一种高海况下可自适应航行的水翼船

本发明涉及船舶，具体涉及一种高海况下可自适应航行的水翼船。

背景技术：

1、当水翼船处于航行状态，水翼上下表面会产生压强差，为船体提供浮力，将船体抬升，极大地降低水的阻力，从而使船体能够高速航行。

2、由于水翼船通过水翼产生浮力抬升船体，会导致船体本身吃水浅，在航行过程中船舶的重心被升高，因而船体的横向稳定性与抗波浪性均较差，对于水面处的波浪也极为敏感，在较小波高范围便极其容易翻覆，难以通过水翼保证船体对波浪的适应。

3、申请号为202211318063.2的专利公开了一种攻角可调的水翼游钓艇，通过电机驱动以主动调节水翼攻角，由于主动调节具有滞后性(水翼攻角的调节是在艇体发生垂荡后)，在波浪的影响下，可能导致水翼船航速下降、姿态倾斜等后果，甚至可能具有翻覆的危险，因此仍然难以适应在较大波浪水面条件，尤其在恶劣海况下，极易被翻覆。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高海况下可自适应航行的水翼船，增加水翼调节机构，能够根据波浪情况，自适应调节水翼的攻角，产生相对平衡的升力稳定地托举船体，以解决现有技术中，水翼船无法在较大波浪水面条件下航行的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：一种高海况下可自适应航行的水翼船，包括船体，还包括：

3、所述船体的前半部分和后半部分分别设有至少1组第一水翼和/或至少1组第二水翼；所述船体上还设有用于分别控制第一水翼和第二水翼的第一调节机构和第二调节机构；

4、每组所述第一水翼包括2个第一水翼，分别对称设置在所述船体两侧；在航行过程中，所述第一水翼与水面相切，且所述第一水翼位于水中的部分为弧面结构，所述弧面结构朝向船体弯曲；

5、所述第一调节机构用于在所述第一水翼在受到外力时，自动调节第一水翼相对于水平面的倾斜角度以及调节第一水翼攻角的角度；

6、所述第二水翼包括水翼主体和对称设置在水翼主体两侧的尾翼；所述尾翼位于所述船体的下方，所述水翼主体沿着所述船体的几何中心线的竖直剖面设置；在航行过程中，所述尾翼完全浸入水面；

7、所述第二调节机构用于在尾翼受到外力时，自动调节所述尾翼攻角的角度；或用于对所述水翼主体施加外力，来调节所述尾翼攻角的角度。

8、进一步的，所述船体两侧对应第一水翼的位置设有第一支撑件，所述第一水翼的顶部与第一支撑件铰接；第一调节机构包括滑杆已经沿着滑杆滑动的滑块；所述滑杆设置在第一支撑件上，所述滑块和第一水翼之间设有连杆，所述连杆的两端分别和滑块以及第一水翼铰接。

9、进一步的，所述第一调节机构还包括丝杆以及相对于所述丝杆螺纹连接的丝杆螺母；所述第一水翼和所述连杆以及所述第一支撑件铰接的位置都设有第一铰接件和第二铰接件；

10、所述第一铰接件设置在所述第一水翼上，所述第二铰接件与所述第一铰接件铰接，其中铰接轴为第一铰接轴；所述连杆和所述第一支撑件分别与所述第二铰接件铰接，其中铰接轴为第二铰接轴；2个所述第二铰接轴平行设置，2个所述第一铰接轴在同一条直线上；2个所述第一铰接轴分别与2个所述第二铰接轴垂直设置；

11、所述丝杆设置在所述第一水翼上，所述丝杆相对于其中一个第一铰接轴垂直设置；所述丝杆螺母和与其对应的第二铰接件之间设有双连杆机构；所述双连杆机构的一端与所述丝杆螺母铰接，所述双连杆机构的另一端与所述第二铰接件固定连接。

12、进一步的，所述滑杆的两端设有限位结构，用于将所述第一水翼相对于水平面的夹角范围限制在35-55°；所述丝杆的两端设有限位结构，用于将所述第一水翼攻角的角度范围为：0-5°。

13、进一步的，所述第二调节机构的活动端对所述水翼主体施加外力，使得水翼主体发生转动。

14、进一步的，所述第二调节机构为伸缩机构；所述船体内设有第二支架；所述水翼主体向上延伸形成驱动杆；所述第二调节机构与第二支架铰接，所述第二调节机构的活动端与驱动杆铰接，且所述第二调节机构和驱动杆以及水翼主体位于同一平面内。

15、进一步的，所述船体在水面上方设有空气螺旋桨，用于提供船体前进的动力。

16、进一步的，所述空气螺旋桨设有2组，分别设置在所述船体的两侧。

17、进一步的，所述船体两侧分别设有浮筒；所述浮筒与船体之间的距离大于所述前水翼与船体之间的距离。

18、进一步的，所述浮筒的壳体沿着所述船体的航行方向设置为流线型结构本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

19、船体在航行过程中，第一水翼在与波浪相互作用的过程中，自适应调整其与水面相切的角度，能够形成稳定的攻角，使得船体两侧的第一水翼，根据波浪情况提供不同大小的升力，稳定地托举船体，实现对船体俯仰状态的改变，稳定船体的前半部分。

20、进一步地，在船体航行过程中，通过伸缩机构调节尾翼相对于水平面的倾斜角度，与浮筒相配合，共同的对船体的后半部分起到稳定作用。

21、第一水翼、第二水翼和浮筒三者配合，能够将船体的重心调节至稳定状态，保证水翼船在大波浪水面条件下稳定航行。

技术特征：

1.一种高海况下可自适应航行的水翼船，包括船体(1)本体，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的高海况下可自适应航行的水翼船，其特征在于，

3.根据权利要求1或2所述的高海况下可自适应航行的水翼船，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的高海况下可自适应航行的水翼船，其特征在于，

5.根据权利要求3所述的高海况下可自适应航行的水翼船，其特征在于，

6.根据权利要求1或2所述的高海况下可自适应航行的水翼船，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的高海况下可自适应航行的水翼船，其特征在于

8.根据权利要求1所述的高海况下可自适应航行的水翼船，其特征在于，

9.根据权利要求1所述的高海况下可自适应航行的水翼船，其特征在于，

技术总结本发明公开了一种高海况下可自适应航行的水翼船，包括船体，还包括：对称设置在船体两侧的第一水翼，第一水翼设置在船体的前半部分；在航行过程中，第一水翼与水面相切，且第一水翼位于水中的部分为弧面结构；第一调节机构用于调节第一水翼相对于水平面的倾斜角度；还用于调节第一水翼攻角的角度；第二水翼设置在船体的尾部，第二水翼包括水翼主体和对称设置在水翼主体两侧的尾翼；水翼主体竖直设置，其所在平面为船体沿着自身几何中心线的竖直剖面；在航行过程中，尾翼完全浸入水面；第二调节机构，用于调节尾翼攻角的角度。能够根据波浪情况，自适应调节水翼的攻角，产生相对平衡的升力稳定地托举船体。技术研发人员：黄荐,王一伟,王静竹,杜特专,黄晨光,白鹏博,肖志坚受保护的技术使用者：中国科学院力学研究所技术研发日：技术公布日：2024/7/11