[发明专利]一种超空泡高速舰

说明书

本发明涉及一种超空泡高速舰船，属于高速船舶应用技术领域。包括水下潜体、支架结构和舰体；水下潜体由两个头部装有圆盘空化器、中间圆柱段装有环形空化器的回转体组成；支架结构连接两个水下潜体并搭接在舰体上；舰体横截面设计为小水线面的深V字型，能减小兴波阻力并提高舰的耐波性。当舰体处于静止或低速阶段，旋转转动装置放下平板，通过平板的布置增大水线面积，维持静止时及低速运动时的稳定性。舰体达到一定的速度后，转动装置收紧钢丝绳将平板收回到紧贴舰体表面，减小由平板所引起的兴波阻力及摩擦阻力。同时通过人工通气，圆盘空化器和中间环形空化器及通气装置的辅助作用，产生超空泡包裹潜体，减小潜体摩擦阻力。

技术领域

本发明涉及一种超空泡高速舰船，属于高速船舶应用技术领域。

背景技术

由于水的密度远大于空气密度，导致航行体在水中航行时所受到的阻力是空气中的近850倍。致使现代船舶在航行过程中存在速度慢、航程短、精度低的缺陷。为了减小航行体的阻力，通常从两个思路出发，第一是提高发动机提供的动力，第二是减小航行时受到的阻力。由于发动机功率的限制，因此减小航行阻力成为解决船舶速度慢等问题的主要途径。

超空泡技术就是利用空化原理，让物体被空泡包裹，不再与水直接接触，进而减小航行阻力提高水中物体运动速度的一种技术。人工通气生成超空泡是通过空气压缩机通气增加空泡内的压力，使空泡数减小到超空泡生成所需的数值，同时通过控制空泡内压力达到控制空泡尺度的目的。

常规千吨级军舰为了保证其稳定性一般设计具有较大的水线面，大水线面将带来较大的航行阻力，因此限制了航行速度。而速度是衡量军舰性能的一项重要指标，为了实现高速航行，应该将水线面设计得足够小。小水线面船具有耐波性能良好的特点。此外，还具有噪音小、舒适性好以及航向稳定性好的特点。但由于水线面积过小，使船的静稳性及船在运动时的动稳性变差。因此，设计出一种稳定性好的超空泡高速舰是很必要的。

发明内容

本发明的目的是为了实现在水中高速且稳定航行而提供一种超空泡高速舰船。

本发明的目的是这样实现的：一种超空泡高速舰，包括水下潜体、支架结构和舰体；下潜体对称布置在舰体两侧，下潜体由前部圆锥，中部圆柱，尾部倒圆锥的三段式轴对称回转体构成，下潜体前部圆锥头部装有圆盘空化器，圆盘空化器后有通气气道，中间圆柱装有3个环形空化器，空化器的背流面开设环形通气槽；支架结构连接两个水下潜体并搭接在舰体上，支架结构旁布置有空气压缩机，支架结构内部布置通气管路，通过通气管路连接空化器通气装置和支架旁的空气压缩机；舰体横截面设计为小水线面的深“V”字型，舰体上布置有转动装置、转动轴、支撑杆，在水线高度位置处装有可收放的平板，平板上有自锁装置，平板边缘与舰上转动装置通过钢丝绳连接。

本发明还包括这样一些结构特征：

1、下潜体前部圆锥半锥角为4°～4.5°。

2、下潜体长度和圆柱段直径的比值在11～21之间；下潜体中体圆柱段长度占航行体长度的45％。

3、支架结构由高强度钢制成，由搭接在舰体上的水平段和两侧对称的圆弧段组成，两个相同的支架结构分别连接在下潜体的中间圆柱。

4、支撑杆由转动轴连接在舰体上，通过转动轴使支撑杆与自锁装置搭配，平板处于张开状态时，由支撑杆支撑固定。

5、舰体上布置有雷达系统和操作室。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在超空泡高速舰的水线面高度布置平板增大水线面积。通过支架连接两个下潜体对称布置搭接在舰体上，同时在下潜体上布置空化器，形成超空泡包裹住水下运动的潜体，减小沾湿面积，降低摩擦阻力。在静止时或低速运动时，通过对称布置的平板及下潜体的受浮力产生的力矩来维持舰的稳定性。在高速运动时，通过索吊拉起平板，利用下潜体沾湿部分所受浮力对舰船产生的力矩来维持舰的动稳性。