单喷水推进器的水面单体无人艇.pdf

1、(10)申请公布号 CN 103612705 A (43)申请公布日 2014.03.05 CN 103612705 A (21)申请号 201310668385.4 (22)申请日 2013.12.11 B63B 1/24(2006.01) B63B 39/06(2006.01) (71)申请人 江苏科技大学 地址 212003 江苏省镇江市梦溪路 2 号 (72)发明人 杨松林 吴艳 王保明 俞强 (74)专利代理机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 代理人 楼高潮 (54) 发明名称 单喷水推进器的水面单体无人艇 (57) 摘要 本发明公开一种单喷水推进器的水面单体无 人艇，

2、 艇艉中部的正下方连接复合稳定鳍， 复合稳 定鳍由附体和机翼构成， 附体是相对于艇底左右 对称且垂直艇底， 附体上端与艇底无缝连接， 附体 下端固定连接水平布置的机翼， 机翼是相对于附 体左右对称 ； 机翼和附体上开有进水流道， 进水 流道的进水口在机翼底部偏前部， 进水口通过进 水流道与出水口相通， 由于机翼的作用， 产生了附 加升力， 进一步提高了滑行效率， 复合稳定鳍对于 艇的航向稳定性和消减横摇幅度等都有利， 有效 克服了目前基于喷水推进的水面无人滑行艇滑行 效率低的缺点， 其快速性优于目前基于喷水推进 的水面无人滑行艇， 明显改善了航向稳定性和适 航性。 (51)Int.Cl. 权利

3、要求书 1 页 说明书 3 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103612705 A CN 103612705 A 1/1 页 2 1. 一种单喷水推进器的水面单体无人艇， 包括主艇体 （2） ， 喷水推进器的出水口 （34） 在艇艉部的主艇体 （2） 上， 其特征是 ： 艇艉中部的正下方连接复合稳定鳍 （3） ， 复合稳定鳍 （3） 由附体 （32） 和机翼 （31） 构成， 附体 （32） 是相对于艇底左右对称且垂直艇底， 附体 （32） 上端与艇底无缝连接， 附体 （32） 下端固

4、定连接水平布置的机翼 （31） ， 机翼 （31） 是相对于附 体 （32） 左右对称 ； 机翼 （31） 和附体 （32） 上开有进水流道， 进水流道的进水口 （33） 在机翼 （31） 底部偏前部， 进水口 （33） 通过进水流道与出水口 （34） 相通。 2.根据权利要求1所述的单喷水推进器的水面单体无人艇， 其特征是 ： 复合稳定鳍 （3） 长度占设计水线长的 1/4-2/5。 3. 根据权利要求 1 所述的单喷水推进器的水面单体无人艇， 其特征是 ： 附体 （32） 长 度是设计水线长的 0.2-0.3， 左右宽度和长度之比为 1/10-1/4， 附体 32 高度等于艇宽的 1/3-

5、3/4。 4. 根据权利要求 1 所述的单喷水推进器的水面单体无人艇， 其特征是 ： 机翼 （31） 左 右宽度等于艇宽的 1/3-2/3， 前后长度为 0.2L-0.4L， L 是设计水线长， 高度和长度之比为 1/20-1/10。 5. 根据权利要求 1 所述的单喷水推进器的水面单体无人艇， 其特征是 ： 与复合稳定鳍 （3） 连接部分的主艇体 （2） 底部采用水平形或开口朝上的 V 型、 圆弧形。 权 利 要 求 书 CN 103612705 A 2 1/3 页 3 单喷水推进器的水面单体无人艇 技术领域 0001 本发明涉及一种船艇， 特指一种用于水面动态监测各种作业的具有单喷水推进器

6、 的水面单体无人艇。 背景技术 0002 目前， 水面无人艇一般采用单体型， 由于艇型的排水量及其尺度都小， 对于外部的 风、 浪和水流的环境特别敏感， 在风浪中摇荡运动幅度大。为保持比较稳定的航速， 对于排 水型船艇， 一般在艇体底部加装喷水推进器。 由于水面单体无人艇的吨位小， 航行时一般都 处于半滑行或完全滑行状态， 此时， 简单地在原半滑行或滑行艇体的本身直接加装喷水推 进器， 进水口在滑行面上， 就破坏了滑行面， 使得阻力增大， 从而导致艇的滑行效率和快速 性大幅下降。 发明内容 0003 本发明的目的是为克服现有水面单体无人艇存在滑行效率和快速性的问题， 提供 一种单喷水推进器的尾

7、部艇体底部具有复合稳定鳍的水面单体无人艇， 进水口在滑行面之 下， 具有优良快速特性。 0004 本发明通过以下技术方案予以实现 ： 包括主艇体， 喷水推进器的出水口在艇艉部 的主艇体上， 艇艉中部的正下方连接复合稳定鳍， 复合稳定鳍由附体和机翼构成， 附体是相 对于艇底左右对称且垂直艇底， 附体上端与艇底无缝连接， 附体下端固定连接水平布置的 机翼， 机翼是相对于附体左右对称 ； 机翼和附体上开有进水流道， 进水流道的进水口在机翼 底部偏前部， 进水口通过进水流道与出水口相通。 0005 本发明由于短机翼的作用， 产生了附加升力， 进一步提高了滑行效率。 艉部艇底复 合稳定鳍对于艇的航向稳定

8、性和消减横摇幅度等都有利， 有效克服了目前基于喷水推进的 水面无人滑行艇滑行效率低的缺点， 其快速性优于目前基于喷水推进的水面无人滑行艇， 明显改善了航向稳定性和适航性。 附图说明 0006 图 1 是本发明所述单喷水推进器的水面单体无人艇的主视图 ； 图 2 是图 1 的右视放大图 ； 图 3 是图 2 中 N-N 局部剖视放大图 ； 图 4 是图 1 中 F-F 剖面放大图 ； 图 5 是图 2 中 M-M 剖面放大图，（a） 图是机翼为弓型，（b） 图是机翼为翼型 ； 图 6、 7、 8 是图 1 中尾部艇体底部轮廓的左视图 ； 图中 ： 1 上层建筑， 2主艇体， 3复合稳定鳍， 31

9、机翼， 32附体， 33进水口， 34出水口。 说 明 书 CN 103612705 A 3 2/3 页 4 具体实施方式 0007 参见图 1、 2 所示， 本发明包括主艇体 2 和上层建筑 1， 主艇体 2 的设计水线长为 L， BL 是基线， 上层建筑 1 主要设置在艇体的中前部， 上层建筑 1 主要设置在艇体的中前部， 以 便有良好的视野。 0008 喷水推进器的出水口 34 在艇艉部的主艇体 2 上。在艇艉中部的正下方连接复合 稳定鳍 3， 主艇体 2 的底部由具有复合稳定鳍 3 的部分与不具有复合稳定鳍的部分构成， 具 有复合稳定鳍 3 的部分长度约占设计水线长 L 的 1/4-2

10、/5, 该长度的确定主要根据选用的 喷水推进器进出水流道的长度而定， 一般比喷水推进器进出水流道的长度大 15-20%， B 为 设计水线宽。 0009 复合稳定鳍3由附体32和机翼31构成， 附体32和机翼31采用机械连接方式连为 整体， 机翼 31 和附体 32 由钢质、 铝合金或非金属复合材料制成， 机翼 31 是实心整体部件。 附体 32 垂直于艇底， 附体 32 上端与艇底无缝连接， 附体 32 下端固定连接机翼 31， 机翼 31 水平布置。附体 32 是相对于艇底左右对称的流线型附体， 机翼 31 是相对于附体 32 左右对 称。 0010 参见图 3 所示， 机翼 31 和附体

11、 32 上开有进水流道， 进水流道的进水口 33 在机翼 31 底部偏前部， 进水口 33 通过进水流道与主艇体 2 上的出水口 34 相通。水流方向如图 3 中箭头所示。附体 32 高度 h 等于艇宽 B 的 1/3-3/4， 对于高速排水或半滑行艇此高度 h 取 上限值， 而对于滑行艇此高度 h 取下限值。 0011 参见图 4 所示， 附体 32 的横截面是左右对称的流线型， 横截面从前后至中间逐渐 增大。附体 32 的长度 b 是设计水线长 L 的 0.2-0.3， 左右宽度 a 和长度 b 之比为 1/10-1/4。 对于高速排水或半滑行艇此比值取上限值， 而对于滑行艇此比值比取下限

12、值。 0012 参见图 2 和图 5 所示， 机翼 31 的纵截面为弓型 （图 5a） 或翼型 （图 5b） ， 机翼 31 左 右宽度 c 等于艇宽 B 的 1/3-2/3， 前后长度 b1 为 0.2L-0.4L， 从中部沿宽度方向等长或减缩 分布， 其高度 a1 和弦长 b1 之比为 1/20-1/10。对于重心靠后， 或处于半滑行或滑行下限区 域的艇， 宽度 c 取上限值、 高度 a1 和弦长 b1 比也取上限值， 而对于重心偏后， 或处于滑行中 上限区域的艇， 其宽度 c 取下限值、 高度 a1 和长度 b1 比也取下限值。 0013 参见图 6、 7、 8 所示， 与复合稳定鳍 3

13、 连接部分的主艇体 2 底部采用水平形或开口 朝上的 V 型、 圆弧形。对于重心靠后， 或处于半滑行或滑行下限区域艇， 底部宜采用水平形 （图8） ， 而对于重心偏后， 或处于滑行中上限区域艇， 底部宜采用V型 （图6） 或圆弧形 （图7） 。 0014 不具有复合稳定鳍 3 部分的底部线型， 从艏部至尾部 60-75% 长度范围横剖线采 用 V 型、 水平型、 圆弧形、 梯形 （图 7e） 。对于艇重心偏后或处于半滑行区域艇， 艏部至尾部 60-75% 长度范围宜采用 V 型或水平型 ； 对于重心偏后或处于滑行区域艇， 宜采用 V 型、 水平 型或圆弧形 ； 而对于艇重心靠后， 或处于滑行中

14、上限区域艇， 采用 V 型或、 水平型、 圆弧形或 梯形。 0015 对于航行环境比较恶劣 （例如 ： 风浪较大等） 的条件下， 主艇体 2 舷侧横剖线从艏 部至尾部可采用渐增式曲线外张型过渡到直线外张型， 而对于航行环境一般条件下， 主艇 体 2 舷侧横剖线从艏部至尾部也可以分别采用直线外张型图过渡到直线外张型或一般曲 线外张型过渡到渐增式曲线外张型。 0016 尾部艇体底部具有复合稳定鳍 3 的单喷水推进器水面单体无人滑行艇型， 其复合 说 明 书 CN 103612705 A 4 3/3 页 5 稳定鳍 3 将原喷水推进器水面滑行艇在滑行面上进水口下降到底面机翼 31 上， 将进水口 3

15、3 与滑行面拉开了距离， 使得滑行面没有破坏， 从而有效的改善了滑行效果， 降低了航行阻 力， 从而提高了艇的快速性 ； 由于机翼 31 的作用， 产生了垂直向上的附加升力， 使得艇体底 部更利于滑行， 从而进一步提高了滑行效能 ； 另外， 艉部艇底复合稳定鳍 3 相当于尾部一个 舵， 它对于艇的航向稳定性和消减横摇幅度等都是有利的。所以能有效地克服目前基于喷 水推进的水面无人滑行艇滑行效率低和航行经济性差的的致命缺点。 说 明 书 CN 103612705 A 5 1/3 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103612705 A 6 2/3 页 7 图 3 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 103612705 A 7 3/3 页 8 图 6 图 7 图 8 说 明 书 附 图 CN 103612705 A 8