[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

说明书

本发明公开了一种具有无轴发电装置的巡航五体无人船，包括复合五体船船体、无轴智能轮缘发电装置、智能巡航系统和操控系统。复合五体船船体由小水线面主船体、前部常规侧体、后部常规船体与小水线面复合侧体、连接甲板和上层建筑组成；该主船体的支柱和小水线面的支柱部分安装有无轴轮缘智能发电装置，可以有效的利用海洋能资源，为无人船提供一定的绿色能源补充；智能巡航系统包括信息识别处理系统、自主巡航系统、综合功能系统三个部分，均与控制系统信号连接。并公开了其控制方法。本发明提高了五体无人船的快速性、操纵性和适航性，提供了一种无轴轮缘发电装置的设计方法，同时可以完成海上巡逻、目标跟踪、能源利用等任务。

技术领域

本发明涉及一种五体无人船，尤其是涉及一种具有无轴发电装置的巡航五体无人船及其设计方法。

背景技术

水面无人船(USV)作为一种无人水面平台，可以在海洋中承担长时间、大范围、低成本海洋科研与工程任务，但是，目前大部分巡航无人船存在功能单一的问题，不能够执行多项任务，综合性能较差。

受限于无人船的体积小的限制，其所携带的能源较少，导致其续航时间有限，因此，为其寻求一种可以利用的能源是十分必要的。而目前使用的传统的发电机，一般采用电动机带动转子旋转进行发电，这种方式占用空间大，同时转子在高速旋转时会存在机械摩擦，损坏了电机寿命。

发明内容

发明目的：针对上述问题，本发明的目的是提供一种具有无轴发电装置的巡航五体无人船，在保证完成各项任务的同时，实现对海洋资源的利用，节能环保，提高续航能力及综合性。并提供了其设计方法。

技术方案：一种具有无轴发电装置的巡航五体无人船，包括复合五体船船体、无轴智能轮缘发电装置、智能巡航系统和操控系统；

复合五体船船体包括小水线面主船体、前部常规侧体、后部常规船体与小水线面复合侧体、连接甲板和上层建筑，连接甲板的底面与小水线面主船体连接，顶面与上层建筑连接，小水线面主船体首部的相对两侧分别设有一个前部常规侧体，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，前部常规侧体、后部常规船体与小水线面复合侧体分别与连接甲板的底面固定，小水线面主船体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上分别安装有无轴智能轮缘发电装置，智能巡航系统和操控系统分别安装于复合五体船船体上。

进一步的，复合五体船船体总长为60～110m，长宽比为1.5～2.5，航速为25～45kn；

小水线面主船体包括支柱一、潜体一，支柱一在潜体一上沿其横向间隔安装有两个，连接甲板安装于两个支柱一的顶面上，每个支柱一上安装有一个无轴智能轮缘发电装置；

前部常规侧体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总长度的1/5～1/4，高度为前部常规侧体长度的1/7-1/5；

后部常规船体与小水线面复合侧体包括支柱二、潜体二，潜体二通过支柱二与连接甲板的底面连接，每个支柱二上安装有一个无轴智能轮缘发电装置。

进一步的，潜体一的长度为复合五体船船体总长度的4/5～8/9，宽度为潜体一长度的1/11～1/7，支柱一呈细长对称翼型，支柱一的长度为潜体一长度的1/5～1/3，支柱一的高度为潜体宽度的2.5～3.5倍，支柱一的宽度为支柱一长度的1/7～1/4，第一个支柱一位于复合五体船船体艏段向后1/4～1/6艇长的位置，第二个支柱一位于复合五体船船体艏段向后3/4～5/6艇长的位置；

支柱二呈细长对称翼型，支柱二的长度为前部常规侧体长度的1/2～4/5，高度为潜体二宽度的2～3倍，潜体二首部呈半椭球型，中部为椭圆形，尾部为向尾收缩的回转锥体，潜体二的长度为前部常规侧体长度的3/4～3/2，潜体二的宽度为自身长度的 1/8～1/6。