一种复杂浅水域电动涵道风扇推进M型高速快艇制造技术

本发明专利技术复杂浅水域电动涵道风扇推进M型高速快艇，在船体底部设计有两条贯通船体底部前后的槽道；船体的尾部左右对称设置两个相同的涵道风扇；涵道的剖面为翼型，且涵道内侧为凸面；每个涵道内分别采用八叶桨布局，每个桨叶的剖面同样为翼型结构；涵道出口设置有方向舵，用于改变快艇前进方向。船身底部另外加装有四个小轮，方便道路运输及在城市内涝救援时通过无水区域。本发明专利技术复杂浅水域电动涵道风扇推进M型高速快艇，解决了将螺旋桨浸没在水中的船只无法通过浅水及沼泽水域的问题；船舱底部设计成M型能有效地减小兴波，进而减小兴波阻力，且使艇体抬升，吃水减小，可有效提高航速；船身底部小轮可以方便快艇道路运输及通过无水区域。

A complex shallow water electric ducted fan propulsion M high speed craft

The complex shallow water field electric culvert fan propelling the M type high speed speedboat is designed in the bottom of the hull with two grooves around the bottom of the ship's body. The tail of the hull is symmetrical with two same duct fans; the section of the culvert is airfoil, and the inside of the culvert is a convex surface; each of the culverts is arranged with eight blade paddles, each in each tunnel. The profile of the blade is also an airfoil structure, and the rudder is arranged at the outlet of the culvert to change the direction of the yacht. The bottom of the hull is additionally equipped with four small wheels to facilitate road transportation and to pass through the waterless area when waterlogging is carried out in the city. The electric culvert fan in the complex shallow water field promotes the M type high speed speedboat, which solves the problem that the ships that soaked the propeller in the water can not pass through the shallow water and the swamps. The cabin bottom is designed to be M effectively to reduce the wave making, and then reduce the wave making resistance, and make the hull lift up, reduce the intake of the water, and improve the ship speed effectively; the ship can increase the speed of the ship effectively. The body bottom wheel can facilitate the speedboat transportation and through the dry area.

【技术实现步骤摘要】
一种复杂浅水域电动涵道风扇推进M型高速快艇
本专利技术属于浅水域快艇
，涉及一种无污染排放、低噪声、高效率、低阻力且安全性能好的复杂浅水域电动涵道风扇推进M型高速快艇，可用于浅水域的科学考察、环境监理、行政执法，也可用于旅游观光、渔猎竞赛，还可以用于城市内涝的救援与运输，水陆两用型快艇。
技术介绍
对于许多浅水域以及遍布水草沼泽的内河湖泊，传统浸没在水中的螺旋桨的推进作用受到了极大的限制，特别是随着旅游观光产业的迅速发展，一些风景优美、水草丰茂、鸟类聚集的浅水湖泊沼泽和滩涂水域却只能使用人力船只载客观光，这就极大地限制了这一产业的发展。除此以外，随着现在国内外城市内涝及其造成的人员及财产损失越来越严重，而普通船只无法在城市内涝复杂水域通行。
技术实现思路
本专利技术提出一种复杂浅水域电动涵道风扇推进M型高速快艇，通过设计涵道风扇、M型船底以及船底增加轮胎的设计实现高效率、低噪声、高稳定性、高鲁棒性。本专利技术复杂浅水域电动涵道风扇推进M型高速快艇，在船体底部设计有两条贯通船体底部前后的槽道；两条槽道之间部分为主船体部分；两条槽道侧壁则是船体的两个围壁；两条槽道内则是水流及气流通道。船体的尾部左右对称设置两个相同的涵道风扇；涵道的剖面为翼型，且涵道内侧为凸面；每个涵道内分别采用八叶桨布局，每个桨叶的剖面同样为翼型结构。本专利技术的优点在于：1、本专利技术复杂浅水域电动涵道风扇推进M型高速快艇，凭借电池及电机驱动，将涵道风扇置于船尾甲板上，避免了浸没在水中螺旋桨推进船只无法通过浅水及澡泽域的问题；2、本专利技术复杂浅水域电动涵道风扇推进M型高速快艇，涵道风扇部分，通过涵道和桨叶的外形设计，满足单涵道风扇产生80kg推力(其中涵道产生约60％推力，桨叶产生约40％推力)；3、本专利技术复杂浅水域电动涵道风扇推进M型高速快艇，船舱底部，打破了船舱平底的传统，将船舱底部设计成M型，M型截面船底能有效地减小兴波，进而减小兴波阻力。高速航行时M型槽道产生的流体动升力作用使艇体抬升，吃水减小，可有效提高航速；船体总阻力小使其更容易超越阻力峰并加速进入滑行状态；4、本专利技术复杂浅水域电动涵道风扇推进M型高速快艇，还在船舱底部加装了轮胎，当船搁浅或者在陆地上转运时，可以保护船只不受损伤且方便运输。附图说明图1是本专利技术复杂浅水域电动涵道风扇推进M型高速快艇整体结构示意图；图2a为本专利技术复杂浅水域电动涵道风扇推进M型高速快艇船底槽道中段截面图；图2b为船底槽道前端截面图；图2c为船底槽道尾端截面图；图3A为船底槽道水流流动示意图；图3B为船底槽道气流流动示意图；图4为本专利技术复杂浅水域电动涵道风扇推进M型高速快艇中涵道结构示意图；图5为本专利技术中涵道的方向舵安装位置示意图；图6为本专利技术复杂浅水域电动涵道风扇推进M型高速快艇中涵道的八叶桨桨叶及涵道剖面翼型图；图7为本专利技术中八叶桨桨叶扭角、相对厚度及相对(涵道直径)弦长的径向分布图；图8为本专利技术中单涵道风扇CFD计算后对称面上的压力分布以及流线图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术作进一步说明。本专利技术复杂浅水域电动涵道风扇推进M型高速快艇，如图1所示，其船体1顶部为船舱2，船舱2上设置座椅3，最大载客数为6人，所述的座椅3周围安装有防护围栏4，目的是保证乘客的安全。所述船体1底部设计有两条贯通船体1底部前后的槽道101，使船体1底部中截面呈M型结构。两条槽道101之间部分为主船体部分，用于排水，为船体1提供浮力；两条槽道101两个脚则是船体1的两个围壁，类似于气垫登陆艇的围裙，起着密封的作用；两条槽道内则是水流及气流通道。图2a、2b、2c分别为两条槽道101中间、前端与尾端截面示意图，可见本专利技术中两条槽道101尺寸相同，槽道101中间位置直径大于尾端直径，且均小于槽道101前端直径。设计上述两条槽道101的目的是提高航行效率并且减小航行时阻力和吃水深度。此外本专利技术还在船体1底部的两侧安装了轮胎5，可以实现水陆两用。图3为船体1底部槽道101水流及气流流动示意图，由图3A中可看出，槽道101可以显著减小兴波及侧向飞溅，在刚性裙体的导引下，槽道101可“吞进”首兴波并捕捉空气，而刚性裙体可以屏蔽中心排水体导致的飞溅，使其控制在槽道101范围之内，这就大大减小了滑行艇的兴波效应，也有利于减小摩擦阻力及压差阻力。图3B为槽道101纵向流动示意，由于槽道101在纵向流道内不断收缩，使得水流及气流在槽道101内受到压缩而产生流体动升力作用使船体1抬升，使船体1“骑乘”在槽道101吸入的水气二相流上，可起到减缓波浪对船体1的砰击的作用。所述船体1的尾部左右对称设置两个相同的涵道6。涵道6的剖面为翼型，且涵道内侧为凸面，目的是利用涵道唇口部位的低压区产生吸力。如图4所示，每个涵道6内分别采用八叶桨7布局，每个桨叶的剖面同样为翼型结构；图6为八叶桨桨叶及涵道6剖面翼型图，其中较大面积的外形是涵道6的剖面外形，较小的是桨叶的剖面外形。在八叶桨7的轮毂8和涵道6内壁之间设置支撑片9，优选采用三支撑片9布局，所述每个支撑片9的剖面为翼型，两端分别与轮毂8和涵道6内壁相连；在涵道6内部安装支撑片9，一方面可以产生气动力来抵消桨叶旋转引起的反扭矩，另一方面将对前方来流变化极为敏感的旋转流场切碎，在支撑叶片的尾部形成相对稳定的气流，增强涵道风扇的推进性能。上述八叶桨7的轮毂8的头部为半球形，中部为圆柱形，尾部为圆锥形。在轮毂8的尾部还增加一个方向舵10，便于控制航行的方向，如图5所示。图7为桨叶剖面翼型扭角、相对厚度及弦长分布，可以看出扭角和弦长均非线性变化，桨叶梢根比为1.2，相对厚度r/R(r为桨叶当地剖面半径，R为桨叶最大半径)为保持不变(为了加工方便没有采用根部加厚)。图8为单涵道风扇CFD计算后对称面上的压力分布以及流线图，可以看出，高速旋转的桨叶导致气流下洗，桨叶上方为低压区，下方为高压区，上下压差形成向上的正推力。除此之外，在涵道唇口处为低压区，产生对涵道内壁的吸力，且在涵道内壁底端为高压区，二者同时对涵道整体产生额外的正推力。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复杂浅水域电动涵道风扇推进M型高速快艇，其特征在于：船体底部设计有两条贯通船体底部前后的槽道；两条槽道之间部分为主船体部分；两条槽道外侧是船体的两个围壁；两条槽道内则是水流及气流通道；船体的尾部左右对称设置两个相同的涵道风扇；涵道的剖面为翼型，且涵道内侧为凸面；每个涵道内分别采用八叶桨布局，每个桨叶的剖面同样为翼型结构；涵道出口为气动方向舵。

【技术特征摘要】
1.一种复杂浅水域电动涵道风扇推进M型高速快艇，其特征在于：船体底部设计有两条贯通船体底部前后的槽道；两条槽道之间部分为主船体部分；两条槽道外侧是船体的两个围壁；两条槽道内则是水流及气流通道；船体的尾部左右对称设置两个相同的涵道风扇；涵道的剖面为翼型，且涵道内侧为凸面；每个涵道内分别采用八叶桨布局，每个桨叶的剖面同样为翼型结构；涵道出口为气动方向舵。2.如权利要求1所述一种复杂浅水域电动涵道风扇推进M型高速快艇，其特征在于：两条槽道尺寸相同，槽道中间位置直径大于尾端直径，且均小于槽道前端直径。3.如权利要求1所述一种复杂浅水域电动涵道风扇推进M型高速快艇，其特征在于：船体顶部为船舱，船舱上设置座椅，座椅周围安装有防护围栏。4.如权利要求1所述一种复杂浅水域...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐强，田云，梅春花，
申请(专利权)人：徐强，梅春花，田云，
类型：发明
国别省市：北京,11