一种安装有海豚跳和横摇抑制装置的高速小艇的制作方法

本发明属于船艇设计技术领域，具体涉及一种安装有海豚跳抑制装置的高速小艇。

背景技术：

高性能小型快艇，因其机动性强、航速高、造价低得到广泛应用，加上其尾迹和雷达的反射面积小、在高速转弯时，依然可以保持稳定等优点。在水面探测领域，展示出了无比广阔的应用前景。

高性能小型快艇排水量往往较小，一般小于10吨，艇体长度一般小于12米。由于其主尺度较小，耐波性能往往较差，由于尾部振动大，会产生剧烈的海豚跳或者横摇，进而影响快艇的快速性和稳定性，削弱其性能。单纯采用尾部压浪板会对海豚跳有抑制效果，但是随之会产生剧烈横摇。

技术实现要素：

本发明提供了一种能够同时抑制横摇和海豚跳问题的高速小艇。

本发明一种安装有海豚跳和横摇抑制装置的高速小艇，包括安装于高速小艇尾部的压浪板，其特征在于，还包括对称安装在高速小艇尾部的舭部外侧的一对尾部减摇鳍；

尾部减摇鳍包括垂直设置的减摇鳍安装平面和减摇鳍作用平面，减摇鳍安装平面固定安装在高速小艇水线面之上，减摇鳍安装平面与舭部紧密配合，减摇鳍安装平面底部与水线面吻合。

作为优选方案，减摇鳍作用平面为矩形，与水相抵触一边设置倒角。

作为优选方案，压浪板包括压浪板支撑平面，压浪板安装平面和压浪板作用平面；压浪板安装平面和压浪板作用平面固定连接，呈一定角度，压浪板支撑平面至少安装在压浪板作用平面和压浪板安装平面的两端，用以支撑压浪板作用平面和压浪板安装平面；压浪板安装平面安装在高速小艇尾部尾封板平面上，压浪板安装平面与尾封板紧密配合，压浪板安装平面底部与尾封板底部线条吻合；压浪板作用平面从尾封板向外延伸，与船底平面的角度α大于等于170度，小于180度

作为优选方案，压浪板作用平面的长度小于300mm。

本发明安装压浪板可以明显的阻滞高速艇尾部的水流，使流动速度变缓，影响的区域可以达到螺旋桨盘面或者喷水口以前。尾部减摇鳍是类似减摇鳍，安装在船体尾部折角位置的装置，通过水流在上产生作用力，从而形成减摇力矩，减小摇摆，以便减少船体横摇。因此，本发明的高速小艇能够有效抑制横摇和海豚跳问题。

附图说明

图1压浪板和尾部减摇鳍安装侧视图；

图2压浪板和尾部减摇鳍安装后视图；

图3压浪板结构分解示意图；

图4图2的a-a向剖视图；

图5尾部减摇鳍结构分解示意图；

图6图1的b-b向剖视图；

图7安装压浪板和尾部减摇鳍前艇运行曲线；

图8安装压浪板和尾部减摇鳍后艇运行曲线；

其中，1为压浪板，2为尾部减摇鳍，3为固定螺栓，4为压浪板作用平面，5为压浪板安装平面，6为减摇鳍作用平面，7为减摇鳍安装平面，8为水线面，9为舭部，10为尾封板，11为倒角。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明一种安装有海豚跳和横摇抑制装置的高速小艇，包括安装于高速小艇尾部的压浪板，还包括对称安装在高速小艇尾部的舭部外侧的一对尾部减摇鳍。

如图5所示，尾部减摇鳍包括垂直设置的减摇鳍安装平面和减摇鳍作用平面。减摇鳍安装平面固定安装在高速小艇水线面之上，减摇鳍安装平面与舭部紧密配合，减摇鳍安装平面底部与水线面吻合。减摇鳍作用平面为矩形，与水相抵触一边设置倒角。

尾部减摇鳍距折角线位置越近，横摇阻尼越大，减摇效果便越好。对深v船型来说，从理论上讲，安装在折角线处的减摇效果最好，但同时还需考虑工程上的安装要求，不能距折角线过近。尾部减摇鳍宽度越大，长度越大，横摇阻尼越大，减摇效果越好，但是随着尾部减摇鳍宽度和长度的增加，其湿表面积越大，船体的摩擦阻力也随之增大，当快艇进入起滑状态，会对航速有很大影响。一般来说尾部减摇鳍的宽度和长度小于0.05wl，wl为水线面长度。减摇鳍安装平面和减摇鳍作用平面安装角度β约90度效果最好，但是也要视实际情况，并通过试验确定合理尺寸。

如图3和图4所示，压浪板包括压浪板支撑平面，压浪板安装平面和压浪板作用平面；压浪板安装平面和压浪板作用平面固定连接，呈一定角度，压浪板支撑平面至少安装在压浪板作用平面和压浪板安装平面的两端，用以支撑压浪板作用平面和压浪板安装平面；压浪板安装平面安装在高速小艇尾部尾封板平面上，压浪板安装平面与尾封板紧密配合，压浪板安装平面底部与尾封板底部线条吻合；压浪板作用平面从尾封板向外延伸，与船底平面的角度α大于等于170度，小于等于180度。压浪板安装平面通过螺栓与尾封板紧固，紧固螺栓预埋在尾封板中。压浪板的安装角α越小，减阻效果越是明显，但是减阻范围没有大的变化一般在5％左右。对于某些艇型，减小安装角会增大艏部兴波，飞溅变得十分严重，会使阻力增加，甚至会破坏滑行状态。安装角要控制到一个合理的范围，一般不小于170°。尾压浪板的长度h1也对滑行艇的阻力有着显著影响，长度的选择首先要考虑到船型的影响，对于排水量系数很小的船型，安装压浪板的必要不大，压浪板主要是靠增加虚长度，减少剩余阻力，但同时摩擦阻力略微增加，适当的设计可以，对于细而长的船型则就不太实用。但是尾压浪板的长度也不是越长越好，可适当的增长，以求得显著的收敛，一味的增长则会使摩擦阻力增加，而剩余阻力却没有更多的减少，使得总阻力增加。对于小艇压浪板长度一般控制在300mm以内。

压浪板和尾部减摇鳍的尺寸和安装角要考虑到其他方面的影响，比如快艇的艇型、纵倾角变化等。对于小型快艇，快速性是其追求的重要指标，剧烈的横摇纵摇会严重影响快艇的快速性，需要通过压浪板和尾部减摇鳍来进行减小，但是湿表面积过大会增大阻力，进而削弱快速性。因此，在尽量减小快艇纵横

压浪板可以改变尾部兴波，减小兴波阻力。其水动力机理可以概括为以下几个方面：

1)压浪板可以明显的阻滞高速艇尾部的水流，使流动速度变缓，影响的区域可以达到螺旋桨盘面或者喷水口以前。

2)压浪板由于增加了船体的湿表面积，增大了船体的摩擦阻力，但是由于船体表面的水流动速度变慢，使得船体表面的水动压力增加，总体阻力减小。

3)压浪板降低了流速，这样就增加了螺旋桨的伴流分数，船身效率增加，螺旋桨的推进效果更加良好。

4)压浪板使得艇体尾部水动压力增加，船尾会略微上倾，船体会有艏倾的趋势，这样重心就会略微升高，对减小航行中的阻力会有好处。

5)压浪板还会改变尾部兴波，减小兴波阻力。

尾部减摇鳍通过水流在上产生作用力，从而形成减摇力矩，减小摇摆，以便减少船体横摇。其水动力机理可以概括为以下几方面：

1)尾部减摇鳍在横摇时会扰动船体周围的流场，使船产生附加阻尼，并借以增加横摇阻尼从而达到减摇的目的。

2)它在任何情况下都有效，在近似共振状态下横摇效果最明显。

3)距折角线位置越近，横摇阻尼越大，减摇效果便越好。安装在折角线处的减摇效果最好。

4)随着尾部减摇鳍宽度的增加，船体阻力随之增加。低速时，船体阻力主要为摩擦阻力，宽度越大的尾部减摇鳍其湿表面积越大，摩擦阻力也越高。随着航速的增加，兴波阻力占总阻力的比重增加，摩擦阻力占总阻力的比例逐渐减小。因由湿表面积增加而引起的阻力增值在总阻力中的比重逐渐下降，故增阻率得以降低。

本发明一种安装有海豚跳和横摇抑制装置的高速小艇，包括压浪板和尾部减摇鳍，相比于单一结构件，可以同时对减小横摇和纵摇有效果。而且，压浪板和尾部减摇鳍装置结构简单，拆卸方便，可以快速换装，没有运动部件，重量对较轻，适合主尺度较小的高速小艇。

实施例

本发明进行试验，证明有良好的减小纵横摇的效果。试验小艇艇长7.5米，宽2.5米，排水量3.7吨，设计航速42节。

压浪板宽755mm，长200mm，安装角175度；尾部减摇鳍长600mm，宽200mm，安装角90度.

安装压浪板和尾部减摇鳍前，试验最大瞬时航速41.00，平均航速35.13，平均横摇3.98，平均纵摇4.89，运行曲线如图7所示。

安装压浪板和尾部减摇鳍后，试验最大瞬时航速39.1，稳定最高平均航速37.55，平均横摇1.650度，平均纵摇3.073度，运行曲线如图8所示。

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