小水線面半潛復合水面無人艇制造技術

本發明專利技術公開了一種小水線面半潛復合水面無人艇，包括水下潛體、垂直設置在水下潛體中部上的支撐體、固定支撐在支撐體頂部的水面浮體以及設置在水下潛體艉部的推進裝置，水面浮體頂部嵌裝有可升降感知平臺，支撐體兩側自上而下對稱設有三層水翼，上層水翼設置在水面浮體下方，中間層水翼位于上層水翼下方，下層水翼水平設置在支撐體下側。本發明專利技術綜合性能優于單體滑行艇和常規三體艇型無人艇，特別是搖蕩運動性能得到極大改善，其適航性較單體滑行艇和常規三體艇型水面無人艇高60%以上，使得小型無人艇在高海況環境條件下正常作業成為可能。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種無人艇，特指一種用于水上監測的小水線面半潛復合水面無人艇，屬于高性能船舶

技術介紹
水面無人艇是一個可以在復雜海洋環境中執行各種軍用和民用任務的智能化無人平臺，因其體積小、隱形性好，近些年得到世界各國的重視與發展。目前，國內無人艇普遍采用單體滑行艇或常規三體艇型無人艇，單體滑行艇和常規三體艇型無人艇排水量小，靜浮或高速航行時穩定性差(特別是搖蕩運動)，很難在高海況條件下正常工作，大大影響了其適航性，航行經濟性差。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種靜浮或高速航行時穩定性好、適航性好的小水線面半潛復合水面無人艇。本專利技術通過以下技術方案予以實現 一種小水線面半潛復合水面無人艇，包括水下潛體、垂直設置在水下潛體中部上的支撐體、固定支撐在支撐體頂部的水面浮體以及設置在水下潛體艉部的推進裝置，水面浮體頂部嵌裝有可升降感知平臺，支撐體兩側自上而下對稱設有三層水翼，上層水翼設置在水面浮體下方，為倒V形結構，中間層水翼位于上層水翼下方，為V形結構，下層水翼水平設置在支撐體下側；所述支撐體橫剖面為對稱翼形，三層水翼橫剖面均為弓形。本專利技術的目的還可以通過以下技術措施來進一步實現。前述的小水線面半潛復合水面無人艇，其中所述水下潛體為艏部大艉部小的長橢圓柱體，水下潛體長寬比為5 15，寬高比為I. 2 2.6。前述的小水線面半潛復合水面無人艇，其中所述的支撐體橫剖面弦長自下而上逐漸變小，支撐體厚度比自下而上逐漸變大，支撐體高度h等于水下潛體長度L。前述的小水線面半潛復合水面無人艇，其中所述的三層水翼橫剖面弦高a是弦長b的O. 25 O. 4倍。本專利技術有效克服了單體滑行艇和常規三體艇型水面無人艇靜浮及高速航行時運動穩定性差和經濟性差的缺點，其綜合性能優于單體滑行艇和常規三體艇型無人艇，特別是搖蕩運動性能得到極大改善，其適航性較單體滑行艇和常規三體艇型水面無人艇高60%以上，使得小型無人艇在高海況環境條件下正常作業成為可能。本專利技術的優點和特點，將通過下面優選實施例的非限制性說明進行圖示和解釋，這些實施例，是參照附圖僅作為例子給出的。附圖說明圖I是本專利技術靜浮狀態時的側視圖；圖2是圖I的右視 圖3是圖2的A-A剖視 圖4是本專利技術航行狀態時的側視 圖5是圖4的右視 圖6是本專利技術支撐體實施例一側視圖(橫剖面弦長線性變化)； 圖7是本專利技術支撐體實施例二側視圖(橫剖面弦長二次拋物線變化)；具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步說明。 如圖I 圖5所示，本專利技術包括水下潛體I、垂直設置在水下潛體I中部上的支撐體2、固定支撐在支撐體2頂部的水面浮體3以及設置在水下潛體I艉部的推進裝置4，為了保證整艇的良好快速性，水下潛體I為艏部大艉部小的流線型長橢圓柱體，其長寬比為5 15，寬高比為I. 22. 6，長寬比隨著航速的提高而變大，水下潛體I艏部可布置一對可控水平舵，艉部可布置一個可控垂直舵和一個可控水平舵，艇艏、艉的可控水平舵配合使用可以保證本專利技術縱向優良操縱性，同時可以有效消減縱搖運動及其對感知平臺的影響，艇艉可控垂直舵可以實現本專利技術橫向優良航向穩定性和回轉性。水面浮體3為橢球形，其頂部嵌裝有可升降感知平臺5，根據不同任務的需要，可以調節可升降感知平臺5的高度，從而提高監測效率，采用液壓泵或機械裝置推動感知平臺5實現其升降，依據模塊化設計原則，感知平臺5上可以布置導航、通訊和雷達等系統的天線，也可以設置白光攝像、紅外探測和測距儀等傳感器，還可以布置風速風向儀和其他物理傳感器，有助于該無人艇完成多種任務；支撐體2兩側自上而下對稱設有三層水翼6，上層水翼61是助升水翼，設置在水面浮體3下方，為倒V形結構，中間層水翼62是主升水翼，位于上層水翼61下方，為V形結構，具有補強橫穩性的功能，下層水翼63是主升水翼，水平設置在支撐體2下側，三層水翼6橫剖面均為弓形，其弦高a是弦長b的O. 25 O. 4倍，保證高速航行的水面浮體3升高和橫向穩定性。如圖6、圖7所示，支撐體2橫剖面為對稱翼形，橫剖面弦長自下而上按線性或二次拋物線規律逐漸變小，支撐體2厚度比自下而上按線性規律逐漸變大，支撐體高度h等于水下潛體長度L，這樣既能實現支撐體2良好的阻力性能，又能保證支撐體2的結構強度；推進裝置4為一個或兩個大直徑螺旋槳，可獲得很高的推進效率，為了保證推進系統的可靠性，也可以布置雙推進器，推進器可以選用噴水推進、導管槳、對轉槳、可調槳和普通槳等，具體參數根據綜合技術經濟性原則確定，為了降低推進系統的噪聲，提高隱身性能，可選擇噴水推進系統。如圖I、圖2所示，靜浮狀態時，水下潛體I、支撐體2以及三層水翼6均處于水面以下，水面浮體3漂浮在水面上；如圖4、圖5所示，高速航行時，隨著航速加大，在三層水翼6和水動力支承作用下，水面浮體3脫離水面逐漸升高，上層水翼61、中層水翼62和下層水翼63在水中位置逐漸升高，當航速增加到一定臨界值時，上層水翼61完全脫離水面，位于水翼割劃水面之上，中層水翼62上升至水翼割劃水面，下層水翼63其位置始終在水下，僅僅是位置有一定提升，屬于深水翼工作狀態，此時，水面浮體3上升至最高位置，從而完成監測任務。本專利技術采用玻璃鋼或碳纖維等輕質復合材料，可以大大減少艇體重量，大幅增加有效搭載載荷，為增加更多的功能模塊提供了可用空間。本專利技術整體全封閉并且水密，水下潛體I的排水量占全部排水量的80-88%，水下潛 體I及其中布置的設備儀器等總重量占該艇重量的85-92%，使得艇體重心垂向位置大約在水下潛體I上表面附近，重心離水面距離大，為實現良好的縱、橫向穩性奠定了基礎。除上述實施例外，本專利技術還可以有其他實施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本專利技術要求的保護范圍內。權利要求1.一種小水線面半潛復合水面無人艇,其特征在于包括水下潛體、垂直設置在水下潛體中部上方的支撐體、固定支撐在所述支撐體頂部的水面浮體以及設置在水下潛體艉部的推進裝置，水面浮體頂部嵌裝有可升降感知平臺，支撐體兩側自上而下對稱設有三層水翼，上層水翼設置在水面浮體下方，為倒V形結構，中間層水翼位于上層水翼下方，為V形結構，下層水翼水平設置在支撐體下側；所述支撐體橫剖面為對稱翼形，三層水翼橫剖面均為弓形。2.如權利要求I所述的小水線面半潛復合水面無人艇，其特征在于所述水下潛體為艏部大艉部小的長橢圓柱體，水下潛體長寬比為5 15，寬高比為I. 2 2. 6。3.如權利要求I所述的小水線面半潛復合水面無人艇，其特征在于所述支撐體橫剖面弦長自下而上逐漸變小，支撐體厚度比自下而上逐漸變大，支撐體高度h等于水下潛體長度L。4.如權利要求I所述的小水線面半潛復合水面無人艇，其特征在于所述三層水翼橫剖面弦高a是弦長b的O. 25 O. 4倍。全文摘要本專利技術公開了一種小水線面半潛復合水面無人艇，包括水下潛體、垂直設置在水下潛體中部上的支撐體、固定支撐在支撐體頂部的水面浮體以及設置在水下潛體艉部的推進裝置，水面浮體頂部嵌裝有可升降感知平臺，支撐體兩側自上而下對稱設有三層水翼，上層水翼設置在水面浮體下方，中間層水翼位于上層水翼下方，下層水翼水平設置在支撐體下側。本專利技術綜合性能優于單體滑行艇和常規三體艇型無人艇，特別是搖蕩運動性能得到極大改善，其本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種小水線面半潛復合水面無人艇，其特征在于：包括水下潛體、垂直設置在水下潛體中部上方的支撐體、固定支撐在所述支撐體頂部的水面浮體以及設置在水下潛體艉部的推進裝置，水面浮體頂部嵌裝有可升降感知平臺，支撐體兩側自上而下對稱設有三層水翼，上層水翼設置在水面浮體下方，為倒V形結構，中間層水翼位于上層水翼下方，為V形結構，下層水翼水平設置在支撐體下側；所述支撐體橫剖面為對稱翼形，三層水翼橫剖面均為弓形。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊松林，朱仁慶，崔健，王保明，
申請(專利權)人：江蘇科技大學，
類型：發明
國別省市：