仿生魚胸鰭全浸水式組合水翼的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于一種舟船用水翼，尤其屬于一種仿生魚胸鰭式全浸式組合水翼。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，通過大量的觀察可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)魚的尾鰭不運(yùn)動時，魚的胸鰭會向魚體的兩側(cè)展開，與身體的軸線平行，可保持魚的身體的平衡；當(dāng)魚鰭轉(zhuǎn)動到與身體軸線相垂直，并作前后擺動時，魚體可低速前行；當(dāng)魚一側(cè)的胸鰭擺動，另一側(cè)魚鰭保持不動時，魚體會向魚鰭不動的一側(cè)轉(zhuǎn)向；魚假如失去了胸鰭，魚體會左右搖擺不定，不能保持在水中的平衡狀態(tài)，魚鰭可以控制魚體游動的方向或減緩游動中的速度，停止前向游動甚至轉(zhuǎn)向反向游動的作用。
[0003]水翼相當(dāng)于水中運(yùn)動的機(jī)翼。水翼與機(jī)翼在空氣中運(yùn)動的作用一樣能產(chǎn)生推舉升力。水翼船就是利用水翼的這種特性把船身托離水面，使水流體阻力變?yōu)榭諝庾枇?，可大幅度提升前進(jìn)速度的水運(yùn)交通工具。水翼在水中滑動，水的密度約為空氣密度的800倍，因此同樣外形和運(yùn)動狀態(tài)的水翼，其產(chǎn)生的升力比飛機(jī)機(jī)翼的升力約提升800倍，因此承受同樣的重量，水翼所的面積比機(jī)翼要小得多。但水翼所受的摩擦阻力和誘導(dǎo)阻力也會相應(yīng)增加。水翼在水表運(yùn)動，水表面蕩起的波浪會產(chǎn)生蕩波阻力；水翼割劃水面，發(fā)生的噴濺并將空氣混合會產(chǎn)生噴濺阻力；為了減小支柱所受的阻力，水翼常運(yùn)動于離水面較近的水中，然而水翼離水面越近則產(chǎn)生的升力越??；浸水深度小于半翼弦長時，升力明顯減小，這種現(xiàn)象稱為水面效應(yīng)。水翼浸水深度為零時，水翼的表面就成為滑行面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的就是要提供一種供船舶行駛使用的水翼，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)船舶無水翼的缺陷，提升傳統(tǒng)的水翼船水翼的強(qiáng)度與增加水翼的轉(zhuǎn)向功能，用副翼與水滴形截面柱輔助主水翼，增加主水翼的強(qiáng)度與剛度，還可以使主水翼的推舉升力得到提升，提升船舶的承載能力，操控左右兩水翼旋轉(zhuǎn)，可實(shí)現(xiàn)船舶迅速轉(zhuǎn)向的一種仿生魚胸鰭全浸式組合水翼。
[0005]本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是:一種仿生魚胸鰭全浸式組合水翼，結(jié)構(gòu)包括:左側(cè)主水翼作為仿生魚左側(cè)的主胸鰭連接在左水翼座上，左側(cè)副水翼作為仿生魚左側(cè)的副胸鰭連接在左水翼座上，左側(cè)主水翼與左側(cè)副水翼之間是平行的，左側(cè)主水翼的翼翅與左側(cè)副水翼的翼翅之間用水滴柱連接，左水翼座的背后連接隔水碗，與隔水碗的沿口部相對應(yīng)的船舷位置加工環(huán)形槽，在隔水碗的沿口與環(huán)形槽之間安裝環(huán)形密封圈，隔水碗的中心連接左旋軸的外端頭，左側(cè)主水翼、左側(cè)副水翼、左水翼座、隔水碗與左旋軸制為一體化結(jié)構(gòu)，左旋軸穿過船舷上的通孔，左旋軸穿過碟型彈簧的內(nèi)孔，左旋軸的外端軸桿上制有螺紋，在碟型彈簧的背面用兩個螺母連接在左旋軸的螺紋上，左旋軸的中心制有通孔，在通孔內(nèi)安裝鉤頭銷釘，左旋軸穿過入復(fù)位扭簧的內(nèi)孔，復(fù)位扭簧的頭部鉤連固定在鉤頭銷釘?shù)你^頭上，復(fù)位扭簧的橫桿抵在船身的底板上，左旋軸的內(nèi)端頭安裝在軸承座的內(nèi)孔，軸承座安裝在船身的主龍骨上，棘輪圈套在軸承座上，棘輪圈與軸承座之間用緊定螺釘連接固定，左旋軸穿在三通接頭的兩橫孔內(nèi)，三通接頭安裝在棘輪圈的左側(cè)，三通接頭的兩橫孔用兩銷尾螺釘固定在左旋軸上，三通接頭的豎孔內(nèi)加工螺孔，轉(zhuǎn)向桿的下桿頭加工螺紋，轉(zhuǎn)向桿下桿頭的螺紋連接三通接頭的豎孔的內(nèi)螺紋，轉(zhuǎn)向桿的下端安裝棘爪架，棘爪架上制有頂端帶通孔的芯軸，棘爪的軸孔安裝在棘爪架的芯軸上，開口銷釘安裝在芯軸頂端的通孔內(nèi)，扭力彈簧安裝在棘爪架上，扭力彈簧的鉤頭卡在棘爪上，棘爪的爪尖嵌入棘輪圈的齒隙，棘爪的上邊緣加工通孔，鋼絲繩的下端頭固定在通孔內(nèi)，鋼絲繩的上端頭固定在拉繩鉗頭部的通孔內(nèi)，拉繩鉗安裝在轉(zhuǎn)向手柄上，轉(zhuǎn)向手柄的末端加工螺柱，轉(zhuǎn)向桿的頂端加工內(nèi)螺孔，轉(zhuǎn)向手柄用螺柱連接在轉(zhuǎn)向桿頂端的內(nèi)螺孔，組合成轉(zhuǎn)向桿的操控結(jié)構(gòu)，右側(cè)的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)采取與左側(cè)的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)完全相同的結(jié)構(gòu)，右側(cè)的主水翼作為仿生魚右側(cè)的主胸鰭連接在水翼座上，右側(cè)的副水翼作為仿生魚右側(cè)的副胸鰭連接在水翼座上，右側(cè)主水翼與右側(cè)副水翼之間用水滴柱連接為一體，結(jié)構(gòu)組成與左側(cè)的組合水翼的結(jié)構(gòu)組成完全相同。
[0006]本實(shí)用新型的有益效果是:一種仿生魚胸鰭全浸式組合水翼，包左側(cè)主水翼，左側(cè)主水翼連接在左側(cè)水翼座上，左側(cè)水翼座上連接左側(cè)副水翼，左側(cè)主水翼的翼翅與左側(cè)副水翼的翼翅之間用水滴形截面的柱體連接，這樣的組合結(jié)構(gòu)，目的是使這種組合型水翼，在水中可以像機(jī)翼一樣，給船身提供升力，左側(cè)主水翼的翼翅與左側(cè)副水翼的翼翅之間用水滴形截面的柱體連接，可有效地提升左側(cè)主水翼的剛度與強(qiáng)度，不僅在左側(cè)主水翼產(chǎn)生升力，抬起船體時，尤其在左側(cè)主水翼作為船體的轉(zhuǎn)向裝置使用時，轉(zhuǎn)為橫向，阻擋水流，左側(cè)主水翼與左側(cè)水翼座的連接屬于力學(xué)中的懸臂梁結(jié)構(gòu)，在左側(cè)主水翼與左側(cè)水翼座的連接位置，極易產(chǎn)生應(yīng)力集中，這個連接位置容易因工作疲勞發(fā)生折裂破壞，左側(cè)主水翼在左側(cè)副水翼與水滴形截面的柱體的連接支撐的輔助作用下，可抵消這類懸臂梁結(jié)構(gòu)缺陷的短板，左側(cè)主水翼與左水翼座的連接位置得到結(jié)構(gòu)上的改善，在實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向過程中不會因的水流沖擊而產(chǎn)生較大的形變；駕駛員可根據(jù)船舶的不同載重量，水面實(shí)際狀況，調(diào)節(jié)船體兩側(cè)的組合水翼改變與水面形成迎面角的角度，使船舶在水中獲得所需要的升力，使船身尤其是船頭在水中提升高度，減小船頭的迎水阻力，在同等船的驅(qū)動功率下，可使船的前行速度得到有效地提升，水滴形截面的柱體，屬于流線型，水在流線型物體表面的流動為層流模式，水滴形截面的柱體在水中受到的阻力較小，可減少對全浸水組合水翼產(chǎn)生前行的阻力與湍流；水翼座與船舷的舷板之間安裝橡膠擋水環(huán)，目的是建立水翼座與船舷之間的第一道防水密封系統(tǒng)；水翼座的背后連接隔水碗，左側(cè)主水翼、左副水翼、水翼座、隔水碗與旋軸的軸頭制為一體化結(jié)構(gòu)，在與隔水碗沿口部相對應(yīng)的船體上加工環(huán)形槽，在隔水碗沿口與環(huán)形槽之間安裝密封圈，目的是建立船身的外部的第二道密封系統(tǒng)；密封圈采用具有自潤滑性質(zhì)的有機(jī)樹脂材質(zhì)制作，具有的優(yōu)良的抗水密封性能，較好的耐磨性能與較長的使用壽命；旋軸穿過船舷上的通孔，穿過碟型彈簧的圓孔，在旋軸的軸端上制有螺紋，在碟型彈簧的后面，采用雙螺母結(jié)構(gòu)連接在螺紋上，用預(yù)緊力鎖緊，目的是建立水翼座內(nèi)部的輔助密封機(jī)構(gòu)，碟型彈簧的機(jī)械強(qiáng)度較高，不易發(fā)生疲勞破壞，彈性模量穩(wěn)定，使用雙螺母用預(yù)緊力鎖緊可起到較好的防松效果，還有利于方便地調(diào)節(jié)碟型彈簧的張力，使整體密封系統(tǒng)始終保持良好的密封效能；在旋軸的中心制有通孔，在通孔內(nèi)安裝鉤頭銷釘，在旋軸套入復(fù)位扭簧，復(fù)位扭簧的頭部鎖緊在銷的鉤頭上，復(fù)位扭簧的橫桿抵在船底板上，目的是將復(fù)位扭簧、旋軸、鉤頭銷釘與船底板組合在一起，利用復(fù)位扭簧的彈力勢能，實(shí)現(xiàn)水翼座的定位與復(fù)位功能；旋軸的內(nèi)端頭安裝在軸承座的內(nèi)孔，軸承座安裝在船的主龍骨上，目的是使旋軸在船身內(nèi)部的位置得到支撐，呈水平狀態(tài)，可靈活轉(zhuǎn)動；棘輪圈套在軸承座上，棘輪圈與軸承座之間用緊定螺釘固定，三通接頭安裝在旋軸上，三通接頭的兩橫向孔穿入旋軸，用銷釘與旋軸連接固定，三通接頭安裝在棘輪圈的外側(cè)，轉(zhuǎn)向桿末端的螺紋連接三通接頭豎向孔內(nèi)的螺紋，轉(zhuǎn)向桿的下部安裝棘爪架，棘爪架上的芯軸穿入棘爪的軸孔，開口銷釘安裝在銷釘孔內(nèi)，約束棘爪的軸向位移，棘爪架與棘爪之間安裝扭力彈簧，棘爪被扭力彈簧壓迫，爪尖嵌入棘輪圈的齒隙，棘爪的上邊緣加工鋼繩孔，鋼絲繩的下封頭固定在鋼繩孔內(nèi)，鋼絲繩的上封頭固定在拉繩鉗頭部的鋼繩孔內(nèi)，拉繩鉗安裝在轉(zhuǎn)向手柄上，轉(zhuǎn)向手柄的末端加工螺紋，轉(zhuǎn)向桿的頂端加工螺孔，轉(zhuǎn)向手柄用螺紋連接在轉(zhuǎn)向桿頂端的螺孔，組合成轉(zhuǎn)向桿的操控鎖緊結(jié)構(gòu)，目的是在扭力彈簧的作用下，棘爪與棘輪圈可將轉(zhuǎn)向桿的位置鎖定，鎖定水翼座與船舷的相對角度位置；向后拖動手柄，利用杠桿原理施力與棘爪具備在棘輪圈上單向抬起滑動的功能?？奢p松拖動旋軸，將轉(zhuǎn)向桿旋轉(zhuǎn)到一定的角度，拖動水翼座上連接的主水翼、水滴形截面的柱體與副水翼的組合，轉(zhuǎn)動到左側(cè)主水翼所需求的迎水角度，就可以迅速地使船身轉(zhuǎn)向；當(dāng)船身需要恢復(fù)直線行駛時，壓下拉繩鉗的鉗把，收緊拉繩鉗頭部的鋼絲繩，鋼絲繩的下封頭牽動棘爪上邊緣的鋼繩孔，克服扭力彈簧的張力，使棘爪的爪尖脫離棘輪圈的羈姅，就可以使棘爪脫離棘輪圈的控制，旋軸在復(fù)位扭簧的彈性勢能拖動下，使左側(cè)水翼座上連接的左側(cè)的主水翼、水滴形截面的柱體與左側(cè)的副水翼的組合機(jī)構(gòu)復(fù)位，駕駛員根據(jù)需求，調(diào)節(jié)左右兩側(cè)組合水翼旋轉(zhuǎn)到一定的迎水角度，在水中像飛機(jī)的機(jī)翼一樣獲得不同大小的升力，在船舶的行駛中，托起船身，承載船體的重量，使船身尤其是船頭，在水中提升高度，在同樣的驅(qū)動動力下，船體的前行速可得到大幅度的提升；右側(cè)的組合水翼的結(jié)構(gòu)，功能與左側(cè)的組合水翼結(jié)構(gòu)的組成，功能完全相同，這里不再贅述。
[0007]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是，左、右兩仿生魚胸鰭式全浸水組合水翼，安裝在船身的左右兩側(cè):對于無水翼的傳統(tǒng)船舶，在船體的兩側(cè)，安裝本實(shí)用新型的左，右兩組合水翼機(jī)構(gòu)，船舶在行駛時，船體受到的浮力不僅來自船的排水體積——排水量，還得到船體的左、右兩側(cè)的兩組合水翼產(chǎn)生的升力，托起船身，承載船體的重量，駕駛員可根據(jù)船舶的載重量與行駛水面的具體狀況，調(diào)節(jié)兩側(cè)組合水翼，采取與水面角度不同的迎角，可得到大小不同的升力，水的密度是空氣密度的800倍，減少水流相對于對船頭的阻力面積，使船體尤其是船頭在水中提升高度，增加空氣相對于對船頭的阻力面積比，船頭受到的空氣與水的復(fù)合阻力有效地減小，在同等的驅(qū)動動力下，船舶可有效地提升前行速度；對于目前應(yīng)用的水翼船，將安裝在船體下部的水翼，改變?yōu)榘惭b在船體兩側(cè)的水翼，采取主水翼在副水翼與水滴形截面支柱支撐下的組合模式，可以提升主水翼的強(qiáng)度與剛度，改善主水翼與船體之間懸臂梁結(jié)構(gòu)連接處的應(yīng)力集中的短板；增加副水翼機(jī)構(gòu)可輔助提升主水翼的推舉升力，提升主水翼對船舶的承載能力，船體獲得升力的大小，決定于水翼的翼展長度與水翼的滑水面積；左、右兩組合水翼的在人工的操控下可以與船體作相對角度的轉(zhuǎn)動，利用一側(cè)水翼的擋水作用，可以使船舶具備迅速轉(zhuǎn)向的功能；船舶安裝了左、右兩側(cè)的水翼，提升了船舶的平衡性能，也就是提升了船舶的