超高速超空泡雙體水翼船的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種超高速超空泡雙體水翼船。(1)在雙體船的兩船體間安裝首、尾兩水翼，首水翼為可調(diào)式上升翼，尾水翼為由船的橫重心向首尾等距延伸的固定式主水翼，航行時(shí)，首水翼為船提供升力，尾水翼為主水翼，支撐船體于水面航行，這樣的水翼設(shè)計(jì)可使水翼船的排水量由當(dāng)今的數(shù)百?lài)嵲鲋寥f(wàn)噸乃至萬(wàn)噸以上。(2)水翼的升力面和雙體船的兩船體實(shí)現(xiàn)超空泡可使船底和水翼與水的粘性阻力降低90％以上。(3)將若干個(gè)進(jìn)水管于中間合并，至后面為一個(gè)出水管的函道組合式螺旋槳的推進(jìn)裝置，可起到前面進(jìn)水口降低負(fù)壓，使螺旋槳不產(chǎn)生空泡現(xiàn)象，后面出水口成倍提高推進(jìn)速度的作用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】超高速超空泡雙體水翼船
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001](I)雙體船水翼的應(yīng)用，使船舶在航行中的興波阻力，降低90%以上，雙體水翼船大面積水翼的應(yīng)用，可使水翼船的排水量由數(shù)百?lài)嵲龃笾寥f(wàn)噸，隨著技術(shù)的不斷成熟，排水量還有繼續(xù)增大的空間。
[0002](2)雙體水翼船的水翼和船底實(shí)現(xiàn)超空泡，可使船艦的粘性阻力降低90%。
[0003](3)函道組合式螺旋槳推進(jìn)裝置的應(yīng)用，杜絕了空泡現(xiàn)象的產(chǎn)生，可使萬(wàn)噸排水量的超空泡雙體水翼船航速提高至百節(jié)以上。
【背景技術(shù)】:
[0004]由船舶的阻力規(guī)律知道，船舶的阻力隨著航速的提高而迅猛的增加。粘性阻力約正比于速度的平方，而興波阻力約正比于速度的六次方。
[0005](I)雙體船安裝水翼:雙體船安裝水翼可有效降低雙體船的興波阻力，將雙體船的兩船體底面用兩水翼相連接，且船體底面和主水翼的升力面在同一平面，首水翼為可調(diào)式上升翼，尾水翼為由橫重心向首尾等距延伸的固定式主水翼，當(dāng)船航行時(shí)，首水翼提供船首上升的力，使船首上升，船呈前高后低之勢(shì)，這時(shí)，與船底在同一平面的主水翼也呈前高后低之勢(shì)，為船體提供升力，使船體上升，當(dāng)尾水翼升至水面時(shí)，首水翼調(diào)至較小的升力角，使首水翼保持一定的升能，尾水翼升至水面則自然恢復(fù)至接近水平狀態(tài)，支撐船體于水面航行，使船體基本露出水面，只有船體底面和水翼與水接觸，從而基本消除了興波阻力。與當(dāng)今的水翼船相比，無(wú)翼柱，主水翼實(shí)現(xiàn)大型化，為水翼船的大型化提供支持。
[0006](2)船底和水翼實(shí)現(xiàn)超空泡:超空泡是將水下航行體與水用很薄的氣膜隔開(kāi)大幅降低航行體航行阻力的一項(xiàng)技術(shù)，水下航行體實(shí)現(xiàn)超空泡，可有效降低百分之九十以上的航行阻力。當(dāng)雙體水翼船升至水面高速航行時(shí)，即水翼和船體底面處于高速高壓狀態(tài)下，其粘性阻力會(huì)成倍增加，而水翼和船底實(shí)現(xiàn)超空泡是大幅降低水翼和船底的粘性阻力的有效手段，即用通氣裝置與水翼的升力面和兩船底面的前橫緣相連接，高速航行時(shí)，向水翼和兩船底面的前橫緣充氣，使水翼的升力面和兩船體的底面形成很薄的氣膜覆蓋，即水翼和兩船底實(shí)現(xiàn)超空泡，與普通船相比在興波阻力和粘性阻力皆降低90%的狀態(tài)下，燃料消耗率也將隨之大幅降低。
[0007](3)超高速推進(jìn):當(dāng)今船艦的推進(jìn)裝置主要有兩種，一是螺旋槳推進(jìn)，二是噴水推進(jìn)，螺旋槳推進(jìn)最為普遍，其特點(diǎn)是工作時(shí)，螺旋槳的轉(zhuǎn)速越高，推力越大，缺點(diǎn)是在工作時(shí)，由于螺旋槳前面產(chǎn)生的負(fù)壓產(chǎn)生空泡現(xiàn)象，且轉(zhuǎn)速越高空泡現(xiàn)象越明顯，而空泡現(xiàn)象的出現(xiàn)，對(duì)推進(jìn)效率產(chǎn)生極大的負(fù)面影響，螺旋槳的轉(zhuǎn)速越高，負(fù)壓越大，空泡現(xiàn)象越明顯，推進(jìn)效率越低。因此當(dāng)今航速較高的艦船有一部分采用噴水推進(jìn)裝置，噴水推進(jìn)由于其設(shè)計(jì)的特殊性，與螺旋槳推進(jìn)相比，在一定的速度范圍內(nèi)，噴水推進(jìn)效率優(yōu)于螺旋槳推進(jìn)，不過(guò)，由于噴水推進(jìn)為非直線性運(yùn)動(dòng)，當(dāng)推進(jìn)速度超過(guò)一定極限值時(shí)，推進(jìn)效率會(huì)突然大幅下降，至使航速無(wú)法有效再提高，因此要獲得更高的推進(jìn)速度和更好的推進(jìn)效率，必須在新的理論基礎(chǔ)上對(duì)推進(jìn)裝置重新設(shè)計(jì)。[0008]筆者采用螺旋槳前面零負(fù)壓的概念進(jìn)行設(shè)計(jì)，避免在高速推進(jìn)時(shí)產(chǎn)生空泡現(xiàn)象的推進(jìn)裝置，從而大幅提高推進(jìn)速度和推進(jìn)效率，這里從螺旋槳推進(jìn)原理開(kāi)始進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析。
[0009]當(dāng)螺旋槳工作時(shí)，螺旋槳推向后面的水的速度大于船的航行速度，致使螺旋槳前面產(chǎn)生負(fù)壓，螺旋槳的轉(zhuǎn)速越高，負(fù)壓越大，負(fù)壓是產(chǎn)生空泡現(xiàn)象降低推進(jìn)效率的重要原因，因此要使螺旋槳前面不產(chǎn)生負(fù)壓，在理論上就必須螺旋槳前面進(jìn)入螺旋槳的水的速度與船的航行速度基本相等，也就是螺旋槳前面基本處于零負(fù)壓狀態(tài)，而螺旋槳推向螺旋槳后面的水的速度必須成倍提高，使船的航行速度約等于螺旋槳前面進(jìn)入螺旋槳水的速度，以此為依據(jù)，筆者設(shè)計(jì)了函道組合式螺旋槳的推進(jìn)裝置，可達(dá)到這樣的效果。
[0010]假設(shè)某船在巡航時(shí)的螺旋槳推進(jìn)裝置，每推進(jìn)2米的水，船航行I米，則可采用二合一的函道組合式螺旋槳的推進(jìn)裝置，即函道組合式螺旋槳的推進(jìn)裝置的前面由兩個(gè)進(jìn)水口，后面一個(gè)出水口(如圖)的螺旋槳組組成，這樣就形成前面兩個(gè)進(jìn)水口各進(jìn)入一米的水，后面一個(gè)出水口推出兩米的水，也就形成進(jìn)入函道組合式螺旋槳的前面的進(jìn)水口進(jìn)入一米的水，后面一個(gè)出水口推出兩米的水，船航行一米，推進(jìn)裝置的前面實(shí)現(xiàn)零負(fù)壓。
[0011]如果某船的螺旋槳每推進(jìn)三米的水船航行一米，則可設(shè)計(jì)為三合一的推進(jìn)裝置，以此類(lèi)推，根據(jù)船的大小，巡航速度高低的需要，設(shè)計(jì)出二合一，三合一，四合一，六合一，九合一及更多的函道組合式的螺旋槳的推進(jìn)裝置。
[0012]函道組合式螺旋槳的推進(jìn)裝置應(yīng)用廣泛，是高速船艦在當(dāng)今技術(shù)條件下不可替代的高速高效推進(jìn)裝置，對(duì)中低速船艦的使用，也會(huì)起到大幅度提高推進(jìn)效率的作用。
[0013]超空泡雙體水翼船的設(shè)計(jì)，若以高速燃汽輪機(jī)作動(dòng)力，以函道組合式螺旋槳推進(jìn)裝置推進(jìn)，排水量萬(wàn)噸的艦船，可獲得超過(guò)百節(jié)以上的航速，理論上單位里程的燃料消耗率降低90%，由于超空泡雙體水翼船具有寬大甲板的特殊性，若將其設(shè)計(jì)為航母，艦載機(jī)實(shí)現(xiàn)高速狀態(tài)下起降，攔阻裝置將變得簡(jiǎn)單，而復(fù)雜的彈射裝置將可省去，且陸航機(jī)的上艦將成為可能。

【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0014](I)在雙體船的兩船體間安裝首、尾水翼。
[0015](2)水翼和船體底平面實(shí)現(xiàn)超空泡。
[0016](3) 二合一、三合一、四合一、六合一、九合一函道組合式螺旋槳推進(jìn)裝置。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0017]圖1:首水翼和尾水翼
[0018]圖2:二合一推進(jìn)裝置
[0019]圖3:三合一推進(jìn)裝置
[0020]圖4:四合一推進(jìn)裝置
[0021]圖5:六合一推進(jìn)裝置
[0022]圖6:九合一推進(jìn)裝置
【具體實(shí)施方式】:[0023](I)在船首安裝首水翼為可調(diào)式上升翼，航行時(shí)，控制船體的升降，尾水翼為橫重心向首尾等距延伸的主水翼，與兩船體的底平面在同一平面且相連，為固定式主水翼。
[0024](2)用通氣裝置與水翼的升力面和船體底面的前橫緣相連，航行時(shí)，將水翼和船底面用很薄的氣膜與水隔開(kāi)，水翼和船底實(shí)現(xiàn)超空泡。
[0025](3)將兩個(gè)進(jìn)水管于中間合并，至后邊為一個(gè)出水口即為二合一的函道組合式螺旋槳推進(jìn)裝置，三個(gè)進(jìn)水管于中間合并，至后面為一個(gè)出水口即為三合一函道組合式螺旋槳推進(jìn)裝置，以此類(lèi)推還可設(shè)計(jì)為四合一、六合一、九合一及更多的推進(jìn)裝置。
【權(quán)利要求】
1.在雙體船的兩船體間安裝首、尾兩水翼，首水翼為可調(diào)式上升翼，尾水翼為由船的橫重心向首尾等距延伸的固定式主水翼。
2.水翼的升力面和雙體船的兩船體底面實(shí)現(xiàn)超空泡。
3.函道組合式螺旋槳推進(jìn)裝置。
【文檔編號(hào)】B63B1/24GK103661788SQ201210319158
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月3日
【發(fā)明者】繆德貴 申請(qǐng)人:繆德貴