專利名稱：電動水翼艇的制作方法
技術領域：
本發明涉及小型水面船只，特別是涉及用蓄電池動力推進的高速水翼艇。
水翼艇是指艇體重量由安裝在艇底下的水翼所產生的水動力升力來支持的高速快艇，航行過程中艇體可完全或部分被抬出水面。水翼艇由于消除了興波阻力的影響，浸濕面積較滑行面積要小得多，因而在高速航行時其阻力較滑行艇要小，所以在相同情況下，水翼艇的航速較同類滑行艇為高，而且，水翼艇由于艇體被抬出水面，幾乎不受波浪影響，較之滑行艇具有良好的耐沖擊性、飛濺性和淹濕性。
現有技術的水翼艇基本上都以熱機為動力，包括汽油機、柴油機、燃汽渦輪發動機或噴汽發動機。中國專利CN2046860U公開了一項名為“一種利用退役飛機改裝的水翼船”的技術，由于是以噴汽發動機為動力，不僅噪音極大，而且廢汽排放太多，燃油污染水面，不適宜在江河、湖泊航行，更不能用于游樂和在水庫水面作業;中國專利CN88210244U公開的另一項名為“塑料腳踏、電動兩用船”的技術，雖然噪音小，不污染水質，但借助腳踏板和撥水輪推進用于游樂，速度太慢，不能盡興;用于作業，效率太低。
本發明的目的在于避免上述現有技術中的不足之處而提供一種噪音很低、不污染大氣和水源，卻又能有效克服興波阻力、實現高速航行的電動水翼艇。
本發明的目的可以通過以下措施來達到建造一種水翼艇，用蓄電池動力推進，艇的水上結構部分包括底板，其上前端有舵輪架，中間是座椅，兩側有防水板;艇的方向控制系統包括位于底板上的舵輪、舵輪支架、拉索擺臂、控制拉索、控制拉索固定架、舵輪撥桿、舵架防護罩以及在水下的舵板;艇的動力推進裝置包括位于底板上的能源裝置以及在水下的驅動裝置和螺旋漿;艇的航行狀態控制系統位于底板上，包括狀態控制器和控制手柄;所述底板是俯視形狀大致為矩形、而縱剖面則類似飛機機翼橫斷面的翼形艇板;底板下方有艇的水下結構部分，其支撐架將兩條沖翼板分別聯結到底板下面的左右兩側，各艇底掛板則將驅動裝置固定在底板下面中央部位比兩沖翼板低的位置，將舵板固定在艇尾水下比驅動裝置更低的位置，并使之可以轉動。所述艇靠著動力推進裝置在水面加速，繼而借助兩沖翼板造成的水動力升力被舉離水面，艇底板和水面之間出現氣墊效應，進一步產生氣流升力，從而只須克服很小阻力就獲得高速航行性能。
本發明的目的還可以通過以下措施來達到所述能源裝置采用全密封免維護蓄電池組，所述驅動裝置是電動機組;所述沖翼板的縱剖面有沖浪板一樣的形狀，并且所述底板、支撐架以及沖翼板都有一個微孔塑料的內芯，外覆環氧樹脂(EP)玻璃纖維增強塑料(FRP)，最外層是不飽和聚酯(PT)玻璃纖維增強塑料，重量輕、強度高，而且耐腐蝕。
附圖的圖面說明如下

圖1是本發明電動水翼艇的結構示意圖;
圖2是所述艇的主視圖;
圖3是左視圖;
圖4是右視圖;
圖5是俯視圖;
圖6是仰視圖;
圖7為縱剖面圖;
圖8為橫剖面圖;
圖9是翼形艇板構造示意圖;
圖10是沖翼板的縱剖面圖;
圖11是各FRP結構件相互連結示意圖;
圖12是方向控制系統構成示意圖。
以下參照附圖、結合一個最佳實施例對本發明作進一步詳述本發明的電動水翼艇，見圖1和圖2，包括水上結構部分1、水下結構部分2以及方向控制系統3、動力推進裝置4和航行狀態控制系統5。水上結構部分1包括底板11，其上前端有舵輪架12，中間是座椅13，兩側有防水板14、15。方向控制系統3包括位于底板11上的舵輪31、舵輪支架32、拉索擺臂33、控制拉索34、控制拉索固定架35、舵輪撥桿36、舵架防護罩37以及在水下的舵板38這是一種常規控制系統，用于操縱舵板38轉動，以控制艇的航行方向。該系統可在市場上買到，其大致構成參見圖12。動力推進裝置4包括位于底板11上的能源裝置41以及在水下的驅動裝置42和螺旋漿44。能源裝置41是一組全密封免維護的蓄電池，24伏至40伏，或者更高一些都可以，置于底板11上、后排座椅13下面。驅動裝置42是潛水電動機組，可以是單獨一臺，也可以是并聯連接的兩臺電動機，通過掛板23、24和25固定安裝在艇底水下部位，并且在每臺電動機前端都加有一個整流罩43，以減小水流阻力，見圖3、圖4和圖6、圖7。螺旋漿44采用市售推、拉力型的鋁合金螺旋漿，直接安裝在電動機軸上，也可以通過齒輪減速箱安裝。航行狀態控制系統5位于底板11上，包括狀態控制器51和控制手柄52。狀態控制器51可以是用電力場效應晶體管或雙極型晶體管作為開關元件制成的直流斬波調速裝置，可從市場上購得，用于控制直流電動機組42運行于牽引狀態或再生制動狀態，控制其牽引速度和制動速度。控制手柄52往前推，艇前進，往后拉，艇后退;放在中間，電動機組42轉入再生制動狀態，在水流和慣性作用下發出電流反饋回蓄電池組41，從而延長一次充滿電以后的航行距離。狀態控制器51還可以是用電力晶體管作為開關元件制成的交流變頻調速裝置，電動機組42則采用結構簡單的鼠籠式電動機，螺旋漿44直接裝在電動機軸上，從而獲得最高的傳動效率。蓄電池組41、電動機組42以及狀態控制器51之間的電連接用防水電纜，各接頭47用防水橡膠48密封，保證艙內即使進水艇也能正常航行。狀態控制器51整個地用環氧樹脂密封，并且浸在水中冷卻。
本發明電動水翼艇的底板11(翼形艇板)、支撐架21以及沖翼板22，都有一個微孔發泡塑料的內芯，外覆EP FRP，最外層是PT FRP，見圖9和圖10，其中圖10是沖翼板22的縱剖面結構，具有沖浪板一樣的形狀。支撐架21做成流線形外表，艇在高速航行時它可起到克服紊流的作用。這樣的結構，強度高、質量輕，而且耐腐蝕，是所述水翼艇用小功率達到高速度的重要技術關鍵。舵輪架12用FRP做成，具有向后傾斜的流線形狀，可以減小高速航行時的空氣阻力。其他結構件，如座椅13、防水板14和15、舵架防護罩37、舵板38以及艇底掛板23、24、25和26，都用FRP制成。各FRP結構件相互連接的方法見圖11，其中71是微孔發泡塑料的內芯，72是EP FRP，73是PT FRP，74是預埋基礎鋼板，75是與之連接的另一FRP構件，76是連結鋼板，其他為緊固件。
所有各FRP結構件外表面均涂敷有不飽和聚酯，光滑如鏡，有利于減少艇在高速航行時的水流或氣動阻力。
本發明的水翼艇在水面航行時，首先靠電動機組42牽引艇底螺旋漿44旋轉，使水翼艇獲得一定的向前速度;由于艇底板11具有飛機機翼一樣的斷面形狀，其底面流體速度低于上表面流體速度，結果是底面流體壓力高于上面流體壓力，流體動力將艇底板11和整個艇身舉離水面，只有兩條沖翼板22在水中滑行，這時艇底板11和水面之間還有流體動力造成的氣墊效應，從而進一步產生氣流升力，將艇身保持在水面之上，使之不受波浪影響而可以用較小的動力獲得較高的航速。從實驗情況看，樣品水翼艇蓄電池組一次充足電后，可以連續高速航行100公里以上的水面距離。
同現有技術相比，本發明的電動水翼艇具有如下優點首先，它以蓄電池為動力安靜、清潔，不污染大氣、不污染水面，適合在游樂性質的湖泊、水庫使用;其次，該艇幾乎全部用玻璃纖維增強塑料制成，質量輕、強度高，而且水面上艇底板縱剖面有飛機機翼橫斷面的形狀，水下沖翼板縱剖面有沖浪板一樣的形狀，流體動力將整個艇體舉離水面，從而用較小的功率就可獲得很高的航速，牽引效率高;最后，構造簡單，材料易得，航行可靠，并且艇體及其水下部件高度耐腐蝕，使用壽命長。
權利要求
1.一種電動水翼艇，艇的水上結構部分1包括底板11，其上前端有舵輪架12，中間是座椅13，兩側有防水板14、15；艇的方向控制系統3包括位于底板11上的舵輪31、舵輪支架32、拉索擺臂33、控制拉索34、控制拉索固定架35、舵輪撥桿36、舵架防護罩37以及在水下的舵板38；艇的動力推進裝置4包括位于底板11上的能源裝置41以及在水下的驅動裝置42、螺旋漿44；艇的航行狀態控制系統5位于底板11上，包括狀態控制器51和控制手柄52；所述電動水翼艇的特征在于所述底板11是俯視形狀大致為矩形、而縱剖面形狀類似飛機機翼橫斷面的翼形艇板；底板11下方有艇的水下結構部分2，其支撐架21將兩條沖翼板22分別聯結到底板11下面的左右兩側，艇底掛板23、24、25則將驅動裝置42固定在底板11下面中央部位比沖翼板22低的位置，艇底掛板26將舵板38固定在艇尾水下比驅動裝置42更低的位置，并可以轉動。
2.按照權利要求1所述的電動水翼艇，其特征在于所述底板11(翼形艇板)、支撐架21以及沖翼板22，都有一個微孔發泡塑料的內芯，外覆環氧樹脂玻璃纖維增強塑料，最外層是不飽和聚酯玻璃纖維增強塑料。
3.按照權利要求2所述的電動水翼艇，其特征在于所述沖翼板22的縱剖面有沖浪板一樣的形狀;所述支撐架21有流線型外表。
4.按照權利要求1所述的電動水翼艇，其特征在于所述艇底掛板23至26以及舵板38用玻璃纖維增強塑料制成，具有流線型外表，光滑如鏡。
5.按照權利要求1所述的電動水翼艇，其特征在于所述舵輪架12用玻璃纖維增強塑料做成，并且有向后傾斜的流線形狀。
6.按照權利要求1所述的電動水翼艇，其特征在于所述能源裝置41是全密封免維護的蓄電池組;所述驅動裝置42是電動機組，可以是單獨一臺，也可以是并聯連接的兩臺電動機。
7.按照權利要求6所述的電動水翼艇，其特征在于所述電動機組42是潛水型電動機組，并且在每一臺電動機前端都加有一個整流罩43。
8.按照權利要求1所述的電動水翼艇，其特征在于所述狀態控制器51是用晶體管作為開關元件制成的直流斬波調速裝置。
9.按照權利要求1所述的電動水翼艇，其特征在于所述狀態控制器51還可以是用電力晶體管作為開關元件制成的交流變頻調速裝置。
10.按照權利要求7和8所述的電動水翼艇，其特征在于所述潛水型電動機組是直流電動機組。
11.按照權利要求7和9所述的電動水翼艇，其特征在于所述潛水型電動機組是交流鼠籠式電動機組。
全文摘要
電動水翼艇，用蓄電池動力推進，其結構部分用玻璃纖維增強塑料制成。支撐架21將兩條沖翼板22分別聯結到底板11下面的左石兩側，電動機組42和螺旋槳44通過艇底掛板23—25固定在底板11下面中央部位。
文檔編號B63B1/26GK1064452SQ9111194
公開日1992年9月16日 申請日期1991年12月23日 優先權日1991年12月23日
發明者張軍, 林明峰, 林東 申請人:張軍, 林明峰, 林東