專利名稱：氣膜超高速艦艇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種高速快艇，具體是一種利用氣膜減阻原理來大幅度提高航速的氣膜超高速艦艇?？蓮V泛用在交通艇、緝私艇、巡邏艇等。
背景技術(shù)：
高速艇也稱作快艇，是二戰(zhàn)前后興起的一些排水量較低，而航速較高的船舶，包括早期的高速排水型艇、滑行艇以及近年來發(fā)展較快的水翼艇、氣墊船和高速雙體船等。氣墊船是五十年代推出的一種新型船舶，其主要原理是依靠在船底形成的高于大氣壓力的空氣作為“氣墊”，將氣墊船整體托起從而不直接接觸水面，只是在包圍船體周向的“圍裙”處有少許的接觸，從而大大降低了船體的阻力，因此航速可以很高，但考慮到氣墊船的外形和重量一般較大，是用槳葉推動(dòng)空氣來產(chǎn)生前進(jìn)的推力，這是由它的用途和結(jié)構(gòu)所決定的，因此它的實(shí)際速度不是很高。根據(jù)保持“氣墊”的形式不同氣墊船可以分為側(cè)壁式氣墊船和全墊式氣墊船。高速艇門類很多，在各個(gè)不同的歷史時(shí)期所擔(dān)負(fù)的使命也不同。隨著技術(shù)的進(jìn)步， 高速艇的形狀、裝備、動(dòng)力和推進(jìn)方式以及設(shè)計(jì)理念都在不斷的演變，回顧它的發(fā)展歷程， 了解各個(gè)時(shí)期的優(yōu)秀艇型，可從中啟迪我們的設(shè)計(jì)者的靈感。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是受氣墊船和氣膜冷卻技術(shù)的啟發(fā)下設(shè)計(jì)的，以克服其氣墊船的外形和重量一般較大，是用槳葉推動(dòng)空氣來產(chǎn)生前進(jìn)的推力，因此它的實(shí)際速度不是很高的技術(shù)問題，提供了一種氣膜超高速艦艇，它包括船體和氣體控制及傳輸機(jī)構(gòu)，所述氣體控制及傳輸機(jī)構(gòu)由艦艇發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)小型氣泵與艙內(nèi)的主導(dǎo)氣管連接，主導(dǎo)氣管經(jīng)氣體控制閥與艦船底倉的各級(jí)分導(dǎo)氣管連通；再經(jīng)所述各級(jí)分導(dǎo)氣管分別與對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)氣室的內(nèi)腔連通；所述儲(chǔ)氣室的內(nèi)腔一側(cè)的“V”字形排氣狹縫通向船體底面。本發(fā)明的特點(diǎn)及有益效果利用氣膜減阻原理來大幅度提高航速的高速快艇。其核心是在運(yùn)動(dòng)船舶的船體底面和水之間引入空氣形成氣層，將船底與水的接觸面積大大減小，從而可大幅地減少運(yùn)動(dòng)船舶與水的粘滯阻力，使艦船以非常高的航速行駛。本發(fā)明將船底的排氣狹縫與艦船的縱軸線向后成一定的角度，這樣可以降低排出氣體沿船底的橫向運(yùn)動(dòng)；另外還在艦船底的左右兩側(cè)設(shè)計(jì)了氣體防泄凹槽，其作用不僅可以降低排出氣體沿船底的橫向運(yùn)動(dòng)，還可以使排出的氣體聚集在艦船底部進(jìn)一步提高氣膜層的厚度來減小船底與水的接觸面積，通過這兩相措施的應(yīng)用，可以大大降低V形船底對(duì)氣膜的不利影響。因該小型高速艇機(jī)動(dòng)靈活可廣泛當(dāng)作交通艇、緝私艇、巡邏艇等。該艦艇有兩個(gè)邊界情況，其一是當(dāng)艦艇以較低的速度行駛時(shí)氣膜減阻效果不明顯因此可關(guān)閉所有的氣閥，這時(shí)與普通艦艇區(qū)別不大；其二是當(dāng)艦艇高速行駛與排氣狹縫排氣達(dá)到耦合點(diǎn)時(shí)這時(shí)艦底和水面剛好分離，此種情況與氣墊船相似。在這兩個(gè)邊界情況之間該艦艇就介于普通艦艇和氣墊船之間了。因此該艦艇比一般的艦艇有較寬的航速范圍和很高的機(jī)動(dòng)性與經(jīng)濟(jì)性。考慮到高速航行艦船對(duì)航向穩(wěn)定性要求比較高，所以該種艦船的船底設(shè)計(jì)成“V” 字形，可以提高航向的穩(wěn)定性，但也會(huì)對(duì)氣膜的形成和效率有一定的降低，所以本發(fā)明將船底的排氣狹縫與艦船的縱軸線向后成一定的角度(如圖幻，這樣可以降低排出氣體沿船底的橫向運(yùn)動(dòng)，使氣層盡可能的沿著艦船底與水流同向流動(dòng)，將較大面積的船底與水分開。另外還在艦船底的左右兩側(cè)設(shè)計(jì)了氣體防泄凹槽，其作用不僅也可以降低排出氣體沿船底的橫向運(yùn)動(dòng)，還可以使排出的氣體聚集在艦船底部進(jìn)一步提高氣膜層的厚度來減小船底與水的接觸面積，通過這兩相措施的應(yīng)用可以大大降低V形船底對(duì)氣膜的不利影響。


圖1為氣膜超高速艦艇的底艙內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意2圖1中的A-A剖視3為氣膜超高速艦艇艇底面的結(jié)構(gòu)示意4為圖3中的B-B剖視5為氣膜超高速艦艇整體外形結(jié)構(gòu)示意圖附圖標(biāo)記1-艦艇發(fā)動(dòng)機(jī)；2-主導(dǎo)氣管；3-氣體控制閥；4-各級(jí)分導(dǎo)氣管；5-各儲(chǔ)氣室；6-儲(chǔ)氣室內(nèi)腔；7-排氣狹縫；8-氣體防泄凹槽；9-艦艇底面。
具體實(shí)施例方式參看圖1-圖5，氣膜超高速艦艇，它包括船體和氣體控制及傳輸機(jī)構(gòu)，所述氣體控制及傳輸機(jī)構(gòu)由艦艇發(fā)動(dòng)機(jī)1經(jīng)小型氣泵與艙內(nèi)的主導(dǎo)氣管2連接，主導(dǎo)氣管2經(jīng)氣體控制閥3與艦船底倉的各級(jí)分導(dǎo)氣管4連通；再經(jīng)所述各級(jí)分導(dǎo)氣管4分別與對(duì)應(yīng)的各儲(chǔ)氣室5的內(nèi)腔6連通；所述儲(chǔ)氣室的內(nèi)腔6 —側(cè)的“V”字形排氣狹縫7通向船體底面9。其中所述“V”字形排氣狹縫7的兩條縫位于艦船底面9的縱軸線兩側(cè)，并向后與該軸線成兩相互對(duì)稱的銳角；在所述艦艇底面9的兩側(cè)設(shè)有與艦艇底面長度相應(yīng)的氣體防泄凹槽8 ；根據(jù)的船體大小和設(shè)計(jì)速度，來設(shè)置所述艦船底倉多級(jí)氣膜機(jī)構(gòu)的多少。工作原理采用在艦船上的發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一個(gè)小型氣泵來作為氣膜的來源。氣泵里高壓氣體在氣體控制閥的控制下以設(shè)定的流量和壓力流進(jìn)各級(jí)氣膜機(jī)構(gòu)，每一級(jí)氣膜機(jī)構(gòu)都是由分導(dǎo)氣管和儲(chǔ)氣室構(gòu)成，儲(chǔ)氣室的內(nèi)腔是空的里面儲(chǔ)存著由該級(jí)分導(dǎo)氣管送來的高壓空氣，儲(chǔ)氣室內(nèi)腔在艦船底部沿水流方向開有一條狹長的排氣狹縫，用以將儲(chǔ)氣室內(nèi)腔儲(chǔ)存的高壓空氣排出形成隔開水與船底的氣層。根據(jù)不同的船體和設(shè)計(jì)速度可以在艦船底裝多級(jí)氣膜機(jī)構(gòu)，當(dāng)艦艇前面的幾級(jí)氣膜機(jī)構(gòu)在船底的排氣狹縫與水面不接觸時(shí)氣體控制閥會(huì)將連通它的分導(dǎo)氣管關(guān)閉，以免高壓氣體的浪費(fèi)。實(shí)施例下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明由附圖1中艦艇發(fā)動(dòng)機(jī)1帶動(dòng)里面的小型氣泵將高壓空氣通過主導(dǎo)氣管2接入氣體控制閥3，氣體控制閥3受控制機(jī)構(gòu)的命令來調(diào)節(jié)通向各級(jí)分導(dǎo)氣管4的流量和壓力，以適應(yīng)不同的航速要求。各級(jí)分導(dǎo)氣管4將高壓空氣輸送到與之相連的儲(chǔ)氣室5的儲(chǔ)氣室6 內(nèi)腔中(參看附圖2，附圖1的剖視圖A-A)，儲(chǔ)氣室6內(nèi)腔中的高壓空氣可通過排氣狹縫7 向后排出將流過該處的水流并與船底隔開?？捎筛綀D3中的剖視圖B-B (附圖4)看到艦艇底面9的氣體防泄凹槽8，其作用不僅可以降低排出氣體沿船底的橫向運(yùn)動(dòng)，還可以使排出的氣體聚集在艦船底部進(jìn)一步提高氣膜層的厚度來減小船底與水的接觸面積。最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明而并非限制本發(fā)明所描述的技術(shù)方案；因此，盡管本說明書參照上述的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明已進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換；而一切不脫離本發(fā)明的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。
權(quán)利要求
1.氣膜超高速艦艇，它包括船體和氣體控制及傳輸機(jī)構(gòu)，其特征在于所述氣體控制及傳輸機(jī)構(gòu)由艦艇發(fā)動(dòng)機(jī)(1)經(jīng)小型氣泵與主導(dǎo)氣管( 連接，主導(dǎo)氣管( 經(jīng)氣體控制閥(3)與艦船底倉的各級(jí)分導(dǎo)氣管(4)連通；再經(jīng)所述各級(jí)分導(dǎo)氣管(4)分別與對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)氣室(5)的內(nèi)腔(6)連通；所述儲(chǔ)氣室的內(nèi)腔(6) —側(cè)的“V”字形排氣狹縫(7)通向船體底面(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣膜超高速艦艇，其特征在于所述“V”字形排氣狹縫(7)的兩條縫位于艦船底面(9)的縱軸線兩側(cè)，并向后與該軸線成兩相互對(duì)稱的銳角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣膜超高速艦艇，其特征在于在所述艦艇底面(9)的兩側(cè)設(shè)有與艦艇底面長度相應(yīng)的氣體防泄凹槽(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的氣膜超高速艦艇，其特征在于根據(jù)的船體大小和設(shè)計(jì)速度，來設(shè)置所述艦船底倉多級(jí)氣膜機(jī)構(gòu)的多少。
全文摘要
氣膜超高速艦艇是為解決目前氣墊船外形和重量較大且采用槳葉推動(dòng)空氣來產(chǎn)生前進(jìn)推力，使其速度不理想等技術(shù)問題而設(shè)計(jì)的。采用的氣體控制及傳輸機(jī)構(gòu)由艦艇發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)小型氣泵與艙內(nèi)的主導(dǎo)氣管連接，再經(jīng)氣體控制閥與艦船底倉的各級(jí)分導(dǎo)氣管連通，各級(jí)分導(dǎo)氣管分別與對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)氣室內(nèi)腔連通；儲(chǔ)氣室內(nèi)腔的“V”字形排氣狹縫通向艦船底面。利用氣膜減阻原理大幅度提高航速。其核心是在運(yùn)動(dòng)船舶底面和水之間引入空氣形成氣層，將船底與水的接觸面積大大減小，使艦船以高速行駛。將船底排氣狹縫與縱軸線向后成一定角度，降低排出氣體沿船底的橫向運(yùn)動(dòng)；船底兩側(cè)的氣體防泄凹槽，能降低排出氣體沿船底的橫向運(yùn)動(dòng)，使排出氣體聚集在船底部提高氣膜層的厚度來減小船底與水的接觸面。因小型高速艇機(jī)動(dòng)靈活可廣泛當(dāng)作交通、緝私即巡邏艇等。
文檔編號(hào)B63B1/38GK102390482SQ20111035339
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月9日
發(fā)明者劉曉波, 白彥, 艾延廷, 趙丹 申請(qǐng)人:沈陽航空航天大學(xué)