[发明专利]一种基于可倾斜双螺旋推进器的高速船

说明书

技术领域

本发明属于船舶推进技术领域，涉及快艇在海上快速和平稳行驶的技术方案，特别涉及一种可调安装角度的外挂螺旋推进器装置及其螺旋推进器平衡分布的方案。

背景技术

数千年来，船舶虽然有了很大的发展，但一直离不开阿基米德原理，始终依赖静浮力支承船重。水的密度大约是空气的800倍，在同样情况下阻力也将是空气中的800倍。而且船在水气界面上航行，会兴起波浪，这一由兴波而引起的阻力一般与航速的6次方成正比，因此提高船舶的航速确有难度。由于影响排水量式水面船只速度的最大因素是兴波阻力，故几乎所有高速船的设计都设法减少与空水临界面的接触面积，或者避开与此临界面的接触。例如水翼船是将船身浮上水面，潜水艇则是潜入水下以避免兴波阻力。

在现有的船舶中，就滑行艇和水翼船与本发明类似。滑行艇高速行驶时，船头上扬，依靠船底与水面间的相对冲力将船托起，由于船底与水面接触面小，水的阻力也就减少，所以船能达到高速。但其也有如下缺陷，由于船速高，船头也较高，驾驶员有一定的危险。只能做小船而不能做大船。由于船头高，本身惧怕风浪，在大浪中容易翻船。水翼船分为浅浸式、割划式、深浸式水翼船。其中以带有自动平衡控制系统的深浸式水翼船的性能最佳。其缺陷有：船必须加速到一定的速度才能使船吃水深度减小，船体减速落下时，兴波阻力与水的其他阻力急剧增大，对船的冲击很大。由于船在行驶过程中水翼所承受的载荷是变化的，因此水翼所产生的升力也是变化的，这就必须有自动平衡控制系统来控制水翼仰角，从而来改变所提供的升力，以达到使船平衡的要求。而该平衡控制系统与飞机上用的类似，其造价非常的昂贵。而且高速船都有在大浪时平衡稳定性差和机动能力差的共性问题。在现代船只的发展过程中，提高行进速度、增加船只行驶稳定性、提高其机动性能一直都是研究的重点。现代螺旋推进器技术和电子技术的进步为船只的高速和稳定的行驶提供了理论基础和技术参考。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明的目的是要提供一种基于可倾斜双螺旋推进器的高速船。该船能解决上述技术中高航速、高速时难平衡稳定、机动能力差和成本高的问题。通过该船前部左右对称分布的可倾斜双螺旋推进器和尾翼螺旋推进器的协作来改变船的吃水深度，从而改变船体所受到的兴波阻力。因此，船体能够实现水面上高速行驶的目的。通过调节尾翼螺旋推进器以实现船体的转向，以及尾翼螺旋推进器和前部双螺旋推进器的协调配合，使船能够在行进过程中保持好的平衡稳定性和高的机动性能。

为了达到本发明的目的所采取的技术方案包括：该高速船包括船体1、前部左右对称的双螺旋推进器3和3′、尾翼螺旋推进器5。主轴2在船体1的中上部位置处，左右对称分布的螺旋推进器3和3′与主轴2相连接。通过驱动主轴2的转动来调节双螺旋推进器3和3′的倾斜角度a。由于存在倾斜角度a，双螺旋推进器的推力可分解为向前的推进力和向上的升力。向上的升力克服船体部分的重力，从而减少船体与水气面的接触面积，即减小吃水深度H，因此能大幅的减少船体所受到的兴波阻力。此外还可以合理改变倾斜角度a，使双螺旋推进器产生的推力有向下的分力，此时会增大船的排水量，从而增加吃水深度H，因此该高速船能够在大风大浪时稳定的航行。而前进方向的推力则克服阻力使船加速而达到高速航行。在船体的尾部，转轴4竖直的安装在船体1的尾部，尾翼螺旋推进器5与转轴4连接，构成尾翼螺旋推进器装置。转轴4转动的角度为c。尾翼螺旋推进器5，可绕连接点在转轴4与尾翼螺旋推进器5轴线所在的平面内转动一定的角度b。通过合理改变角度c与b，实现尾翼螺旋推进器5的推力方向改变。该尾翼螺旋推进器装置实现船的转向功能和配置平衡的作用。同时，船前部对称分部的双螺旋推进器和尾翼螺旋推进器的三点平衡分布和合理的配合使用，可以提高高速船行驶的平衡性和稳定性。

本发明的有益效果在于，船体前部对称的可倾斜式双螺旋推进器能够减小船体的吃水深度H即减小排水量，使船能够在大海中风浪较小时实现高速行驶。同时当风浪较大时，调节双螺旋推进器和尾翼螺旋推进器的倾斜角度，增大吃水深度H，使船能够稳定的行驶。此外，通过增大动力，还能使船体完全下沉至水下行驶，达到在海上隐藏的作用。尾翼螺旋推进器装置不仅可以起到转向作用，还起到与前部双螺旋推进器装置搭配，实现高速船在行驶中保持稳定和平衡的作用。3个螺旋推进器的三角形平衡分布能够使船达到高的机动性能和平衡稳定性。同时，三个螺旋推进器的搭配使用，使得该船具有多种行驶状态。与水翼船相比，该高速船不仅克服了水翼船的缺陷，而且制造成本较小。

附图说明

图1为船只机构运动原理图俯视图