《一种基于可倾斜双螺旋推进器的高速船.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种基于可倾斜双螺旋推进器的高速船.pdf（8页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103010439 A (43)申请公布日 2013.04.03 CN 103010439 A *CN103010439A* (21)申请号 201310010854.3 (22)申请日 2013.01.14 B63H 5/00(2006.01) B63H 5/125(2006.01) (71)申请人 胡文忠 地址 100083 北京市海淀区清华东路 17 号 (72)发明人 胡文忠 (54) 发明名称 一种基于可倾斜双螺旋推进器的高速船 (57) 摘要 本发明涉及一种基于可倾斜双螺旋推进器的 高速船， 属于船舶推进技术领域。 本发明采用该高 速船中上部对称分布的可倾。
2、斜双螺旋推进器， 该 双螺旋推进器可合理倾斜一定的角度， 使得推动 力具有向上的分力和前进方向的分力。向上的分 力克服部分高速船的重力， 减少该船吃水深度而 减少阻力， 前进方向的分力推动船前进。 在该船的 尾部有一个尾翼螺旋推进器， 该尾翼螺旋推进器 可改变倾斜位置， 并与前部双螺旋推进器形成平 衡搭配， 使得该船能平稳的行驶。 该船解决了一般 高速船平衡稳定性差和机动能力差的缺陷， 并具 有可高速行驶、 良好的机动性能和平衡稳定性等 特点。成本较低而具有推广价值。 (51)Int.Cl. 权利要求书 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。
3、利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 3 页 1/1 页 2 1. 一种基于可倾斜双螺旋推进器的高速船， 其特征在于 ： 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) ； 在船体的尾部， 转轴 (4) 竖直的 安装在船体(1)尾部中间， 尾翼螺旋推进器(5)与转轴(4)连接， 转轴4转动的角度为(c)， 尾翼螺旋推进器(5)， 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。
4、合理改变角度 (c) 与 (b) 来调节尾翼螺旋推进器 (5) 的倾斜位置。 权 利 要 求 书 CN 103010439 A 2 1/3 页 3 一种基于可倾斜双螺旋推进器的高速船 技术领域 0001 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 0002 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。
5、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。 0003 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。
6、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。
7、、 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 0004 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。
8、好的平衡稳定性和高的机动性能。 0005 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 说 明 书 CN 103010439 A 3 2/3 页 4 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。
9、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。
10、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。 0006 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。。
11、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 0007 图 1 为船只机构运动原理图俯视图 0008 图 2 为船只机构运动原理图右视图 0009 图 3 为船只正常行驶示意图 0010 图 4 为船只高速行驶示意图 0011 图 5 为船只稳定行驶示意图 0012 图 6 为船只高机动性行驶示意图 0013 图中各标号表示 ： 1、 船体， 2、 主轴， 3、 左螺旋推进器， 3、 右螺旋推进器， 4、 转轴， 5、 尾翼螺。
12、旋推进器， a、 双螺旋推进器倾斜角度， b、 尾翼螺旋推进器与转轴间的夹角， c、 转轴 转动角度， H、 吃水深度。 具体实施方式 0014 下面根据附图对本发明的实施例进行描述。 0015 如图 1 所示， 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， 构成前部双螺旋推进器装置。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。如图 2 所示， 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。
13、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， 使竖直方向的分力向下， 此时会增大高速船的排水量， 因此该船能够在大风大浪 说 明 书 CN 103010439 A 4 3/3 页 5 时稳定的航行 ( 见图 5)。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。
14、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。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， 以提高该船行驶的平衡性和稳定性。 0016 当该高速船工作时有以下几种工作状态 ： 0017 1) 该船处于正常行驶状态时 ： 如附图 3 所示， a 0、 b 0、 c 90， 吃水深 度 H 如图所示。通过改变角度 b 和 c 的大小实现船只的转向和平衡等功能。此时所有螺旋 推进器的推力都作为前进的动力， 船只以一般的速度行驶。2) 该船处于高速行驶状态时 ： 如附图 4 所示， a 0、 b 0、 c 9。
15、0， 该船吃水深度 H 减小而水面阻力大幅减少。通 过改变角度 a 和角度 b， 从而合理的减少吃水深度 H， 使该船能够最大限度的提高航速。同 时， 合理调节角度 a、 b 和 c， 使该船处于稳定平衡的状态。3) 该船处于稳定行驶状态时 ： 如 附图 5 所示， a 0、 b 0、 c 90， 此时吃水深度 H 增加。在大风大浪时， 船只更容 易安全稳定的行驶。合理改变角度 c， 能够实现船只转向和平衡的功能。4) 该船处于高机 动性行驶状态时 ： 如附图 6 所示， a 0、 b 0、 c 90， 船只能够实现一定的高速， 又能够具有转弯半径小， 转弯灵活等良好的机动性能。 说 明 书 CN 103010439 A 5 1/3 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103010439 A 6 2/3 页 7 图 3 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 103010439 A 7 3/3 页 8 图 6 说 明 书 附 图 CN 103010439 A 8 。