水面高速移动平台系统的制作方法

水面高速移动平台系统
1.航空母舰有几项重要功能：运载军用飞机(一般为舰载战斗机和舰载预警机)及其所需武器油料等物资到战斗区域；舰上跑道及其辅助装置(例如：弹射器)用于上述军用飞机的起降，从而实现其打击能力。在航空母舰跑道上所能够起降的均为特殊设计和制造的飞机，以便适应航空母舰狭小和短距的跑道以及使用弹射器起飞给飞机所带来的额外冲击，因此，上述飞机的航程、升限、攻击能力、预警范围等等诸多指标往往弱于在地面起降的同代、同类型的飞机，且制造成本也普遍较高。大小吨位的普通货船同样具有运送军用飞机和战斗物资的能力，其制造成本远低于航母，有众多种类可供选择，设计和制造该类船只的技术已经非常成熟，对该类船加以改进令到其航速不亚于航母和达到军用标准，技术上均可以实现，剩下来就是如何令到军用飞机能起飞和降落的问题了，一种新技术：水上高速移动平台及其附属装置可以很好解决上述问题。
2.水上高速移动平台主要用于飞机起降，除了航母舰载机、预警机外，也可以起降其它飞机(各类民用飞机、各类军用飞机)。该平台在水面漂浮，平台上载有飞机。该平台装置有一种多级水螺旋桨驱动系统(图1)，令到移动平台的航行速度达至各类飞机的起飞速度，平台上装置锁定装置(图2)，飞机机轮被x轴坐标锁定、y轴坐标锁定，z轴坐标自由运动，该锁定系统采用多柱塞阵列结构，可由气压、液压、电力、电磁等驱动柱塞上下运动以便达到对所搭载飞机实现锁定的功能。飞机达到起飞速度后垂直向上运动完成起飞及与移动平台自动脱离。飞机需要降落时，飞机和移动平台同时装置配对对接装置，例如：甚高频信标定位仪(成熟技术)，对接的过程：移动平台高速运动与待降落飞机最终在同一垂直面进行同步运动，飞机继续下降直至触到平台及降落到平台上，平台上锁定装置立即启动(除机轮正投影部分的柱塞外，其它柱塞上升)将飞机锁定。平台可自主返回母船。移动平台可以选择运载飞机返回母船，或者即时对飞机进行油料和战争耗材补给后让飞机迅速重新起飞并再次投入战斗。平台可以采用有人驾驶、自主(程序)无人驾驶、遥控无人驾驶等多种形式。
3.该移动平台的建立使军用飞机的水面起飞不再受到跑道长度和宽度的限制，且起飞不再依赖弹射。平台的整备质量为m1，飞机的整备质量为m2，飞机降落时的加速度为ng(g为重力加速度)，则平台的浮力储备为m1+nm2，由此可见，该平台的体积非常小，一条普通运输船可以轻而易举携带多个该平台。一个在水中高速运动的平台可以采用全船体漂浮、双体(多体)漂浮、水翼等漂浮和航行方式，其中水翼在高速船有很多应用，并且有速度的前提下，通过水翼的划水获得升力，通过对水翼参数的调整可以获得不同的升力，可以使平台部分或完全离水，缺点是由于飞机降落平台的一刻存在冲击载荷，容易造成平台的失稳或造成平台的下沉触水突然减速。全船体漂浮或双体(多体)漂浮可以通过气幕法和仿生法减少船体与水面的运动摩擦(图3)(图4)。图3中，气幕由接力式出气口，安装在移动平台与水接触部分，可全面积或部分面积安装。出气口和前进方向形成直角或钝角，当气流从出气口喷出时，前进方向上靠前的出气口和它后面紧挨着的出气口产生接力气幕，而相邻出气口之间为0间隙以保证气幕全覆盖。图4纹路可全面积或部分面积设置在移动平台与水接触部分。由于纹路里含有空气，所以其和气幕具有类似的减少摩擦和阻力之机理。移动平台随着速度的增加其阻力也会级数倍增加，除了船身的高速运动所产生的摩擦力，平台前端的型
线也直接影响平台的前进阻力、对动力的需求和对燃料的消耗。水的密度大约为空气的800倍，平台在水中的高速运动，平台前端与水的作用，其机理可以视为在水中高速运动的整流罩。在平台运行速度达到250公里/小时以上，则该整流罩的型线为某一曲率的冯卡门曲线线型，是两条可近似为直线的型线，通过实验，获得其最佳夹角为22.4度(图2)。
4.传统的轮船绝大多数都采用了单极螺旋桨作为驱动装置，其型线为渐开曲线，所包含的参数包括螺距、半径、实度、角速度、线速度等等，装置螺旋桨的船舶其航行速度很难突破200公里/小时。移动平台可以视为一台高速船，只有当其航行速度超过250公里/小时，才能胜任其所搭载飞机的起飞和降落任务，如(图1)所示，第一级螺旋桨其工作原理与普通螺旋桨无异，第二级螺旋桨的实度低于第一级，转速高于第一级，第二级出口的流量、流体速率均大于第一级，第一级叶片和第二级叶片的距离s取决于最终所需要获得的动力以及第二级叶片所能达到的参数，s加大则预混量增加，射流截面积增加(图1)，到达二级叶片的流量亦增加，但射流速率会降低，因此需根据具体需求选取一个最佳数值，其与流量、叶片尺寸之间的关系式为：第一级流量v1，第二级流量为v2，第一级叶片和第二级叶片之间的距离s＝{(3.14xr22/3-3.14xr12/3)xh}/{3.14x(r1/2+r2/2)2}；(r2-r1)/s＝r2/h，显然第二级叶片的半径(a为第二级叶片的横截面积，与射流的横截面积相等)，也可以因应平台对动力的需求加装第三级螺旋桨叶片，其原理和计算公式以此类推。当移动平台装置两台或以上的动力时，平台可以实现无舵转向。


技术特征：
1.一种水上高速移动平台系统，使用多级水螺旋桨驱动系统作为动力，可以是单台，也可以是多台，在水面漂浮及航行，可以有人驾驶，也可按照所设定程序无人自主航行，或无人遥控航行。在该平台上搭载飞机，航行至飞机起飞速度令到飞机起飞并自动脱离平台，且在飞机需要降落时，和飞机在降落方向上同步运行直至飞机降落在该平台上被平台上的锁定装置锁定。2.一种水上高速移动平台系统，使用水螺旋桨驱动系统作为动力，可以是单台，也可以是多台，在水面漂浮及航行，可以有人驾驶，也可按照所设定程序无人自主航行，或无人遥控航行。在该平台上搭载飞机，航行至飞机起飞速度令到飞机起飞并自动脱离平台，且在飞机需要降落时，和飞机在降落方向上同步运行直至飞机降落在该平台上被平台上的锁定装置锁定。3.一种水上高速移动平台系统，使用喷水推进器或泵推进器作为动力，可以是单台，也可以是多台，在水面漂浮及航行，可以有人驾驶，也可按照所设定程序无人自主航行，或无人遥控航行。在该平台上搭载飞机，航行至飞机起飞速度令到飞机起飞并自动脱离平台，且在飞机需要降落时，和飞机在降落方向上同步运行直至飞机降落在该平台上被平台上的锁定装置锁定。4.一种水上高速移动平台系统，使用空气推桨作为动力，可以是单台，也可以是多台，在水面漂浮及航行，可以有人驾驶，也可按照所设定程序无人自主航行，或无人遥控航行。在该平台上搭载飞机，航行至飞机起飞速度令到飞机起飞并自动脱离平台，且在飞机需要降落时，和飞机在降落方向上同步运行直至飞机降落在该平台上被平台上的锁定装置锁定。5.一种水上高速移动平台系统，使用喷气发动机(包括涡喷发动机、涡扇发动机等)作为动力，可以是单台，也可以是多台，在水面漂浮及航行，可以有人驾驶，也可按照所设定程序无人自主航行，或无人遥控航行。在该平台上搭载飞机，航行至飞机起飞速度令到飞机起飞并自动脱离平台，且在飞机需要降落时，和飞机在降落方向上同步运行直至飞机降落在该平台上被平台上的锁定装置锁定。6.一种水上高速移动平台系统，使用电动机作为动力，可以是单台，也可以是多台，在水面漂浮及航行，可以有人驾驶，也可按照所设定程序无人自主航行，或无人遥控航行。在该平台上搭载飞机，航行至飞机起飞速度令到飞机起飞并自动脱离平台，且在飞机需要降落时，和飞机在降落方向上同步运行直至飞机降落在该平台上被平台上的锁定装置锁定。7.一种水上高速移动平台系统的锁定系统，可以对所搭载飞机的机轮进行x轴坐标锁定、y轴坐标锁定，z轴自由运动，该锁定系统采用多柱塞阵列结构，可由气压、液压、电力、电磁等驱动柱塞上下运动以便达到对所搭载飞机实施x轴坐标锁定、y轴坐标锁定、z轴坐标自由运动的功能。8.一种水上高速移动平台系统的锁定系统，可以对所搭载飞机机轮实行x轴坐标锁定、y轴坐标锁定、z轴坐标锁定，可由气压、液压、电力、电磁等驱动方式以便达到对所搭载飞机机轮实施该锁定功能。9.平台和运载货物对所搭载飞机实施加油和补给。10.一种水上高速移动平台系统，为了减少运行时与水面接触而产生的阻力，对平台前端、后端或两端进行型线优化，采用某一曲率冯卡门曲线，可以近似为两条直线，其夹角范
围22.4度
±
15％。11.一种水上高速移动平台系统，为了减少运行时与水面接触而产生的阻力，在平台机体上刻蚀仿生纹(应用举例：鲨鱼尾鳍纹)，或任何其它有助于减少平台在航行时阻力的仿生纹。12.一种水上高速移动平台系统，为了减少运行时与水面接触而产生的阻力，在平台机体上气幕装置，最大限度将水摩擦阻力变为气摩擦阻力，从而有效减少阻力的数值。

技术总结
一种可以搭载飞机的，有动力装置的，水面高速移动平台，该移动平台航行至飞机起飞速度令到所搭载飞机起飞；该移动平台也可以和待降落飞机同步行驶，最终令到待降落飞机降落在移动平台上，被移动平台上的锁定装置将该飞机锁定。定。


技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：梁涛
技术研发日：2021.11.15
技术公布日：2023/5/16