[发明专利]水面无人艇的单柱式上层建筑

说明书

技术领域

本发明涉及一种水面无人艇，用于水面和水下动态监测、水面巡逻和各种作业，具体是这种水面无人艇的单柱式上层建筑结构。

背景技术

无人艇的艇型采用单体船型的较多，由于其排水量及尺度都小，对于外部的风、浪和流等环境特别敏感，高速航行时难以维持良好的运动稳定性，特别是摇荡运动性、动稳性和抗倾覆性，航行经济性较差，在高海况条件下能正常工作的概率较低。此类艇型结构，特别是上层建筑结构没有科学兼顾动稳性、抗倾覆性、感知设备的感知效率和其他性能等要求，只是在需要的时候，搭建一个简单的上层建筑，该简单搭建的上层建筑结构不封闭，一般只有一层感知平台，既无法保护好感知设备，还使得稳定性变差，从而使船舶的整体航行性能降低。

发明内容

   本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供一种水面无人艇的单柱式上层建筑，既能保护好感知设备，水面感知效果好，又能提高水面无人艇的稳定性，具备横向自浮正性能。

本发明通过以下技术方案予以实现：本发明包括支柱和感知平台，有一个全封闭的支柱布置主艇体的甲板上，支柱底部与甲板光滑过渡固定连接，支柱的前后边缘的轮廓线由下至上呈二次抛物线，且水平横截面的面积由下至上逐渐减小，支柱的高度等于主艇体设计水线长的1/2～11/8，支柱的下部前后长度等于主艇体设计水线长的1/4～3/4，支柱的顶部从下至上依次设置三层感知平台，每层感知平台之间由连接柱连接。

支柱的水平横截面的形状在主艇体宽度方向上是左右对称翼型，左右对称翼型的左右宽度与前后长度之比是1/10～1/8。

 本发明具有以下优点：

1、本发明和主艇体完全构成一个整体，加大了艇体的结构强度，使得水面无人艇具有很好的自扶正性能。

2、本发明对于设备的布置提供了较多平台，能提高感知设备的工作时间和效率。

3、通过在内部多余空间全部填充比水密度小的轻质材料，可使得艇体具备抗沉性，还可降低船舶运动过程中的摇荡运动特性，使得水面无人艇具有良好的自扶正和不沉性性能。

4、感知平台的侧向面积大，重心偏低，提高了艇体航行的纵向稳定性。 

附图说明

图1是本发明安装在主艇体甲板上的主视图；

 图2是图1的右视图；

 图3是图1中A-A剖面放大图；

图4是图1中B-B剖面放大图；

图5是图1中的支柱上部向前倾斜的布置图；

图6是图1中的支柱整体向前倾斜的布置图；

图中：1—主艇体；2—支柱；3—第一层感知平台；4—第二层感知平台；5—第三层感知平台；6—连接柱；11—甲板。

具体实施方式

参见图1、2所示，水面无人艇包括主艇体1，主艇体1的设计水线长为L。

在主艇体1的甲板11上面布置一个支柱2，支柱2为全封闭结构，相对于主艇体1，支柱2的形心可以偏后、居中和偏前设置。支柱2底部与主艇体1的甲板11是光滑过渡固定连接，形成一个全封闭艇体，要避免两者连接部的应力集中。支柱2采用碳纤维复合材料等非金属复合材料或铝合金等轻质材料制成。支柱2的前后边缘的轮廓线由下至上呈二次抛物线，并且，支柱2的水平横截面的面积由下至上逐渐减小，使支柱2重心最低，有利于提高纵横稳性。

支柱2的高度h等于设计水线长L的1/2～11/8,对于重心偏高或视距要求高的艇，高度h取上限值，对于重心偏低或视距要求一般的艇，高度h取下限值。

支柱2的下部前后长度L1等于设计水线长L的1/4～3/4,对于重心偏高的艇，长度L1取上限值，对于重心偏低的艇，长度L1取下限值。

在支柱2的顶部从下至上依次设置三层感知平台，分别是最下部的第一层感知平台3、中间的第二层感知平台4和最上部的第三层感知平台5，每层感知平台之间由连接柱6连接，采用螺栓连接，根据需要可以拆卸。第三层感知平台5可用于布置各类天线，第二层感知平台4和第一层感知平台3可用于布置各类环境感知系统设备。

参见图3，支柱2的水平横截面的形状在主艇体1的宽度方向上是左右对称翼型，对称翼型的前后长度是b，左右宽度是a，a/b的比值是1/10～1/8。

三层感知平台3、4、5的纵向截面的形状是在主艇体1的宽度方向上左右对称的矩形、圆形、椭圆形、梯形，图4仅示出梯形状的第三层感知平台5的纵向截面的形状。