[发明专利]一种三体船

说明书

本发明提出一种三体船，包括由主船体和两个侧船体构成的三体船型、水翼系统和扰流板系统，所述的水翼系统由前水翼、中水翼和后水翼构成，所述的扰流板安装在主船体尾端面底部，通过扰流板控制器实现扰流板在主船体尾端面上的纵向运动，控制扰流板伸出主船体尾端面船底的高度。本发明采用水翼系统和高度可调扰流板配合，产生纵向自稳力矩平衡三体船在高速时产生的纵向摇摆力矩，大大提高了三体船的纵向稳定性。

技术领域

本发明涉及一种三体船，属于复合型高性能船技术领域。

背景技术

排水量在100～600吨、设计航速在40～50节的高速船，因速度较高、总体造价较低，因而在军事和民用两方面都有广泛应用。这种类型的高速船是介于排水型船和滑行艇之间的一种船型，称为过渡船型。常规单体船型为了满足横稳性要求，长宽比一般较小，因而在风浪中的兴波阻力和波浪增阻均较大，在过渡阶段的经济性和安全性均较差。三体船型正是为解决单体船型在高速时的局限性而出现的。

三体船的主船体长宽比较大，为细长体结构，长宽比一般超过10，主船体前部设计为尖锥形，其兴波阻力和波浪增阻均较小，但横稳性不足。为增强其横稳性，在主船体两侧增设两个长宽比更大的小侧船体，由于侧船体的排水量很小，其对三体船的主要作用就是增强三体船的横稳性，对三体船的其他性能影响很小。但常规三体船型也有其局限性，如船体细长，在排水量相同的情况下，湿面积较大，进而导致摩擦阻力较大；又如细长体的垂向阻尼较小，因而在波浪中的摇摆幅度也较大，纵稳性差。

专利CN201710403681.X、CN201710190920.8、CN201610343848.3等，提出采用水翼来降低阻力，在高速时水翼会抬升船体，使船体与水体接触面积减少，从而降低阻力。由于船在航行中的状况多变，固定的水翼适应性较差。可变攻角的水翼可解决此类问题，由自动控制系统根据海面情况、船身姿态、速度、加速度等参数不断调整其攻角，来获取不同的动升力，但这种结构较为复杂，加工成本高。这些专利中并未提到如何提高纵向稳定性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种纵向稳定性高、适应性高且结构简单的三体船。

本发明的技术解决方案：一种三体船，包括由主船体和两个侧船体构成的三体船型、水翼系统和扰流板系统，所述的水翼系统由前水翼、中水翼和后水翼构成，前水翼安装在主船体前部的下方，中水翼跨接在主船体和两个侧船体的中部的下方，后水翼安装在主船体后部的下方，所述的扰流板系统由扰流板和扰流板控制器构成，所述的扰流板安装在主船体尾端面底部，通过扰流板控制器实现扰流板在主船体尾端面上的纵向运动，控制扰流板伸出主船体尾端面船底的高度；

所述的水翼系统的各水翼为固定水翼，所述的水翼系统在三体船航行过程中产生与纵向摇摆力矩方向相反的纵向自稳力矩。

水翼系统产生的纵向自稳力矩能抵消三体船在航行中产生的部分纵向摇摆力矩，有效提高了三体船的纵向稳定性。

本发明通过调节扰流板伸出主船体尾端面船底的高度来产生不同大小的抑制船首向上的纵向力矩，与水翼系统产生的纵向自稳力矩相配合，能有效提高三体船的纵向稳定性。

本发明采用固定水翼，结构简单，配合高度可调的扰流板，提高了三体船能适应航行中的多变状况，解决了固定水翼适应性差的问题。

水翼系统在航行时产生的纵向自稳力矩、攻角之间关系及扰流板产生的纵向力矩可以通过力学计算获得。本领域技术人员可以根据本发明，结合具体设计需求，采用本领域三体船设计公知技术，对水翼系统产生的纵向自稳力矩和扰流板产生的纵向力矩进行分配，从而确定水翼和扰流板。

所述的扰流板伸出船底高度越大，其产生的纵向力矩越大，抑制船首向上的能力越强。