一种分体水橇式船舶减阻装置

1.本实用新型涉及船舶航行领域，特别涉及一种分体水橇式船舶减阻装置。


背景技术：

2.随着小型船舶营运对快速性和舒适性要求的不断提高，现在各船舶设计者越来越重视船舶减阻和海浪适应性的耦合问题。小型船舶一般具有多用途的特点，包括游玩、捕鱼、巡逻、施工等，作业场景比较多。传统小型船舶受限于尺度，在风浪较大时不能开展航行作业，降低了经济性；在风浪较小时，缺乏有效的减阻方式提高航行效率。因此小型船舶需要有抬离水面的能力，避开风浪，同时在就地锚泊、靠泊码头时，需要同普通船舶一样适应常规作业操作。
3.相关技术中，目前常用的方法为固定式水橇，利用水橇产生的流体动升力将船体抬离水面，获得降低阻力的效果。但是对于多用途船舶，这种固定式水橇无法胜任多种水深、海洋环境、作业要求的工作。
4.因此，有必要设计一种新型的水橇式船舶减阻装置。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的问题，本实用新型提供了一种分体水橇式船舶减阻装置。
6.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种分体水橇式船舶减阻装置，包括前段水橇、中段水橇、尾段水橇、船体和减阻槽，所述前段水橇、所述中段水橇和所述尾段水橇均为中间厚、两侧薄、底部平的剖面形状，所述前段水橇、所述中段水橇、所述尾段水橇和所述减阻槽均对称设置于所述船体底部左右两侧，所述前段水橇的前端为尖刺状，所述中段水橇位于所述前段水橇与所述尾段水橇之间，所述减阻槽用于回收所述前段水橇、所述中段水橇和所述尾段水橇。
7.具体的，所述前段水橇包括前段伸缩器组、割刃、斜刃和气孔，所述割刃设置于所述前段水橇的前部尖端，所述斜刃设置于所述前段水橇的前部，且与所述割刃固定连接，所述气孔设置于所述前段水橇的上表面。
8.具体的，所述前段伸缩器组的一端与所述前段水橇的上端固定连接，另一端与所述减阻槽固定连接，所述前段伸缩器组的迎流角设置为分水型。
9.具体的，所述前段伸缩器组包括前段液压驱动杆、第一基座、第一承接法兰、气压软管和防回流器，所述前段液压驱动杆通过所述第一承接法兰与所述第一基座连接。
10.具体的，所述气压软管贯穿设置于所述前段伸缩器组内，所述气压软管靠近所述前段水橇的一端设置有所述防回流器。
11.具体的，所述中段水橇包括中段伸缩器组和中段水橇传感器，所述中段伸缩器组的一端与所述中段水橇的上端固定连接，另一端与所述减阻槽固定连接，所述中段伸缩器组的迎流角设置为分水型，所述中段水橇传感器设置于所述中段水橇的前后两端。
12.具体的，所述中段伸缩器组包括中段液压驱动杆、微调防水控制器和微调液压器，
所述微调液压器位于所述中段液压驱动杆的底端。
13.具体的，所述尾段水橇包括尾端伸缩器组，所述尾段伸缩器组的一端与所述尾段水橇的上端固定连接，另一端与所述减阻槽固定连接，所述尾段伸缩器组的迎流角设置为分水型。
14.具体的，所述尾段伸缩器组包括尾段液压伸缩杆、第二基座和第二承接法兰，所述尾段液压伸缩杆通过所述第二承接法兰与所述第二基座连接。
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
16.通过在船舶上设置分体式水橇和减阻槽，能使船舶在多种场景下工作。当船舶需要停泊港口和抛锚作业时，需要将前段水橇、中段水橇和尾段水橇均回收于减阻槽中；当船舶需要加速时，需要将前段水橇释放，前段水橇可产生气泡润滑减阻，并利用水橇的动升力抬升船首，使船舶进入半滑行状态；当船舶需要高速航行时，需要将中段水橇释放，中段水橇不仅可以和前段水橇共同作用，将船体抬升脱离水面，还可以稳固船舶在波浪中的姿态；当船舶需要在风浪中航行时，需要将尾段水橇释放，尾段水橇与前段水橇、中段水橇共同作用，继续抬升船体，使船舶免受波浪影响。分体式水橇通过对船舶进行阻力优化和姿态控制，以此来提升船舶航行适应能力。
附图说明
17.下面结合附图，通过对本实用新型的具体实施方式详细描述，将使本实用新型的技术方案及其有益效果显而易见。
18.图1为本实用新型一种分体水橇式船舶减阻装置的结构示意图；
19.图2为本实用新型一种分体水橇式船舶减阻装置另一视角的结构示意图；
20.图3为本实用新型一种分体水橇式船舶减阻装置的仰视图；
21.图4为本实用新型前段水橇的剖视图；
22.图5为本实用新型前段伸缩器组的俯视图；
23.图6为本实用新型中段水橇的剖视图；
24.图7为本实用新型中段伸缩器组的俯视图；
25.图8为本实用新型尾段水橇的剖视图。
26.图中：10.前段水橇；11.前段伸缩器组；111.前段液压驱动杆；112.第一基座；113.第一承接法兰；114.气压软管；115.防回流器；12.割刃；13.斜刃；14.气孔；20.中段水橇；21.中段伸缩器组；211.中段液压驱动杆；212.微调防水控制器；213.微调液压器；22.中段水橇传感器；30.尾段水橇；31.尾段伸缩器组；311.尾段液压伸缩器杆；312.第二基座；313.第二承接法兰；40.船体；50.减阻槽。
实施方式
27.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术所保护的范围。
28.如图1—图8所示，本实用新型所描述的一种分体水橇式船舶减阻装置，包括前段
水橇10、中段水橇20、尾段水橇30、船体40和减阻槽50，前段水橇10、中段水橇20和尾段水橇30均为中间厚、两侧薄、底部平的剖面形状，前段水橇10、中段水橇20、尾段水橇30和减阻槽50均对称设置于船体40底部左右两侧，前段水橇10的前端为尖刺状，中段水橇20位于前段水橇10与尾段水橇30之间，减阻槽50用于回收前段水橇10、中段水橇20和尾段水橇30。
29.其中，前段水橇10用于产生初始抬升力，释放气泡润滑减阻，前段水橇10包括前段伸缩器组11、割刃12、斜刃13和气孔14，割刃12设置于前段水橇10的前部尖端，用于割除渔网、水草的浅水碍航物，斜刃13设置于前段水橇10的前部，用于启动时快速分离水流，形成脱体水系，且斜刃13与割刃12固定连接，气孔14设置于前段水橇10的上表面，用于将船内部气压站产生的气体释放产生气泡。
30.进一步地，前段伸缩器组11的一端与前段水橇10的上端固定连接，另一端与减阻槽50固定连接，前段伸缩器组11的迎流角设置为分水型，分水型的设置可以降低自身的阻力。
31.进一步地，前段伸缩器组11包括前段液压驱动杆111、第一基座112、第一承接法兰113、气压软管114和防回流器115，前段液压驱动杆111通过第一承接法兰113与第一基座112连接。
32.进一步地，气压软管114贯穿设置于前段伸缩器组11内，气压软管114靠近前段水橇10的一端设置有防回流器115，防回流器115可防止气压不稳对气压站产生损害。
33.其中，中段水橇20用于对波浪作用下船体40的起伏运动引起的前段水橇10产生的抬升减阻效果进行稳固，中段水橇20包括中段伸缩器组21和中段水橇传感器22，中段伸缩器组21的一端与中段水橇20的上端固定连接，另一端与减阻槽50固定连接，中段伸缩器组21的迎流角设置为分水型，分水型的设置可以降低自身的阻力，中段水橇传感器22设置于中段水橇20的前后两端。
34.进一步地，中段伸缩器组21包括中段液压驱动杆211、微调防水控制器212和微调液压器213，微调液压器213位于中段液压驱动杆211的底端。
35.中段伸缩器组21的伸缩量分为大幅调整和微调，大幅调整是根据操纵者指令调整至与前段水橇10匹配，随后自动进入微调状态。通过自适应控制处理器，对船体姿态和中段水橇传感器22采集的数据进行分析，通过微调液压器213实时调整中段伸缩器组21的姿态，以适应海浪产生的变化。
36.其中，后段水橇30用于与前段水橇10和中段水橇20共同作用产生将船体抬升离水的作用力，尾段水橇30包括尾段伸缩器组31，尾段伸缩器组31的一端与尾段水橇30的上端固定连接，另一端与减阻槽50固定连接，尾段伸缩器组31的迎流角设置为分水型，分水型的设置可以降低自身的阻力。
37.进一步地，尾段伸缩器组31包括尾段液压伸缩杆311、第二基座312和第二承接法兰313，尾段液压伸缩杆311通过第二承接法兰313与第二基座312连接。
38.在船舶运行过程中，船舶减阻装置可以分为四种状态。状态一，前段水橇10、中段水橇20、尾段水橇30均回收于减阻槽50，此时与传统船舶无差别，可停泊港口和抛锚作业；状态二，前段水橇10释放，配合气压软管114和气孔14产生气泡，快速润滑船体，并利用水橇的动升力抬升船首，使船舶进入半滑行状态，可用于船舶加速阶段；状态三，中段水橇20释放，与前段水橇10共同作用，将船体抬升脱离水面，使船舶进入掠空状态，激活微调液压器
213适应波浪扰动，可用于高速航行阶段；状态四，尾段水橇30释放，与前段水橇10、中段水橇20共同作用，继续抬升船体，使船舶免受波浪影响，用于风浪中航行。
39.本实用新型提供的一种分体水橇式船舶减阻装置，通过在船舶上设置分体式水橇和减阻槽，能使船舶在多种场景下工作。当船舶需要停泊港口和抛锚作业时，需要将前段水橇、中段水橇和尾段水橇均回收于减阻槽中；当船舶需要加速时，需要将前段水橇释放，前段水橇可产生气泡润滑减阻，并利用水橇的动升力抬升船首，使船舶进入半滑行状态；当船舶需要高速航行时，需要将中段水橇释放，中段水橇不仅可以和前段水橇共同作用，将船体抬升脱离水面，还可以稳固船舶在波浪中的姿态；当船舶需要在风浪中航行时，需要将尾段水橇释放，尾段水橇与前段水橇、中段水橇共同作用，继续抬升船体，使船舶免受波浪影响。分体式水橇通过对船舶进行阻力优化和姿态控制，以此来提升船舶航行适应能力。
40.以上仅为本技术的实施方式，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种分体水橇式船舶减阻装置，其特征在于，包括前段水橇、中段水橇、尾段水橇、船体和减阻槽，所述前段水橇、所述中段水橇和所述尾段水橇均为中间厚、两侧薄、底部平的剖面形状，所述前段水橇、所述中段水橇、所述尾段水橇和所述减阻槽均对称设置于所述船体底部左右两侧，所述前段水橇的前端为尖刺状，所述中段水橇位于所述前段水橇与所述尾段水橇之间，所述减阻槽用于回收所述前段水橇、所述中段水橇和所述尾段水橇。2.如权利要求1所述的船舶减阻装置，其特征在于，所述前段水橇包括前段伸缩器组、割刃、斜刃和气孔，所述割刃设置于所述前段水橇的前部尖端，所述斜刃设置于所述前段水橇的前部，且与所述割刃固定连接，所述气孔设置于所述前段水橇的上表面。3.如权利要求2所述的船舶减阻装置，其特征在于，所述前段伸缩器组的一端与所述前段水橇的上端固定连接，另一端与所述减阻槽固定连接，所述前段伸缩器组的迎流角设置为分水型。4.如权利要求3所述的船舶减阻装置，其特征在于，所述前段伸缩器组包括前段液压驱动杆、第一基座、第一承接法兰、气压软管和防回流器，所述前段液压驱动杆通过所述第一承接法兰与所述第一基座连接。5.如权利要求4所述的船舶减阻装置，其特征在于，所述气压软管贯穿设置于所述前段伸缩器组内，所述气压软管靠近所述前段水橇的一端设置有所述防回流器。6.如权利要求1所述的船舶减阻装置，其特征在于，所述中段水橇包括中段伸缩器组和中段水橇传感器，所述中段伸缩器组的一端与所述中段水橇的上端固定连接，另一端与所述减阻槽固定连接，所述中段伸缩器组的迎流角设置为分水型，所述中段水橇传感器设置于所述中段水橇的前后两端。7.如权利要求6所述的船舶减阻装置，其特征在于，所述中段伸缩器组包括中段液压驱动杆、微调防水控制器和微调液压器，所述微调液压器位于所述中段液压驱动杆的底端。8.如权利要求1所述的船舶减阻装置，其特征在于，所述尾段水橇包括尾段伸缩器组，所述尾段伸缩器组的一端与所述尾段水橇的上端固定连接，另一端与所述减阻槽固定连接，所述尾段伸缩器组的迎流角设置为分水型。9.如权利要求8所述的船舶减阻装置，其特征在于，所述尾段伸缩器组包括尾段液压伸缩杆、第二基座和第二承接法兰，所述尾段液压伸缩杆通过所述第二承接法兰与所述第二基座连接。

技术总结
本实用新型涉及船舶航行领域，特别涉及一种分体水橇式船舶减阻装置，包括前段水橇、中段水橇、尾段水橇、船体和减阻槽，所述前段水橇、所述中段水橇和所述尾段水橇均为中间厚、两侧薄、底部平的剖面形状，所述前段水橇、所述中段水橇、所述尾段水橇和所述减阻槽均对称设置于所述船体底部左右两侧，所述前段水橇的前端为尖刺状，所述中段水橇位于所述前段水橇与所述尾段水橇之间，所述减阻槽用于回收所述前段水橇、所述中段水橇和所述尾段水橇。所述中段水橇和所述尾段水橇。所述中段水橇和所述尾段水橇。


技术研发人员：郑亚雄
受保护的技术使用者：武汉船舶职业技术学院
技术研发日：2023.04.18
技术公布日：2023/6/28