本發(fā)明屬于水上運輸領域，尤其是涉及一種水上高速運載工具。

背景技術：

“超空泡艦船”是讓艦船的整個船體表面為氣泡所覆蓋，使船體不直接與水接觸，減少水阻力，提高航速。

“超空泡艦船”這種水上高速運載工具，也叫水翼快艇。水翼快艇艇底裝有水翼，靠水翼產生的水動力來支撐艇體重量，使艇體離開水面，以減少水阻力，提高航速。但是，水翼快艇的水翼還浸沒在水里，還受到水摩擦阻力作用，不能大幅度提高航速。設想中的超空泡水翼快艇是讓艇底的水翼處于“超空泡”狀態(tài)，不讓水翼與艇體直接接觸，以減少水阻力，使水翼快艇的速度提高一倍以上。同時結合地效應飛行器、水上f1賽艇，和沖浪滑板等結構，本發(fā)明提出一種減少水阻力，從而提高船速的結構。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種水上高速運載工具，以減少水阻，提高船速。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：

一種水上高速運載工具,包括艇體、艇體水位調節(jié)系統(tǒng)和水下推力系統(tǒng)，艇體水位調節(jié)系統(tǒng)包括若干個受驅動沿豎直方向升降的升降架，升降架上端通過安裝架固定在艇體上，升降架下端固接有用于安裝水下推力系統(tǒng)的水下主體框架；水下主體框架還鉸接有承載平衡板，并設有調節(jié)承載平衡板與水平面間夾角的轉動控制裝置。

進一步的，所述轉動控制裝置包括液壓缸，液壓缸一端鉸接在水下主體框架上，另一端鉸接在承載平衡板上?；蛘咚鲛D動控制裝置包括伸縮桿，伸縮桿包括絲桿，以及分別安裝在絲桿兩端的固定筒和連接頭，固定筒套設在絲桿一端外并與絲桿螺紋連接，連接頭套設在絲桿另一端外并與絲桿轉動連接且軸向固定，固定筒鉸接在水下主體框架上，連接頭鉸接在承載平衡板。

進一步的，所述承載平衡板包括主調節(jié)板和副調節(jié)板，主調節(jié)板位于副調節(jié)板前方，且主調節(jié)板承受水阻力的有限面積大于副調節(jié)板的受水阻力的有限面積。

進一步的，所述主調節(jié)板上設有左右平衡微調系統(tǒng)，左右平衡微調系統(tǒng)包括兩塊左右對稱設置的副翼板，以及調節(jié)副翼板與水平面間夾角的旋轉調節(jié)裝置；主調節(jié)板在尾端的兩側各開有用于安裝副翼板的開口。

進一步的，所述旋轉調節(jié)裝置包括受電機驅動的齒輪，副翼板鉸接一端形成有與齒輪嚙合的多個輪齒。

進一步的，所述主調節(jié)板包括上下平行設置的兩塊翼板，兩塊翼板間還設置有鉸接桿，鉸接桿兩端分別與兩塊翼板鉸接，且每塊翼板與鉸接桿的鉸接點到與水下主體框架的鉸接點距離均一致。

進一步的，所述升降架包括主桿、兩條第一鉸接桿以及兩條第二鉸接桿；平行設置的兩條第一鉸接桿一端分別與安裝架鉸接，另一端分別與主桿的兩端鉸接；平行設置的兩條第二鉸接桿一端與分別水下主體框架鉸接，另一端分別與主桿的兩端鉸接。

進一步的，所述升降架共有兩個，并一前一后分布在艇體的中軸線下方，兩個升降架共同與一個水下主體框架固接；每個升降架設一個活塞缸，活塞缸的缸體與安裝架鉸接，其活塞桿與任意一條鉸接桿鉸接，且兩個升降架的第一鉸接桿受活塞缸推拉而轉動的旋向相反?；蛘撸雒總€升降架設有一個伸縮缸，伸縮缸包括受電動機驅動的螺桿，以及分別安裝在螺桿兩端的固定套和連接套，固定套套設在螺桿一端外并與螺桿螺紋連接，連接套套設在螺桿另一端外并與螺桿轉動連接且軸向固定，固定套與安裝架鉸接，連接套與任意一條鉸接桿鉸接。

相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明所述的水上高速運載工具具有以下優(yōu)勢：

(1)本發(fā)明所述的水上高速運載工具，具有高速的深水前進模式和低速的進出港模式；處于深水前進模式時，升降架伸展，水下主體框架上的水下推力系統(tǒng)高功率輸出，轉動控制裝置轉動調節(jié)承載平衡板，使調節(jié)承載平衡板與水平面夾有夾角，從而調節(jié)承載平衡板將水阻力分解出一個使整個運載工具浮起的分力，當速度足夠，該分力使艇體上浮并脫離水面，從而減少艇體的水阻，增大艇體的速度，在此過程中利用升降架進一步太高艇體的高度，保證艇體可以脫離水面、越過浪頭，增加艇體的速度；處于進出港模式時，升降架收縮，水下推力系統(tǒng)低功率輸出，推動漂浮在水面上的艇體移動，進行小范圍移動。

(2)本發(fā)明所述的正反水下推力系統(tǒng)，作為備用的推力設備，防止艇體的拋錨。

(3)本發(fā)明所述的主調節(jié)板承受水阻力較大，因此其有限面積較大，提供主要的分力；而副承受水阻力較小，因此其有效面積，提供輔助的分力，兩處的分力一同使艇體上浮并脫離水面，保證艇體的穩(wěn)定。另外增大主調節(jié)板有限面積的方法，除增加每塊翼板的面積外，亦可以增加翼板的數(shù)量。

(4)本發(fā)明所述的左右平衡微調系統(tǒng)，其副翼板微調平衡，保證艇體的平衡。

(5)本發(fā)明所述艇體成流線型設置，減少深水前進模式時的風阻、進出港模的水阻和風阻，調高水下推力系統(tǒng)的效率。

附圖說明

構成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：

圖1為實施例1所述的深水前進模式下水上高速運載工具側視圖；

圖2為實施例1所述的深水前進模式下水上高速運載工具正視圖；

圖3為實施例1所述的水上高速運載工具附視圖；

圖4是為顯示實施例1中承載和平衡系統(tǒng)的結構所作的圖1中a部的放大圖a；

圖5為實施例1所述的進出港模式下水上高速運載工具側視圖；

圖6為實施例2所述的深水前進模式下水上高速運載工具側剖視圖；

圖7為實施例2所述的深水前進模式下水上高速運載工具正視圖；

圖8為實施例2所述的深水前進模式下水上高速運載工具仰視圖；

圖9是為顯示左右平衡微調系統(tǒng)結構所作的圖6中b部的放大圖b；

圖10是實施例2所述的進出港模式下水上高速運載工具側視圖；

圖11是實施例3所述的進出港模式下水上高速運載工具側視圖；

圖12是為顯示實施例3中伸縮桿結構所作的圖11中c部放大圖c。

附圖標記說明：

1、艇體；11、船艙；12、浮體；13、凹口；14、安裝架；15、尾翼；151、渦輪發(fā)動機；2、艇體水位調節(jié)系統(tǒng)；21、升降架；a、主桿；b、第一鉸接桿；c、第二鉸接桿；211、水下主體框架；22、液壓缸；23、伸縮缸；231、螺桿；232、固定套；233、連接套；3、水下推力系統(tǒng)；4、方向調節(jié)系統(tǒng)；5、承載和平衡系統(tǒng)；51、承載平衡板；511、主調節(jié)板；5111、翼板；5112、鉸接桿；512、副調節(jié)板；513、開口；52、液壓缸；53、伸縮桿；531、絲桿；532、固定筒；533、連接頭；6、正反水下推力系統(tǒng)；7、左右平衡微調系統(tǒng)；71、副翼板；711、輪齒；72、齒輪；8、水面。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領域的普通技術人員而言，可以通過具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。

下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發(fā)明。

實施例1：一種水上高速運載工具,如圖1所示，包括艇體1、艇體水位調節(jié)系統(tǒng)2和水下推力系統(tǒng)3。

結合圖2和圖3所示，艇體1包括船艙11以及設置于船艙11底部兩側的兩個浮體12，兩個浮體12間形成有凹口13，浮體12和凹口13表面均成流線型設置。

艇體水位調節(jié)系統(tǒng)2包括四個升降架21，并由活塞缸22推拉使其伸縮。四個升降架21均勻設置艇體1的兩側。升價架21包括主桿a、兩條第一鉸接桿b以及兩條第二鉸接桿c；平行設置的兩條第一鉸接桿a一端分別與安裝架鉸接，另一端分別與主桿a的兩端鉸接；平行設置的兩條第二鉸接桿c一端與分別水下主體框架211鉸接，另一端分別與主桿a的兩端鉸接。每個升降架21安裝兩個活塞缸22，其中一個的缸體鉸接在安裝架14上，其活塞桿鉸接任意一條第一鉸接桿b；另一個的缸體鉸接在任意一條第二鉸接桿上，其活塞桿鉸接任意一條第一鉸接桿b。而且下活塞缸的活塞桿也可以鉸接在安裝架14上或主桿a上。這樣升降架21形成上、下且共邊的兩個平行四邊形，受活塞缸22驅動沿豎直方向升降。

每個升降架21各與一個水下主體框架211固接。每個水下主體框架211的尾端各安裝水下推力系統(tǒng)3，水下推力系統(tǒng)3可以采用現(xiàn)有的泵噴推進系統(tǒng)、磁流體推進和高速光纖指令傳輸系統(tǒng)中任意一種或任意幾種的組合。

方向調節(jié)系統(tǒng)4，即舵葉，其也轉動安裝在水下主體框架211上。舵葉既可以如圖中所示安裝在每個水下推力系統(tǒng)3的正前方，也可以安裝在每個水下推力系統(tǒng)3的正后方。

結合圖1和圖4所示，每個水下主體框架211在前端還安裝有承載和平衡系統(tǒng)5，承載和平衡系統(tǒng)5包括承載平衡板51，以及調節(jié)承載平衡板51與水平面間夾角α的轉動控制裝置。

承載平衡板51與水下主體框架211鉸接，轉動控制裝置包括推拉承載平衡板51的液壓缸52，液壓缸52的缸體鉸接在水下主體框架211上，而活塞桿鉸接在承載平衡板51上，從而轉動承載平衡板51。

另外，艇體1的安裝架14上還安裝有分離逃逸系統(tǒng)，當水下推力系統(tǒng)3出現(xiàn)以為可以選擇利用分離逃逸系統(tǒng)，分離升降架21和安裝架14，將水下主體框架211上的所有系統(tǒng)均拋棄，并使用安裝在艇體1尾端在凹口13內的正反水下推力系統(tǒng)6，繼續(xù)行駛。

而且艇體1尾端的尾翼15上還安裝有渦輪發(fā)動機151，提高運載工具的速度上限。

該水上高速運載工具，具有高速的深水前進模式和低速的進出港模式；處于如圖1所示的深水前進模式時，升降架21伸展，水下主體框架211上的水下推力系統(tǒng)3高功率輸出，轉動控制裝置轉動調節(jié)承載平衡板51，使調節(jié)承載平衡板51與水平面夾有夾角，從而調節(jié)承載平衡板51將水阻力分解出一個使整個運載工具浮起的分力，當速度足夠，該分力使艇體1上浮并脫離水面8，從而減少艇體1的水阻，增大艇體1的速度；處于如圖5所示的進出港模式時，升降架21收縮，水下推力系統(tǒng)3低功率輸出，推動漂浮在水面8上的艇體1移動，進行小范圍移動。

實施例2：一種水上高速運載工具，如圖6和圖7所示，與實施例1不同在于，升降架21共有兩個，并一前一后分布在艇體1的中軸線下方的凹口13內，兩個升降架21共同與一個水下主體框架211固接，每個各升降架21設一個活塞缸22，活塞缸22的缸體與安裝架14鉸接，其活塞桿與任意一條鉸接桿b鉸接，且兩個升降架21的第一鉸接桿b受活塞缸22推拉而轉動的旋向相反，從而水下主體框架211上下升降。

而安裝在水下主體框架211上的承載平衡板51，包括主調節(jié)板511和副調節(jié)板512，主調節(jié)板511位于副調節(jié)板512前方。主調節(jié)板511又包括上下平行設置的兩塊翼板5111，而且每塊翼板5111承受水阻力的有限面積大于副調節(jié)板512的受水阻力的有限面積。

兩塊翼板5111間還設置有鉸接桿5112，鉸接桿5112兩端分別與兩塊翼板5111鉸接，且每塊翼板5111與鉸接桿5112的鉸接點到與水下主體框架211的鉸接點距離均一致。翼板5111與副調節(jié)板512依舊由與之對應的液壓缸52推拉，而進行轉動。

如圖8和圖9所示，主調節(jié)板511上設有左右平衡微調系統(tǒng)7。左右平衡微調系統(tǒng)7包括兩塊左右對稱設置的副翼板71，以及調節(jié)副翼板71與水平面間夾角β的旋轉調節(jié)裝置。主調節(jié)板511在尾端的兩側各開有一個開口513，副翼板71鉸接在開口513內，其前端形成有多個輪齒711，而旋轉調節(jié)裝置包括受電機驅動的齒輪72，齒輪72和輪齒711嚙合，從而帶動副翼板71轉動。

實施例3：與一種水上高速運載工具，如圖11和圖12所示，與實施例2不同在于，驅動升降架21和承載平衡板51除上述的液壓缸傳動方式外，還可以采用絲杠傳動方式，具體結構如下。

每個升降架21設有一個伸縮缸23，伸縮缸23包括受電動機驅動的螺桿231，以及分別安裝在螺桿231兩端的固定套232和連接套233，固定套232套設在螺桿231一端外并與螺桿231螺紋連接，連接套233套設在螺桿231另一端外并與螺桿231轉動連接且軸向固定。固定套232與安裝架14鉸接，連接套233與任意一條鉸接桿b鉸接，而驅動螺桿231轉動的電動機安裝在固定套232或連接套233，這樣通過螺桿231的轉動，改變固定套232和連接套233的間距，即伸縮缸23的伸縮帶動升降架21升降。

轉動控制裝置包括伸縮桿53，伸縮桿53包括絲桿531，以及分別安裝在絲桿531兩端的固定筒532和連接頭533，固定筒532套設在絲桿531一端外并與絲桿531螺紋連接，連接頭533套設在絲桿531另一端外并與絲桿531轉動連接且軸向固定，固定筒532鉸接在水下主體框架211上，連接頭533鉸接在承載平衡板51。而驅動絲桿531轉動的電動機安裝在固定筒532或連接頭533，這樣通過絲桿531的轉動，改變固定筒532和連接頭533的間距，即伸縮桿53的伸縮帶動承載平衡板51轉動。

綜合上述三個實施例，升降架21可以采用多種結構，如剪式結構、伸縮缸式結構，也可以采用絲杠式、液壓式等驅動方式，本實施例不再窮舉。而升降架21的位置，以及與之對應的水下主體框架211的位置，只需保證艇體1平衡即可，可以根據(jù)實際需求改變；而他們的數(shù)量，只要可以提供足夠的安裝位置，來安裝水下主體框架211上的各個系統(tǒng)即可。采用實施例1中采用統(tǒng)一規(guī)格的承載平衡板51，或者采用實施例2中不同規(guī)格的承載平衡板51，只需保證在有限空間內提供足夠的承載平衡板51總有效面積即可。而左右平衡微調系統(tǒng)7則考慮水面8的波浪情況，而是否增設，因此實施例1中每塊承載平衡板51也可以均開有開口513，并安裝副翼板71，也可以采用絲杠傳動方式驅動。

因此以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。