專利名稱：電動(dòng)水翼艇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及小型水面船只，特別是涉及用蓄電池動(dòng)力推進(jìn)的高速水翼艇。
水翼艇是指艇體重量由安裝在艇底下的水翼所產(chǎn)生的水動(dòng)力升力來支持的高速快艇，航行過程中艇體可完全或部分被抬出水面。水翼艇由于消除了興波阻力的影響，浸濕面積較滑行面積要小得多，因而在高速航行時(shí)其阻力較滑行艇要小，所以在相同情況下，水翼艇的航速較同類滑行艇為高，而且，水翼艇由于艇體被抬出水面，幾乎不受波浪影響，較之滑行艇具有良好的耐沖擊性、飛濺性和淹濕性。
現(xiàn)有技術(shù)的水翼艇基本上都以熱機(jī)為動(dòng)力，包括汽油機(jī)、柴油機(jī)、燃汽渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)或噴汽發(fā)動(dòng)機(jī)。中國(guó)專利CN2046860U公開了一項(xiàng)名為“一種利用退役飛機(jī)改裝的水翼船”的技術(shù)，由于是以噴汽發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，不僅噪音極大，而且廢汽排放太多，燃油污染水面，不適宜在江河、湖泊航行，更不能用于游樂和在水庫(kù)水面作業(yè);中國(guó)專利CN88210244U公開的另一項(xiàng)名為“塑料腳踏、電動(dòng)兩用船”的技術(shù)，雖然噪音小，不污染水質(zhì)，但借助腳踏板和撥水輪推進(jìn)用于游樂，速度太慢，不能盡興;用于作業(yè)，效率太低。
本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種噪音很低、不污染大氣和水源，卻又能有效克服興波阻力、實(shí)現(xiàn)高速航行的電動(dòng)水翼艇。
本發(fā)明的目的可以通過以下措施來達(dá)到建造一種水翼艇，用蓄電池動(dòng)力推進(jìn)，艇的水上結(jié)構(gòu)部分包括底板，其上前端有舵輪架，中間是座椅，兩側(cè)有防水板;艇的方向控制系統(tǒng)包括位于底板上的舵輪、舵輪支架、拉索擺臂、控制拉索、控制拉索固定架、舵輪撥桿、舵架防護(hù)罩以及在水下的舵板;艇的動(dòng)力推進(jìn)裝置包括位于底板上的能源裝置以及在水下的驅(qū)動(dòng)裝置和螺旋漿;艇的航行狀態(tài)控制系統(tǒng)位于底板上，包括狀態(tài)控制器和控制手柄;所述底板是俯視形狀大致為矩形、而縱剖面則類似飛機(jī)機(jī)翼橫斷面的翼形艇板;底板下方有艇的水下結(jié)構(gòu)部分，其支撐架將兩條沖翼板分別聯(lián)結(jié)到底板下面的左右兩側(cè)，各艇底掛板則將驅(qū)動(dòng)裝置固定在底板下面中央部位比兩沖翼板低的位置，將舵板固定在艇尾水下比驅(qū)動(dòng)裝置更低的位置，并使之可以轉(zhuǎn)動(dòng)。所述艇靠著動(dòng)力推進(jìn)裝置在水面加速，繼而借助兩沖翼板造成的水動(dòng)力升力被舉離水面，艇底板和水面之間出現(xiàn)氣墊效應(yīng)，進(jìn)一步產(chǎn)生氣流升力，從而只須克服很小阻力就獲得高速航行性能。
本發(fā)明的目的還可以通過以下措施來達(dá)到所述能源裝置采用全密封免維護(hù)蓄電池組，所述驅(qū)動(dòng)裝置是電動(dòng)機(jī)組;所述沖翼板的縱剖面有沖浪板一樣的形狀，并且所述底板、支撐架以及沖翼板都有一個(gè)微孔塑料的內(nèi)芯，外覆環(huán)氧樹脂(EP)玻璃纖維增強(qiáng)塑料(FRP)，最外層是不飽和聚酯(PT)玻璃纖維增強(qiáng)塑料，重量輕、強(qiáng)度高，而且耐腐蝕。
附圖的圖面說明如下

圖1是本發(fā)明電動(dòng)水翼艇的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是所述艇的主視圖;
圖3是左視圖;
圖4是右視圖;
圖5是俯視圖;
圖6是仰視圖;
圖7為縱剖面圖;
圖8為橫剖面圖;
圖9是翼形艇板構(gòu)造示意圖;
圖10是沖翼板的縱剖面圖;
圖11是各FRP結(jié)構(gòu)件相互連結(jié)示意圖;
圖12是方向控制系統(tǒng)構(gòu)成示意圖。
以下參照附圖、結(jié)合一個(gè)最佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述本發(fā)明的電動(dòng)水翼艇，見圖1和圖2，包括水上結(jié)構(gòu)部分1、水下結(jié)構(gòu)部分2以及方向控制系統(tǒng)3、動(dòng)力推進(jìn)裝置4和航行狀態(tài)控制系統(tǒng)5。水上結(jié)構(gòu)部分1包括底板11，其上前端有舵輪架12，中間是座椅13，兩側(cè)有防水板14、15。方向控制系統(tǒng)3包括位于底板11上的舵輪31、舵輪支架32、拉索擺臂33、控制拉索34、控制拉索固定架35、舵輪撥桿36、舵架防護(hù)罩37以及在水下的舵板38這是一種常規(guī)控制系統(tǒng)，用于操縱舵板38轉(zhuǎn)動(dòng)，以控制艇的航行方向。該系統(tǒng)可在市場(chǎng)上買到，其大致構(gòu)成參見圖12。動(dòng)力推進(jìn)裝置4包括位于底板11上的能源裝置41以及在水下的驅(qū)動(dòng)裝置42和螺旋漿44。能源裝置41是一組全密封免維護(hù)的蓄電池，24伏至40伏，或者更高一些都可以，置于底板11上、后排座椅13下面。驅(qū)動(dòng)裝置42是潛水電動(dòng)機(jī)組，可以是單獨(dú)一臺(tái)，也可以是并聯(lián)連接的兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)，通過掛板23、24和25固定安裝在艇底水下部位，并且在每臺(tái)電動(dòng)機(jī)前端都加有一個(gè)整流罩43，以減小水流阻力，見圖3、圖4和圖6、圖7。螺旋漿44采用市售推、拉力型的鋁合金螺旋漿，直接安裝在電動(dòng)機(jī)軸上，也可以通過齒輪減速箱安裝。航行狀態(tài)控制系統(tǒng)5位于底板11上，包括狀態(tài)控制器51和控制手柄52。狀態(tài)控制器51可以是用電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管或雙極型晶體管作為開關(guān)元件制成的直流斬波調(diào)速裝置，可從市場(chǎng)上購(gòu)得，用于控制直流電動(dòng)機(jī)組42運(yùn)行于牽引狀態(tài)或再生制動(dòng)狀態(tài)，控制其牽引速度和制動(dòng)速度?？刂剖直?2往前推，艇前進(jìn)，往后拉，艇后退;放在中間，電動(dòng)機(jī)組42轉(zhuǎn)入再生制動(dòng)狀態(tài)，在水流和慣性作用下發(fā)出電流反饋回蓄電池組41，從而延長(zhǎng)一次充滿電以后的航行距離。狀態(tài)控制器51還可以是用電力晶體管作為開關(guān)元件制成的交流變頻調(diào)速裝置，電動(dòng)機(jī)組42則采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的鼠籠式電動(dòng)機(jī)，螺旋漿44直接裝在電動(dòng)機(jī)軸上，從而獲得最高的傳動(dòng)效率。蓄電池組41、電動(dòng)機(jī)組42以及狀態(tài)控制器51之間的電連接用防水電纜，各接頭47用防水橡膠48密封，保證艙內(nèi)即使進(jìn)水艇也能正常航行。狀態(tài)控制器51整個(gè)地用環(huán)氧樹脂密封，并且浸在水中冷卻。
本發(fā)明電動(dòng)水翼艇的底板11(翼形艇板)、支撐架21以及沖翼板22，都有一個(gè)微孔發(fā)泡塑料的內(nèi)芯，外覆EP FRP，最外層是PT FRP，見圖9和圖10，其中圖10是沖翼板22的縱剖面結(jié)構(gòu)，具有沖浪板一樣的形狀。支撐架21做成流線形外表，艇在高速航行時(shí)它可起到克服紊流的作用。這樣的結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度高、質(zhì)量輕，而且耐腐蝕，是所述水翼艇用小功率達(dá)到高速度的重要技術(shù)關(guān)鍵。舵輪架12用FRP做成，具有向后傾斜的流線形狀，可以減小高速航行時(shí)的空氣阻力。其他結(jié)構(gòu)件，如座椅13、防水板14和15、舵架防護(hù)罩37、舵板38以及艇底掛板23、24、25和26，都用FRP制成。各FRP結(jié)構(gòu)件相互連接的方法見圖11，其中71是微孔發(fā)泡塑料的內(nèi)芯，72是EP FRP，73是PT FRP，74是預(yù)埋基礎(chǔ)鋼板，75是與之連接的另一FRP構(gòu)件，76是連結(jié)鋼板，其他為緊固件。
所有各FRP結(jié)構(gòu)件外表面均涂敷有不飽和聚酯，光滑如鏡，有利于減少艇在高速航行時(shí)的水流或氣動(dòng)阻力。
本發(fā)明的水翼艇在水面航行時(shí)，首先靠電動(dòng)機(jī)組42牽引艇底螺旋漿44旋轉(zhuǎn)，使水翼艇獲得一定的向前速度;由于艇底板11具有飛機(jī)機(jī)翼一樣的斷面形狀，其底面流體速度低于上表面流體速度，結(jié)果是底面流體壓力高于上面流體壓力，流體動(dòng)力將艇底板11和整個(gè)艇身舉離水面，只有兩條沖翼板22在水中滑行，這時(shí)艇底板11和水面之間還有流體動(dòng)力造成的氣墊效應(yīng)，從而進(jìn)一步產(chǎn)生氣流升力，將艇身保持在水面之上，使之不受波浪影響而可以用較小的動(dòng)力獲得較高的航速。從實(shí)驗(yàn)情況看，樣品水翼艇蓄電池組一次充足電后，可以連續(xù)高速航行100公里以上的水面距離。
同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的電動(dòng)水翼艇具有如下優(yōu)點(diǎn)首先，它以蓄電池為動(dòng)力安靜、清潔，不污染大氣、不污染水面，適合在游樂性質(zhì)的湖泊、水庫(kù)使用;其次，該艇幾乎全部用玻璃纖維增強(qiáng)塑料制成，質(zhì)量輕、強(qiáng)度高，而且水面上艇底板縱剖面有飛機(jī)機(jī)翼橫斷面的形狀，水下沖翼板縱剖面有沖浪板一樣的形狀，流體動(dòng)力將整個(gè)艇體舉離水面，從而用較小的功率就可獲得很高的航速，牽引效率高;最后，構(gòu)造簡(jiǎn)單，材料易得，航行可靠，并且艇體及其水下部件高度耐腐蝕，使用壽命長(zhǎng)。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)水翼艇，艇的水上結(jié)構(gòu)部分1包括底板11，其上前端有舵輪架12，中間是座椅13，兩側(cè)有防水板14、15；艇的方向控制系統(tǒng)3包括位于底板11上的舵輪31、舵輪支架32、拉索擺臂33、控制拉索34、控制拉索固定架35、舵輪撥桿36、舵架防護(hù)罩37以及在水下的舵板38；艇的動(dòng)力推進(jìn)裝置4包括位于底板11上的能源裝置41以及在水下的驅(qū)動(dòng)裝置42、螺旋漿44；艇的航行狀態(tài)控制系統(tǒng)5位于底板11上，包括狀態(tài)控制器51和控制手柄52；所述電動(dòng)水翼艇的特征在于所述底板11是俯視形狀大致為矩形、而縱剖面形狀類似飛機(jī)機(jī)翼橫斷面的翼形艇板；底板11下方有艇的水下結(jié)構(gòu)部分2，其支撐架21將兩條沖翼板22分別聯(lián)結(jié)到底板11下面的左右兩側(cè)，艇底掛板23、24、25則將驅(qū)動(dòng)裝置42固定在底板11下面中央部位比沖翼板22低的位置，艇底掛板26將舵板38固定在艇尾水下比驅(qū)動(dòng)裝置42更低的位置，并可以轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.按照權(quán)利要求1所述的電動(dòng)水翼艇，其特征在于所述底板11(翼形艇板)、支撐架21以及沖翼板22，都有一個(gè)微孔發(fā)泡塑料的內(nèi)芯，外覆環(huán)氧樹脂玻璃纖維增強(qiáng)塑料，最外層是不飽和聚酯玻璃纖維增強(qiáng)塑料。
3.按照權(quán)利要求2所述的電動(dòng)水翼艇，其特征在于所述沖翼板22的縱剖面有沖浪板一樣的形狀;所述支撐架21有流線型外表。
4.按照權(quán)利要求1所述的電動(dòng)水翼艇，其特征在于所述艇底掛板23至26以及舵板38用玻璃纖維增強(qiáng)塑料制成，具有流線型外表，光滑如鏡。
5.按照權(quán)利要求1所述的電動(dòng)水翼艇，其特征在于所述舵輪架12用玻璃纖維增強(qiáng)塑料做成，并且有向后傾斜的流線形狀。
6.按照權(quán)利要求1所述的電動(dòng)水翼艇，其特征在于所述能源裝置41是全密封免維護(hù)的蓄電池組;所述驅(qū)動(dòng)裝置42是電動(dòng)機(jī)組，可以是單獨(dú)一臺(tái)，也可以是并聯(lián)連接的兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)。
7.按照權(quán)利要求6所述的電動(dòng)水翼艇，其特征在于所述電動(dòng)機(jī)組42是潛水型電動(dòng)機(jī)組，并且在每一臺(tái)電動(dòng)機(jī)前端都加有一個(gè)整流罩43。
8.按照權(quán)利要求1所述的電動(dòng)水翼艇，其特征在于所述狀態(tài)控制器51是用晶體管作為開關(guān)元件制成的直流斬波調(diào)速裝置。
9.按照權(quán)利要求1所述的電動(dòng)水翼艇，其特征在于所述狀態(tài)控制器51還可以是用電力晶體管作為開關(guān)元件制成的交流變頻調(diào)速裝置。
10.按照權(quán)利要求7和8所述的電動(dòng)水翼艇，其特征在于所述潛水型電動(dòng)機(jī)組是直流電動(dòng)機(jī)組。
11.按照權(quán)利要求7和9所述的電動(dòng)水翼艇，其特征在于所述潛水型電動(dòng)機(jī)組是交流鼠籠式電動(dòng)機(jī)組。
全文摘要
電動(dòng)水翼艇，用蓄電池動(dòng)力推進(jìn)，其結(jié)構(gòu)部分用玻璃纖維增強(qiáng)塑料制成。支撐架21將兩條沖翼板22分別聯(lián)結(jié)到底板11下面的左石兩側(cè)，電動(dòng)機(jī)組42和螺旋槳44通過艇底掛板23—25固定在底板11下面中央部位。
文檔編號(hào)B63B1/26GK1064452SQ9111194
公開日1992年9月16日 申請(qǐng)日期1991年12月23日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月23日
發(fā)明者張軍, 林明峰, 林東 申請(qǐng)人:張軍, 林明峰, 林東