本發(fā)明涉及新型高性能船舶制造領域，尤其涉及了一種超空泡水翼三體船。

背景技術：

二十一世紀是海洋的世紀，這已成為不爭的事實，加強對近、遠海的控制，維護海洋利益逐漸成為各海洋大國的戰(zhàn)略需求與競爭目標，海洋開發(fā)、海上運輸、機動反應等都與船舶航速密切相關，各國普遍認為本世紀軍民用艦船發(fā)展的重點是高速化。

三體船在高航速下的興波阻力遠遠低于其他船型，并且通過附加水翼的設置可以使三體船產生向上的升力作用，達到增速減阻的目的，使三體船的快速性優(yōu)勢更加明顯，同時，船體附加水翼對于船體的耐波性和操縱性有著積極地改善作用，對于船舶縱搖和垂蕩影響的優(yōu)化尤其明顯，大大提高了乘坐的舒適性。

水翼快艇艇底裝有水翼，靠水翼產生的水動力來支撐艇體重量，使艇體離開水面，以減少水阻力，提高航速。但是，水翼快艇的水翼還浸沒在水里，還受到水摩擦阻力作用，不能大幅度提高航速。

技術實現(xiàn)要素：

針對背景技術中存在的技術問題，本發(fā)明提供一種超空泡水翼三體船，航行阻力小、耐波性好、乘坐舒適性高，是高性能的三體船。

本發(fā)明將單一的水翼快速船舶和超空泡船舶兩者結合起來，設計出一種新型高性能的超空泡水翼三體船。在船舶推進裝置前后設有超空泡水翼機構，以消除超空泡現(xiàn)象對船舶推進裝置的不利影響，使最大程度上利用超空泡現(xiàn)象。

為達到上述目的，本發(fā)明采取的技術方案如下：

本發(fā)明包括主副船體，主船體前端設有雙球鼻艏，主船體底部設有可回收調節(jié)水翼和固定沉浸水翼，兩種水翼上均設有空化裝置，并且在尾部固定沉浸水翼的后部還設有涵道風扇式螺旋槳，副船體只設有固定沉浸水翼。

本發(fā)明主船體前端的雙球鼻艏能降低船體高速航行時興波阻力的影響，為后方空化器機構誘導產生穩(wěn)定超空泡現(xiàn)象奠定基礎。

本發(fā)明通過可回收調節(jié)水翼和固定沉浸水翼的水翼面產生向上的升力，將船體向上抬起，減小船體沾濕面積，并提高船舶的耐波性。

本發(fā)明通過設置在可回收調節(jié)水翼和固定沉浸水翼上的空化器誘導產生超空泡現(xiàn)象，超空泡和水翼配合使船體下表面附著大量空氣泡，使船體阻力大幅降低。空氣泡產生后會附著在水翼周圍，對水翼的升力作用和耐波性會有更大的促進作用，會使得升力作用和耐波性更好。

本發(fā)明船的推進裝置為涵道風扇式螺旋槳，通過涵道風扇式螺旋槳的設置避免了船體前部超空泡現(xiàn)象對螺旋槳葉片和效率的不利影響，螺旋槳后方的導流鰭、導流罩減小了超空泡對推進裝置的壓差影響。

所述雙鼻艏機構位于船艏部，雙球鼻艏的設置有利于降低興波阻力對船體的影響，比起單一球鼻艏機構，雙球鼻艏有利于后方空化器穩(wěn)定誘導產生空泡以降低船體航行時的阻力。

所述主船體底部的前后分別設有可回收調節(jié)水翼和固定沉浸水翼，可回收調節(jié)水翼和固定沉浸水翼分別作為主船體的首部水翼和尾部水翼，可回收調節(jié)水翼和固定沉浸水翼的前端均固定安裝有超空泡空化器；主船體底部的前部開有水翼回收艙，水翼回收艙用于回收調節(jié)水翼，可回收調節(jié)水翼通過水翼回收裝置可收納地安裝在水翼回收艙。

具體地，尾部固定沉浸水翼的沉浸深度比首部可回收調節(jié)水翼更深，防止高速航行時，船艏抬起首部水翼抬出水面，造成翻船等危險航行情況。

所述的可回收調節(jié)水翼的水翼面為三段式水翼面，三段式水翼面通過水翼連桿連接到水翼回收裝置，水翼連桿為naca翼形結構，水翼連桿表面經粗糙處理；三段式水翼面為非光滑溝槽結構，溝槽沿垂直于船體前進方向布置。

水翼連桿內部存在液壓控制通道，通過水翼回收裝置中液壓控制回收機構的控制經液壓控制通道帶動水翼面的翼形作不同攻角的轉動。

所述的涵道風扇式螺旋槳包括導流罩、安裝在導流罩內的螺旋槳以及布置在螺旋槳上的導流鰭，螺旋槳的葉片采用大斜七葉式，并且在螺旋槳的葉根處開有用于超空泡快速通過的孔。

所述副船體的尾部底面安裝有側體調節(jié)水翼，副船體內部設有液壓油缸，側體調節(jié)水翼上端通過連接桿連接液壓油缸輸出端，通過液壓油缸帶動側體調節(jié)水翼上下升降，完成側體調節(jié)水翼的收攏和展開。

所述固定沉浸水翼和可回收調節(jié)水翼均選用naca標準翼形。

所述可調節(jié)翼形能更好地實現(xiàn)不同海況下的速度優(yōu)化，同時可收放式水翼，可以避免船舶在淺水域或復雜海域水翼觸礁的危險，最大程度的保證航行的安全性。

具體地，所述涵道風扇式螺旋槳，該類型螺旋槳由于葉尖處受涵道限制，沖擊噪聲減小，誘導阻力減少，而效率較高。

具體地，所述導流鰭、導流罩為推進裝置后部機構，使推進其前后壓差降低，防止超空泡現(xiàn)象對螺旋槳的不利影響。此外該機構能改善船舶轉向性能和大幅提高推進器工作效能。

本發(fā)明通過超空泡和水翼的結合很好地解決了背景技術中的技術問題，空化器誘導產生超空泡，讓艦船的整個船體表面為氣泡所覆蓋，使船體不直接與水接觸，減少水阻力，提高航速。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有的有益效果是：

1.超空泡技術運用于三體船，使船體表面的介質由水變?yōu)樗旌衔?氣泡)，甚至全部是空氣，流體密度的減小使其減阻效率較高，從根本上有效地提高了三體船的速度。

2.首尾水翼的布置使船產生向上的升力，將船體向上抬起，在一定程度上減小水和船體之間的摩擦，提高了船舶航行速度，避免了船體較大程度的縱搖和垂蕩等不利影響。水翼回收裝置使得船舶安全航行在潛水域和復雜水域。

空化器使水翼上表面和船體下表面實現(xiàn)超空泡現(xiàn)象，大大提升水翼的減阻(搖)效率。

3.涵道風扇式螺旋槳克服了超空泡現(xiàn)象對推進裝置的不利影響，導流鰭、導流罩改善了推進效率，大幅延長了螺旋槳的使用壽命。

附圖說明

圖1為超空泡水翼三體船前視圖。

圖2為超空泡水翼三體船主船體側視圖。

圖3為超空泡水翼三體船副船體側視圖。

圖4為超空泡水翼三體船主船體尾部的局部放大圖。

圖中：1.水翼回收裝置，2.雙球鼻艏，3.前超空泡空化器，4.可回收調節(jié)水翼，5.水翼回收艙，6.后超空泡空化器，7.固定沉浸水翼，8.螺旋槳，9.導流鰭，10.導流罩，11.船舵，12.水翼連桿，13.液壓油缸，14.側體調節(jié)水翼。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1所示，本發(fā)明具體實施包括主船體和兩側的兩個副船體，主船體前端設有雙球鼻艏2，主船體底部設有可回收調節(jié)水翼和固定沉浸水翼，兩種水翼均設有空化裝置，并且在尾部固定沉浸水翼的后部設有涵道風扇式螺旋槳，副船體只設有固定沉浸水翼。

如圖2所示，主船體底部的前后分別設有可回收調節(jié)水翼4和固定沉浸水翼7，可回收調節(jié)水翼4和固定沉浸水翼7分別作為主船體的首水翼和尾水翼，可回收調節(jié)水翼4和固定沉浸水翼7的前端分別固定安裝有前后超空泡空化器3和6，前后超空泡空化器3、6誘導產生穩(wěn)定的超空泡；空化器誘導產生的超空泡結合水翼產生的升力，使船體速度大幅提高，沉浸水翼深度比首水翼淺，在航行中起穩(wěn)定船體的作用。兩水翼連線在船體中軸線上。

主船體底部的前部開有水翼回收艙5，可回收調節(jié)水翼4通過水翼回收裝置1可收納地安裝在水翼回收艙5。根據(jù)具體海域情況收放水翼結構，航行過程中，可以實現(xiàn)船體升降的控制。

如圖1所示，可回收調節(jié)水翼4的水翼面為三段式水翼面，三段式水翼面通過水翼連桿12連接到水翼回收裝置1，水翼連桿12為naca翼形結構，水翼連桿12表面經粗糙處理，可以產生較好的船體隨行波。以實現(xiàn)三體船的快速航行。

具體實施中，水翼回收裝置1包括液壓控制回收機構、控制卡盤、鎖死機構等機構。水翼連桿12內部存在液壓控制通道，通過水翼回收裝置1中液壓控制回收機構的控制經液壓控制通道帶動水翼面的翼形作不同攻角的轉動?？刂瓶ūP上有齒輪鎖死機構，回收完畢鎖死裝置，放出翼形同樣會鎖死裝置。

三段式水翼面為非光滑溝槽結構，溝槽沿垂直于船體前進方向布置，此設計在船航行時，水體和翼面產生滾動摩擦，而非滑動摩擦，溝槽面內會存在安靜的低速流體，減少翼形面的損耗，延長翼形壽命。

如圖3所示，副船體的尾部底面安裝有側體調節(jié)水翼14，副船體內部設有液壓油缸13，側體調節(jié)水翼14上端通過連接桿連接液壓油缸13輸出端，通過液壓油缸13帶動側體調節(jié)水翼14的調節(jié)，調節(jié)包括上下調節(jié)和攻角變換，完成側體調節(jié)水翼13的收攏和展開。

涵道風扇式螺旋槳包括導流罩10、安裝在導流罩10內的螺旋槳8以及布置在螺旋槳8上的導流鰭9，通過導流鰭9和導流罩10消除超空泡對螺旋槳8的影響，螺旋槳8的葉片采用大斜七葉式，并且在螺旋槳8的葉根處開有用于超空泡快速通過的孔。

主船體底部設有固定沉浸水翼7(尾水翼)和可回收調節(jié)水翼4(首水翼)，航行時，首水翼為船提供向上的升力，尾部主水翼較好的解決船體尾部吃水深的問題，避免了船體較大程度的縱搖和垂蕩等不利影響。

水翼前方的空化器產生超空泡，使水翼上表面和船體下表面實現(xiàn)超空泡現(xiàn)象，大大提升水翼的減阻(搖)效率。

船推進裝置為大斜七葉涵道風扇式螺旋槳，螺旋槳葉根處打有孔，導邊在葉根處稍向上翹，以減小局部的負攻角。螺旋槳后方設導流鰭、導流罩使螺旋槳消除超空泡的影響，提高推進裝置的壽命和效率。