一种槽道折叠翼船的制作方法

1.本发明涉及滑行艇技术领域，尤其是一种槽道折叠翼船。


背景技术：

2.槽道式双体滑行艇是70年代末由英国cougar公司研制出的高性能船型，这是一种起滑快、航行平稳、纵倾小，耐波性好、不易失稳、横稳性和操纵性均较优良的船型，特别适用于速度较高、中等风浪海域的条件下使用。
3.槽道式双体滑行艇在高速滑行时，空气由艏部槽道口自然进入，由于断面收缩，在槽道后部形成冲压空气层垫，从而使槽道式双体滑行艇具备极佳的耐波性能。但槽道式双体滑行艇仍是依靠水动升力支撑的船型，所形成的冲压空气层垫主要作用仅仅是提升船型的耐波性能，而要使该船型的航速有新的突破，可以借助于地效翼卸载技术来加以实现。地效翼卸载技术就是利用地效翼产生的气动升力来支撑船体的一部分重量，而其余的船体重量则依然由船体滑行面产生的水动升力和自身的静浮力来支撑，这样就会有部分的船体体积脱离水面，从而大幅减小船体的水阻力，大幅提升船体的航行速度。
4.为此，需要发展一种既具备良好的耐波性能，又具备超高航速，并满足不同海况条件下使用的新船型。


技术实现要素：

5.本技术针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种槽道折叠翼船，采用地效翼的折叠机构实现了地效翼的折叠，完成了双体船与四体船间船型的变形，以适应不同的海况条件和航速的使用要求；由前翼、地效翼和压浪板构成的纵向稳定平衡系统保证了全新的四体船型纵向稳定性，而地效翼和端板则保证了全新的四体船型横向稳定性。
6.本发明所采用的技术方案如下：
7.一种槽道折叠翼船，包括船体，所述船体中部左右两侧分别设置地效翼，两个地效翼一端铰接船体，地效翼背向船体一侧连接端板；所述两个地效翼之间设置折叠机构，折叠机构能够带动两个地效翼一起同步折叠；所述折叠机构包括上下设置的上安装座和下安装座，下安装座上通过销轴分别铰接两个折叠驱动件，上安装座上通过销轴分别铰接两个第二折叠杆一端，两个第二折叠杆另一端通过偏心销轴分别铰接第一折叠杆一端，第一折叠杆另一端通过销轴铰接支板，支板固定在地效翼上，两个折叠驱动件两个驱动端分别通过销轴铰接第三折叠杆，第三折叠杆固定在第二折叠杆上，上安装座两端对称设置支撑杆，支撑杆下端固定在船体上，支撑杆上端固定连接上安装座。
8.进一步的，船体为槽道式双体滑行船体，槽道式双体滑行船体的底部滑行面分成左右两片，中间为凹陷槽道，槽道高度由船艏向船艉逐渐降低，槽道顶部为v形端面。
9.进一步的，船体艉部上端面竖直设置垂尾，垂尾为后掠式梯形翼结构，垂尾上设置能够左右转动的方向舵，方向舵和垂尾能够提供高速航行时航行稳定和操控。
10.进一步的，船体前部左右两侧分别设置前翼，前翼为后掠梯形翼，前翼后端设置能
够左右转动的升降舵，前翼和升降舵能够为船体提供纵向平衡、稳定和操作作用。
11.进一步的，地效翼为后掠梯形翼结构，地效翼的面积大于前翼的面积。
12.进一步的，偏心销轴的安装中心和第一折叠杆中心轴线之间存在一个偏心距离，偏心距离为h，h用于保证第一折叠杆和第二折叠杆自然处于死点状态。
13.进一步的，船体艉部设置驱动装置，驱动装置能够实现船体的高速及超高速航行。
14.进一步的，船体艉部设置压浪板组件，压浪板组件能够在船体的船艉产生不同的水动升力，达到控制船体的低头力矩的目的，实现纵向稳定和平衡。
15.进一步的，压浪板组件包括压浪板体，压浪板体一端通过销轴铰接第一支座，第一支座固定在船体上，压浪板体另一端固定第二支座，第二支座通过销轴铰接调节件的驱动端，调节件本体通过销轴铰接第三支座，第三支座固定在船体上。
16.本发明的有益效果如下：
17.本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过槽道气垫技术和地效翼卸载技术巧妙结合，构建起全新的四体船型，达到了水动升力和气动升力的完美配合，实现了新船型的超高航速；采用折叠装置，实现了地效翼的折叠，完成了双体船与四体船间船型的变形，以适应不同的海况条件和航速的使用要求；由前翼、地效翼和压浪板构成的纵向稳定平衡系统保证了全新的四体船型纵向稳定性，而地效翼和端板则保证了全新的四体船型横向稳定性；折叠后的双体船型宽度基本上为槽道式双体滑行船体的宽度，满足了新船型进出港口航道要求及装载要求。
附图说明
18.图1为本发明主视图。
19.图2为本发明俯视图。
20.图3为折叠机构将地效翼放平结构图。
21.图4为折叠机构将地效翼折叠收起机构图。
22.图5为本发明压浪板组件结构图。
23.图6为第一折叠杆和第二折叠杆处于自锁状态结构图。
24.其中：1、方向舵；2、垂尾；3、船体；4、升降舵；5、前翼；6、端板；7、地效翼；8、驱动装置；9、压浪板组件；9.1、第一支座；9.2、压浪板体；9.3、第二支座；9.4、调节件；9.5、第三支座；10、折叠机构；10.1、支板；10.2、第一折叠杆；10.3、第二折叠杆；10.4、第三折叠杆；10.5、折叠驱动件；10.6、下安装座；10.7、上安装座；10.8、支撑杆；10.9、偏心销轴；。
具体实施方式
25.下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
26.如图3和图4所示的实施例中，一种槽道折叠翼船主要包括船体3，船体3为槽道式双体滑行船体，槽道式双体滑行船体的底部滑行面分成左右两片，中间为凹陷槽道，槽道高度由船艏向船艉逐渐降低，槽道顶部为v形端面，槽道能够提供气动升力。
27.如图1和图2所示的实施例中，船体3艉部上端面竖直设置垂尾2，垂尾2为后掠式梯形翼结构，垂尾2上设置能够左右转动的方向舵1，方向舵1和垂尾2能够提供高速航行时航行稳定和操控。
28.如图1和图2所示的实施例中，船体3前部左右两侧分别设置前翼5，前翼5为后掠梯形翼，能够提供一定的气动升力，前翼5后端设置能够左右转动的升降舵4。前翼5和升降舵4能够为船体3提供纵向平衡、稳定和操作作用。
29.如图3和图4所示的实施例中，船体3中部左右两侧分别设置地效翼7，两个地效翼7一端铰接船体，两个地效翼7之间设置折叠机构10，折叠机构10能够带动两个地效翼7一起同步折叠。
30.如图3和图4所示的实施例中，折叠机构10包括上下设置的上安装座10.7和下安装座10.6，下安装座10.6上通过销轴分别铰接两个折叠驱动件10.5，上安装座10.7上通过销轴分别铰接两个第二折叠杆10.3一端，两个第二折叠杆10.3另一端通过偏心销轴10.9分别铰接第一折叠杆10.2一端，第一折叠杆10.2另一端通过销轴铰接支板10.1，支板10.1固定在地效翼7上。两个折叠驱动件10.5两个驱动端分别通过销轴铰接第三折叠杆10.4，第三折叠杆10.4固定在第二折叠杆10.3上。上安装座10.7两端对称设置支撑杆10.8，支撑杆10.8下端固定在船体3上，支撑杆10.8上端固定连接上安装座10.7。
31.折叠驱动件10.5采用油缸、气缸或电动推杆，在工作时，折叠驱动件10.5能够带动第一折叠杆10.2和第二折叠杆10.3发生转动，从而带动地效翼7发生转动。
32.当地效翼7和端板7达到放下状态时，第一折叠杆10.2和第二折叠杆10.3呈轴线重合状，并使得两个折叠杆成为二力杆状态。二力杆的受力特点是在垂直于杆轴线方向上力的分量等于零或者非常小，也就是说此时折叠驱动件10.5受力很小。
33.第一折叠杆10.2和第二折叠杆10.3呈轴线重合状时，第一折叠杆10.2和第二折叠杆10.3能够处于自锁状态，第一折叠杆10.2和第二折叠杆10.3的自锁状态是依靠下面三个设计要素实现的：一是当第一折叠杆10.2和第二折叠杆10.3的轴线平行，接近重合时，如图6所示，偏心销轴10.9的安装中心和第一折叠杆10.2中心轴线之间存在一个偏心距离，偏心距离为h，h用于保证第一折叠杆10.2和第二折叠杆10.3自然处于死点状态；二是在两个折叠杆间有一贴合面，贴合面间隙一般为0.05～0.15毫米。贴合面一方面是为了传递轴向力，另一方面可以限制撑杆向另一个方向转动，也就是在这种状态下地效翼7和端板6不可能继续再向下转动；三是通过折叠驱动件10.5以很小的力限制折叠杆的转动，保证死点状态稳定。
34.由于第一折叠杆10.2和第二折叠杆10.3采用的是偏心自锁式方式，而解除自锁的办法只能通过折叠驱动件10.5的外力作用，即通过折叠驱动件10.5施加外力使得第一折叠杆10.2和第二折叠杆10.3向着非限制方向转动来破坏死点平衡位置从而解除自锁，此时船体3成为四体船型。当需要地效翼7和端板6收起时，先折叠驱动件10.5缩进，带动第一折叠杆10.2和第二折叠杆10.3实现折叠，直到船体3成为双体船型。
35.如图3和图4所示的实施例中，地效翼7为后掠梯形翼结构，作为船体3的主升力翼提供主要的气动升力。地效翼7的面积大于前翼5的面积，以充分发挥地效翼7的卸载作用。地效翼7背向船体3一侧连接端板6，端板6能够给船体3提供横向稳定，还能够增大地效翼7有效展弦比，从而提高地效翼7气动效率。
36.如图1和图2所示的实施例中，船体3艉部设置驱动装置8，驱动装置8能够实现船体3的高速及超高速航行。船体3艉部设置压浪板组件9，压浪板组件9能够在船体3的船艉产生不同的水动升力，达到控制船体3的低头力矩的目的，实现纵向稳定和平衡。
37.如图5所示的实施例中，压浪板组件9包括压浪板体9.2，压浪板体9.2一端通过销轴铰接第一支座9.1，第一支座9.1固定在船体3上。压浪板体9.2另一端固定第二支座9.3，第二支座9.3通过销轴铰接调节件9.4的驱动端，调节件9.4本体通过销轴铰接第三支座9.5，第三支座9.5固定在船体3上。调节件9.4能够采用油缸、气缸或电动推杆。压浪板提9.2为矩形薄板，调节件9.4能够带动压浪板9.2上下转动，使得压浪板9.2相对波浪有不同的角度，进而在船体3的船艉产生不同的水动升力，达到控制船体3的低头力矩的目的，实现纵向稳定和平衡。
38.本发明的折叠机构10在使用过程中将实现两个方面的作用：一是实现地效翼7及端板6的折叠，完成双体船与四体船间船型的变形，以适应不同的海况条件和航速要求。即在高(恶劣)海况条件下，地效翼7及端板6折叠脱离水面后可充分发挥槽道式双体滑行船体优良的耐波性能。而在低海况条件及高速或超高航速要求下，放下不折叠的地效翼7及端板6与槽道式双体滑行船体构成四体船型，这样就可以充分发挥出高速或超高航速时地效翼3卸载的作用，这种新概念四体船型与其他高速艇不同之处在于水动升力在从低速到高速的航速变化过程中，是不断减少的。而水动升力的减少部分则由地效翼3产生的气动升力加以补偿，这就是地效翼3卸载作用。所谓地效翼卸载技术就是利用地效翼生产的气动升力来实现减小船体滑行面水动升力的技术。这样槽道式双体滑行船体就逐步抬起升高，减小了船体的水阻力，最终实现高速甚至超高航速要求；二是减小槽道折叠翼船的横向宽度，满足进出港口航道要求及装载要求。折叠装置10将地效翼7及端板6向上折叠后，翼船船体宽度就基本上是槽道式双体滑行船体宽度，仅仅是船体高度增加，但不影响在港口航道的通行以及装载。
39.槽道折叠翼船的四体船型由放下不折叠的地效翼7及端板6与槽道式双体滑行船体构成，该船型在低速时由与水接触的端板6所产生的水动升力提供横向稳定，而在高速巡航时则由地效翼7所产生的气动升力提供横向稳定。在地效翼7及端板6折叠收起后，形成了槽道折叠翼船的双体船型即槽道式双体滑行船体，该船型由槽道式双体滑行船体底部左右两片滑行面所产生的水动升力提供横向稳定，中间的凹形槽道可以提供气动升力，但其所形成的冲压空气层垫仅提升船型的耐波性能。
40.槽道折叠翼船的四体船型的纵向稳定由前翼5、地效翼7和压浪板组件9构成纵向平衡系统来控制和调节，其中前翼5和地效翼7两者共同用于气动升力的纵向稳定平衡，前翼5上的升降舵4用于调节槽道式双体滑行船体上气动升力的平衡。而位于船艉的压浪板组件9则用于调节和控制槽道式双体滑行船体上水动升力的平衡，主要用于高速航行时通过控制压浪板不同的角度来控制槽道式双体滑行船体的低头力矩，从而达到减小船舶的纵向摇摆的目的。槽道折叠翼船的双体船型的纵向稳定则完全由压浪板组件9来控制和调节。
41.以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。