[发明专利]一种具有无轴发电装置的巡航五体无人船及其设计方法

权利要求书

1.一种具有无轴发电装置的巡航五体无人船，其特征在于：包括复合五体船船体（1）、无轴智能轮缘发电装置（2）、智能巡航系统（3）和操控系统（4）；复合五体船船体（1）包括小水线面主船体（1-1）、前部常规侧体（1-2）、后部常规船体与小水线面复合侧体（1-3）、连接甲板（1-4）和上层建筑（1-5），连接甲板（1-4）的底面与小水线面主船体（1-1）连接，顶面与上层建筑（1-5）连接，小水线面主船体（1-1）首部的相对两侧分别设有一个前部常规侧体（1-2），尾部的相对两侧分别设有一个后部常规船体与小水线面复合侧体（1-3），前部常规侧体（1-2）、后部常规船体与小水线面复合侧体（1-3）分别与连接甲板（1-4）的底面固定，小水线面主船体（1-1）的前部和后部以及两个后部常规船体与小水线面复合侧体（1-3）上分别安装有无轴智能轮缘发电装置（2），智能巡航系统（3）和操控系统（4）分别安装于复合五体船船体（1）上；

复合五体船船体（1）总长为60～110m，长宽比为1.5～2.5，航速为25～45kn；

小水线面主船体（1-1）包括支柱一（1-6）、潜体一（1-7），支柱一（1-6）在潜体一（1-7）上沿其横向间隔安装有两个，连接甲板（1-4）安装于两个支柱一（1-6）的顶面上，每个支柱一（1-6）上安装有一个无轴智能轮缘发电装置（2）；

前部常规侧体（1-2）为半圆舭型细长艇体，内侧壁面为垂直面，其长度为复合五体船船体（1）总长度的1/5～1/4，高度为前部常规侧体（1-2）长度的1/7-1/5；

后部常规船体与小水线面复合侧体（1-3）包括支柱二（1-8）、潜体二（1-9），潜体二（1-9）通过支柱二（1-8）与连接甲板（1-4）的底面连接，每个支柱二（1-8）上安装有一个无轴智能轮缘发电装置（2）；

潜体一（1-7）的长度为复合五体船船体（1）总长度的4/5～8/9，宽度为潜体一（1-7）长度的1/11～1/7，支柱一（1-6）呈细长对称翼型，支柱一（1-6）的长度为潜体一（1-7）长度的1/5～1/3，支柱一（1-6）的高度为潜体一（1-7）宽度的2.5～3.5倍，支柱一（1-6）的宽度为支柱一（1-6）长度的1/7～1/4，第一个支柱一（1-6）位于复合五体船船体（1）艏段向后1/4～1/6艇长的位置，第二个支柱一（1-6）位于复合五体船船体（1）艏段向后3/4～5/6艇长的位置；

支柱二（1-8）呈细长对称翼型，支柱二（1-8）的长度为前部常规侧体（1-2）长度的1/2～4/5，高度为潜体二（1-9）宽度的2～3倍，潜体二（1-9）首部呈半椭球型，中部为椭圆形，尾部为向尾收缩的回转锥体，潜体二（1-9）的长度为前部常规侧体（1-2）长度的3/4～3/2，潜体二（1-9）的宽度自身长度的1/8～1/6；

无轴智能轮缘发电装置（2）包括无轴轮缘转动机构（2-1）、智能控制台（2-2）、转速传感器（2-3）、定子（2-4）、变压器（2-5）和储能装置（2-6），无轴轮缘转动机构（2-1）包括轮毂（2-7）以及叶片（2-8），叶片（2-8）切面的形状为弓形切面或机翼型切面，叶片（2-8）设有多个，呈圆周间隔安装于轮毂（2-7）内圈，多个定子（2-4）间隔均布于轮毂（2-7）外圈，轮毂（2-7）上安装有转速传感器（2-3），转速传感器（2-3）通过数据线与智能控制台（2-2）信号连接，智能控制台（2-2）将反馈信号传送到定子（2-4）的开关，产生的电流经过变压器（2-5）调压后储存在储能装置（2-6）中；

无轴智能轮缘发电装置（2）还包括固定外环（2-9）、柔性保护壳（2-11）、控制器（2-12），无轴轮缘转动机构（2-1）通过固定外环（2-9）安装于小水线面主船体（1-1）的前部以及两个后部常规船体与小水线面复合侧体（1-3）上，无轴轮缘转动机构（2-1）的外圈包覆有柔性保护壳（2-11），柔性保护壳（2-11）上设有控制器（2-12），当不需要发电时，柔性保护壳（2-11）在控制器（2-12）的指令下伸缩将无轴智能轮缘发电装置（2）封闭。