本實用新型的近海三翼面B類地效翼船，還將其水平尾面布置在垂直尾面的頂部。這樣的位置關(guān)系，可以認為基本不受地面效應的影響，水平尾面保證了全船在不同飛高的平衡，與傳統(tǒng)飛機的水平尾面不同，本地效翼船的水平尾面提供的是向上的升力。
[0022]另外，本實用新型的近海三翼面B類地效翼船，有一連接主翼和地效翼的側(cè)浮體-支架組件。側(cè)浮體-支架組件是本地效翼船的獨創(chuàng)構(gòu)件，它兼有地效翼的端板(側(cè)浮體)和主翼的支架的作用，將地效翼和主翼連成一個整體承力結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)剛度和強度大大提高，因此能適應海上起降過程的不對稱著水情況，解決了地效翼船不對稱著水時端板與波浪撞擊造成機翼根部彎矩過大的問題并減輕了結(jié)構(gòu)重量，此外還有可能在側(cè)浮體位置布置起落架的主輪，實現(xiàn)在地面起降，使地效翼船具有地面-水面起降的兩棲性。
[0023]本實用新型的近海三翼面B類地效翼船，主翼還包括襟翼。與飛機的襟翼不同，地效翼船的襟翼是一個重要的操縱翼面，在整個飛行過程中起到用于增加升力的操縱作用，而且可以實現(xiàn)不改變船體俯仰姿態(tài)，直接操縱飛行高度變化。
[0024]另外，襟翼和副翼可以是一體化的，形成襟-副翼，同時起到襟翼和副翼的作用。
[0025]本近海三翼面B類地效翼船的主翼安裝高性能機翼增升裝置。不采用動力增升，但由于主翼采用了高性能的機翼增升裝置，其起降性能不輸于有動力增升的地效翼船，而且不會引起海水噴濺，沒有動力增升