本發(fā)明涉及一種擁有具有船頭和船尾的船體的船舶，該船舶包括多個(gè)推進(jìn)裝置。本發(fā)明還涉及一種用于操縱這種類型的船舶的方法。

背景技術(shù)：

船舶的推進(jìn)系統(tǒng)可以分為內(nèi)部推進(jìn)裝置，例如包括一個(gè)或多個(gè)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)或渦輪機(jī)，和外部推進(jìn)裝置，適于與船舶所浮在上面的水接觸，例如包括一個(gè)或多個(gè)螺旋槳。推進(jìn)裝置還可以是由泵供給的水射流出口噴嘴。內(nèi)部和外部推進(jìn)裝置由某種動(dòng)力傳送裝置比如一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)軸連接。

提高船舶的外部推進(jìn)裝置的效率一直是許多想法的目標(biāo)。例如，傳統(tǒng)的單螺桿船舶推進(jìn)已被補(bǔ)充有關(guān)于多個(gè)外部推進(jìn)裝置的想法，且示例包括在US1628837A、US3996877A、US8028636B2、WO2012047753A2和GB1467758中的建議。

除了傳統(tǒng)的槳舵組合，其他類型的外部推進(jìn)裝置已經(jīng)出現(xiàn)，比如吊艙推進(jìn)。吊艙推進(jìn)單元具有螺旋槳，其安裝在包括電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的吊艙上，該吊艙被固定到形成為舵的支柱的遠(yuǎn)端。包括支柱和吊艙的單元可以旋轉(zhuǎn)來(lái)改變螺旋槳推力的方向，以及由作為舵的支柱提供側(cè)向力。

EP1329379A1和JP200967213公開(kāi)了一種船只，具有主螺旋槳、其船尾舵、以及兩個(gè)附加的推進(jìn)單元。然而，仍然期望進(jìn)一步提高船舶的外部推進(jìn)裝置的效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的是提高船舶的推進(jìn)效率。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提高寬船舶的推進(jìn)效率。

這些目的是采用一種擁有具有船頭和船尾的船體的船舶實(shí)現(xiàn)的，所述船舶包括

-朝向所述船尾定位的至少一個(gè)主推進(jìn)裝置，以及

-朝向所述船尾定位的至少兩個(gè)副推進(jìn)裝置，每個(gè)副推進(jìn)裝置的推力容量小于所述至少一個(gè)主推進(jìn)裝置中任何一個(gè)的推力容量的30％，

-其中，由于在垂直于船體中心線的平面上凸出，所述推進(jìn)裝置布置成使得每個(gè)副推進(jìn)裝置的水平延伸不重疊所述至少一個(gè)主推進(jìn)裝置中任何一個(gè)的水平延伸，

-其中，所述至少兩個(gè)副推進(jìn)裝置布置成使得來(lái)自所述副推進(jìn)裝置的螺旋槳渦流(prop wash)離開(kāi)副推進(jìn)裝置的區(qū)域在所述船舶正以全速或極速向前直行時(shí)至少部分地位于所述船體的邊界層內(nèi)。

這里，船體被理解為不包括船舶推進(jìn)系統(tǒng)的部件，比如螺旋槳和水射流出口噴嘴，或者用于掌舵或穩(wěn)定船舶的裝置，比如方舵或船舶穩(wěn)定翼。

如所理解，至少一個(gè)主推進(jìn)裝置和至少兩個(gè)副推進(jìn)裝置位于朝向船尾意味著它們比船頭更靠近船尾。

推力容量是指在靜態(tài)條件下即當(dāng)船舶不移動(dòng)時(shí)可以由推進(jìn)裝置提供的最大推進(jìn)力。每個(gè)副推進(jìn)裝置的推力容量小于主推進(jìn)裝置的推力容量的30％，并且可以大于20％，或甚至小于10％。優(yōu)選地，第一和第二推進(jìn)裝置分別是主和副螺旋槳，每個(gè)副螺旋槳的掃掠面積小于主螺旋槳的掃掠面積的30％。

螺旋槳渦流是由副推進(jìn)裝置在船尾推動(dòng)的水。如以下例示，副推進(jìn)裝置可以是以副螺旋槳的形式的旋轉(zhuǎn)單元，或者它們可以是由水射流泵供給的出口噴嘴。例如，副推進(jìn)裝置是副螺旋槳，螺旋槳渦流是由副螺旋槳在船尾推動(dòng)的水，且來(lái)自副推進(jìn)裝置的螺旋槳渦流離開(kāi)副推進(jìn)裝置的區(qū)域在副螺旋槳。更具體地，對(duì)于此例示來(lái)說(shuō)，在副推進(jìn)裝置是螺旋槳(副螺旋槳)的情況下，來(lái)自副推進(jìn)裝置的螺旋槳渦流離開(kāi)副推進(jìn)裝置的區(qū)域應(yīng)理解為與由螺旋槳盤限定的區(qū)域相同，即其是由螺旋槳的掃掠面積和螺旋槳葉片的延伸在垂直于螺旋槳的旋轉(zhuǎn)軸線的方向上限定的。如下面所例示，副推進(jìn)裝置是水射流的出口噴嘴，螺旋槳渦流是由水射流的泵在船尾推動(dòng)的水，并且來(lái)自副推進(jìn)裝置的螺旋槳渦流離開(kāi)副推進(jìn)裝置的區(qū)域在水射流的出口噴嘴。更具體地，對(duì)于此例示來(lái)說(shuō)，在副推進(jìn)裝置是水射流的出口管嘴的情況下，來(lái)自副推進(jìn)裝置的螺旋槳渦流離開(kāi)副推進(jìn)裝置的區(qū)域應(yīng)理解為是垂直延伸到水射流的流動(dòng)的平二維區(qū)域，并且由在其遠(yuǎn)端的噴嘴的內(nèi)部水射流接觸表面限定，水射流離開(kāi)噴嘴。

可以理解的是，由于在垂直于船體中心線的平面上凸出，將推進(jìn)裝置布置成使得每個(gè)副推進(jìn)裝置的水平延伸不重疊至少一個(gè)主推進(jìn)裝置中任何一個(gè)的水平延伸，每個(gè)副推進(jìn)裝置在水平方向上與主推進(jìn)裝置完全分離。即，任何副推進(jìn)裝置的水平延伸在船舶的橫向方向上與主推進(jìn)裝置的水平延伸完全抵消。這里，推進(jìn)裝置的水平延伸理解為來(lái)自推進(jìn)裝置的螺旋槳渦流離開(kāi)推進(jìn)裝置的區(qū)域的最大水平延伸。在螺旋槳的情況下，水平延伸會(huì)是螺旋槳掃掠面積的水平直徑。優(yōu)選地，在船舶的橫向方向上，在每個(gè)副推進(jìn)裝置的水平延伸與主推進(jìn)裝置的水平延伸之間有水平距離。

如在流體力學(xué)中已知的是，邊界層是流體在固體本體附近的層，其中粘度的影響很顯著。邊界層的厚度通常被定義為距本體的距離，其中流速是自由流速的99％。此邊界層厚度通常取決于船舶的速度。此外，對(duì)于給定的船速來(lái)說(shuō)，邊界層的厚度將通常取決于在船體上的位置。在副推進(jìn)裝置的位置的邊界層的厚度可以例如通過(guò)CFD(計(jì)算流體力學(xué))來(lái)確定。

作為本身是已知的，船舶可能具有設(shè)計(jì)吃水線。如本領(lǐng)域中公知的，設(shè)計(jì)吃水線(DWL)，也稱為負(fù)載吃水線(LWL)或夏季(summer)負(fù)載線，是對(duì)于特定的水類型和溫度來(lái)說(shuō)，當(dāng)船舶在靜水中閑置自由漂浮并且被加載到其設(shè)計(jì)能力時(shí)船體滿足水的表面的線。設(shè)計(jì)吃水線采用所謂的Plimsoll線表示在船體上。Plimsoll線是采用通過(guò)圓的水平線的參考標(biāo)記。Plimsoll標(biāo)記的水平線與設(shè)計(jì)吃水線在相同的水平，并且表示對(duì)于特定的水類型和溫度來(lái)說(shuō)，為了安全保持浮力，船舶在裝載時(shí)可被安全浸入到的最大深度，即船舶可以裝載的法定極限。

優(yōu)選地，副推進(jìn)裝置完全低于設(shè)計(jì)吃水線。主推進(jìn)裝置可以完全低于設(shè)計(jì)吃水線。

優(yōu)選地，所述至少兩個(gè)副推進(jìn)裝置布置成使得：來(lái)自所述副推進(jìn)裝置的螺旋槳渦流離開(kāi)副推進(jìn)裝置的每個(gè)區(qū)域的至少50％、優(yōu)選的是全部：

-在從所述船體的0.35米內(nèi)，其中船體的吃水線長(zhǎng)度(L.W.L.)在100米以下，

-在從所述船體的0.60米內(nèi)，其中船體的吃水線長(zhǎng)度(L.W.L.)至少為100米且在150米以下，

-在從所述船體的0.83米內(nèi)，其中船體的吃水線長(zhǎng)度(L.W.L.)至少為150米且在200米以下，

-在從所述船體的1.05米內(nèi)，其中船體的吃水線長(zhǎng)度(L.W.L.)至少為200米且在250米以下，

-在從所述船體的1.25米內(nèi)，其中船體的吃水線長(zhǎng)度(L.W.L.)至少為250米且在300米以下，

-在從所述船體的1.45米內(nèi)，其中船體的吃水線長(zhǎng)度(L.W.L.)至少為300米且在350米以下，

-在從所述船體的1.64米內(nèi)，其中船體的吃水線長(zhǎng)度(L.W.L.)至少為350米。

從而，應(yīng)當(dāng)確保的是，所述副推進(jìn)裝置布置成使得來(lái)自副推進(jìn)裝置的螺旋槳渦流離開(kāi)副推進(jìn)裝置的區(qū)域在所述船舶正以全速或極速向前直行時(shí)至少部分地位于船體的邊界層內(nèi)。這可以通過(guò)事實(shí)得到驗(yàn)證，即可以使用用于在平板上的湍流邊界層的厚度的以下表達(dá)式來(lái)計(jì)算邊界層厚度：

其中，

δ是邊界層的總厚度，

x是從邊界層開(kāi)始的下游的距離，

Re_x是雷諾數(shù)，

ρ是密度，

u₀是自由流速度，以及

μ是動(dòng)態(tài)粘度

來(lái)自所述副推進(jìn)裝置的螺旋槳渦流離開(kāi)副推進(jìn)裝置的區(qū)域的上述給定的有利位置是從假設(shè)副推進(jìn)裝置位于船尾使得x是在船體的吃水線的長(zhǎng)度并且保守地假設(shè)水溫為20攝氏度而推導(dǎo)出的。此外，假設(shè)船舶的全速為20節(jié)。

如本領(lǐng)域中公知的，邊界層從船體分離，通常在靠近船尾的區(qū)域。優(yōu)選地，副推進(jìn)裝置布置成使得來(lái)自所述副推進(jìn)裝置的螺旋槳渦流離開(kāi)副推進(jìn)裝置的區(qū)域在所述船舶正以全速或極速向前直行時(shí)位于邊界層分離區(qū)域的前面，即在朝向船頭的方向上。

雖然本發(fā)明必須向后推水，從而可以局部地增加船體與水之間的摩擦，但是本發(fā)明使得可能提供一種具有改善的推進(jìn)效率的船舶，因?yàn)橛筛蓖七M(jìn)裝置加速的水可用于對(duì)朝向船舶尾部的邊界層賦予能量。同時(shí)，較大的主推進(jìn)裝置(其可被實(shí)施為具有大掃掠面積直徑的螺旋槳)有助于維持推進(jìn)系統(tǒng)本身的高效率?；旧希景l(fā)明提供了推進(jìn)系統(tǒng)的增加的船體效率與高效率之間的平衡。

由賦予邊界層能量的副推進(jìn)裝置提供的增加的船體效率再加上由主推進(jìn)裝置提供的高推進(jìn)效率提高了船舶推進(jìn)的總效率，特別是對(duì)于寬船舶來(lái)說(shuō)，例如采用高的梁吃水深度比。其原因是，可以設(shè)置一個(gè)或多個(gè)大主推進(jìn)裝置，其中多個(gè)副推進(jìn)裝置沿船舶的橫向方向分布，在整個(gè)船舶的梁的主要部分上提供了邊界層能量供給效應(yīng)。

因?yàn)橛捎谠诖怪庇诖w中心線的平面上凸出，推進(jìn)裝置布置成使得每個(gè)副推進(jìn)裝置的水平延伸不重疊至少一個(gè)主推進(jìn)裝置中任何一個(gè)的水平延伸，所以確保的是提供了推進(jìn)裝置的該有利的橫向分布。優(yōu)選地，由于在垂直于船體中心線的平面上凸出，每個(gè)副推進(jìn)裝置布置成使得其水平延伸不重疊其他副推進(jìn)裝置中任何一個(gè)的水平延伸。

在一些實(shí)施例中，所述主推進(jìn)裝置相對(duì)于所述船體中心線定心。從而，在船舶的水平橫向方向上，單個(gè)主推進(jìn)裝置可以位于船體的中間。

優(yōu)選地，所述副推進(jìn)裝置中的至少兩個(gè)分布在所述船體中心線的兩側(cè)上，并且位于所述至少一個(gè)主推進(jìn)裝置的外側(cè)上。船體在設(shè)計(jì)吃水線下方，相對(duì)于相交船頭和船尾的豎直對(duì)稱平面通常是大致對(duì)稱的。船體中心線是在豎直對(duì)稱平面內(nèi)的水平線。副推進(jìn)裝置最好平均分布在船體中心線的兩側(cè)上?？赡軆H一個(gè)副推進(jìn)裝置在船體中心線的每一側(cè)上，或者可能有一個(gè)以上的副推進(jìn)裝置在船體中心線的每一側(cè)上。因此，在一些實(shí)施例中，至少兩個(gè)副推進(jìn)裝置位于所述至少一個(gè)主推進(jìn)裝置外側(cè)的所述船體中心線的左舷側(cè)上，且至少兩個(gè)副推進(jìn)裝置位于所述至少一個(gè)主推進(jìn)裝置外側(cè)的所述船體中心線的右舷側(cè)上。

在一些實(shí)施例中，所述船舶包括兩個(gè)主推進(jìn)裝置，每個(gè)位于所述船體中心線的相應(yīng)側(cè)上，其中，所述副推進(jìn)裝置中的至少一個(gè)沿橫向位于所述主推進(jìn)裝置之間。

副推進(jìn)裝置在船體中心線的兩側(cè)上的分布可以用于在船體朝向船尾的梁上要被賦予能量的邊界層，這在寬船舶比如許多游船中是特別有利的。另外，副推進(jìn)裝置在船體中心線的兩側(cè)上的分布減少速度在船體的橫向方向上的差別，從而提供增加的效率。

優(yōu)選的，來(lái)自所述副推進(jìn)裝置的螺旋槳渦流離開(kāi)副推進(jìn)裝置的區(qū)域特別是這些區(qū)域的中心比所述船體的最低部分更靠近所述設(shè)計(jì)吃水線。船體的最低部分可以是一個(gè)點(diǎn)、一條線，或者例如在船體具有基本上是平面的底表面的情況下是一個(gè)區(qū)域。

如所提出，所述副推進(jìn)裝置中的至少一個(gè)優(yōu)選為全部是副螺旋槳。優(yōu)選地，至少兩個(gè)副推進(jìn)裝置是副螺旋槳，均勻地分布在船體中心線的兩側(cè)上。優(yōu)選地，所有的副推進(jìn)裝置是副螺旋槳，均勻地分布在船體中心線的兩側(cè)上。副螺旋槳可以是軸驅(qū)動(dòng)的。同樣在本發(fā)明的范圍內(nèi)，至少一個(gè)副螺旋槳可以是輪邊驅(qū)動(dòng)副螺旋槳。在一些實(shí)施例中，至少一個(gè)副螺旋槳是吊艙或azipull推進(jìn)器。在一些實(shí)施例中，至少一個(gè)副螺旋槳是方位推進(jìn)器。

同樣如所提出，在一些實(shí)施例中，所述副推進(jìn)裝置中的至少一個(gè)優(yōu)選為全部是水射流的出口噴嘴。從而，主推進(jìn)裝置可以是主螺旋槳。優(yōu)選地，至少兩個(gè)副推進(jìn)裝置是水射流的出口噴嘴，均勻地分布在船體中心線的兩側(cè)上。優(yōu)選地，所有的副推進(jìn)裝置是水射流的出口噴嘴，均勻地分布在船體中心線的兩側(cè)上。優(yōu)選地，水射流的入口很寬；特別是它們具有在船體的橫向方向上比在其縱向方向上更大的延伸；這將有利地減少在入口處的局部流動(dòng)減速。

應(yīng)當(dāng)指出，該組副推進(jìn)裝置可以是軸驅(qū)動(dòng)副螺旋槳、輪邊驅(qū)動(dòng)副螺旋槳、吊艙、azipull推進(jìn)器和/或水射流出口噴嘴的組合。

在一些實(shí)施例中，主推進(jìn)裝置是主螺旋槳，所述副推進(jìn)裝置中的至少一個(gè)優(yōu)選為全部是副螺旋槳，其具有的掃掠面積直徑小于主螺旋槳的掃掠面積的直徑。例如，如上面所提出，每個(gè)副螺旋槳的掃掠面積可以小于主螺旋槳的掃掠面積的30％。所述副螺旋槳的中心可以位于從所述設(shè)計(jì)吃水線至所述船體的最低部分的距離的上三分之一內(nèi)。副螺旋槳的掃掠面積的直徑可以小于從副螺旋槳的中心到設(shè)計(jì)吃水線的距離。

優(yōu)選地，所述副推進(jìn)裝置中的至少一個(gè)或全部是副螺旋槳，當(dāng)所述船舶正以全速或極速向前直行時(shí)，所述副螺旋槳的中心可以位于所述船體的邊界層內(nèi)。此外，當(dāng)船舶正以全速或極速向前直行時(shí)，副螺旋槳的整個(gè)掃掠面積可以位于船體的邊界層內(nèi)。

所述副推進(jìn)裝置中的至少一個(gè)或全部是水射流的出口噴嘴，當(dāng)所述船舶正以全速或極速向前直行時(shí)，所述出口噴嘴可以至少部分地位于所述船體的邊界層內(nèi)。

優(yōu)選地，所述主推進(jìn)裝置是主螺旋槳，來(lái)自副推進(jìn)裝置的螺旋槳渦流離開(kāi)副推進(jìn)裝置的區(qū)域中的至少一個(gè)優(yōu)選為所有區(qū)域在所述主螺旋槳的后面。這使得所述區(qū)域盡可能靠后，這是有利的。

優(yōu)選地，所述船舶具有的梁吃水深度比為至少2.5、至少3.0、至少3.5或至少4.0。通過(guò)布置在梁方向上分布的副推進(jìn)裝置，該實(shí)施例導(dǎo)致在船體的整個(gè)梁延伸上賦予邊界層能量的特別有利的布置再加上由較大的梁吃水深度比所提供的高船體效率。

所述副推進(jìn)裝置中的至少一個(gè)、一個(gè)以上或全部是副螺旋槳，所述船體可以具有至少一個(gè)凹槽，所述凹槽基本上平行于所述船體中心線，并且至少部分地包圍相應(yīng)的副螺旋槳。凹槽的一部分可以位于吃水線上方。優(yōu)選地，整個(gè)凹槽位于吃水線以下。

優(yōu)選地，所述凹槽的至少一部分擁有部分圓形橫截面，其半徑比所述副螺旋槳的掃掠面積的直徑的一半大5％-20％。

優(yōu)選地，所述主螺旋槳的掃掠面積的直徑是從設(shè)計(jì)吃水線到所述船體的最低部分的距離的至少50％。有利地，主推進(jìn)裝置包括在所述主螺旋槳后面的舵。所述舵可以是例如半平衡型的或鏟式舵。

所述舵可以具有船艏，該船艏具有的轂蓋靠近所述主螺旋槳的輪轂。由此，螺旋槳和主推進(jìn)裝置的舵形成集成的螺旋槳舵系統(tǒng)，比如稱為Promas系統(tǒng)的系統(tǒng)。這提供了更高的推進(jìn)效率，而沒(méi)有操縱性的任何損失。

還可以采用根據(jù)權(quán)利要求23所述的船舶來(lái)實(shí)現(xiàn)這些目的。這樣的船舶可以例如實(shí)施為根據(jù)權(quán)利要求3-22中任一項(xiàng)所述的船舶。優(yōu)選地，由于在垂直于船體中心線的平面上凸出，根據(jù)權(quán)利要求23所述的船舶的推進(jìn)裝置布置成使得每個(gè)副推進(jìn)裝置的水平延伸不重疊至少一個(gè)主推進(jìn)裝置中任何一個(gè)的水平延伸。優(yōu)選地，副推進(jìn)裝置完全低于船舶的設(shè)計(jì)吃水線。至少一個(gè)主推進(jìn)裝置可以完全低于設(shè)計(jì)吃水線。

還可以采用用于操縱根據(jù)權(quán)利要求1-23中任一項(xiàng)所述的船舶的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)這些目的。該方法包括控制所述副推進(jìn)裝置，使得至少一個(gè)副推進(jìn)裝置在所述船體中心線的一側(cè)上的聯(lián)合推力高于至少一個(gè)副推進(jìn)裝置在所述船體中心線的另一側(cè)上的聯(lián)合推力。從而可以采用在副推進(jìn)裝置上的不同推力掌舵船舶。

這些目的還可以采用一種擁有具有船頭和船尾的船體的船舶來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述船舶包括位于朝向所述船尾的至少一個(gè)主推進(jìn)裝置，以及位于朝向所述船尾的至少兩個(gè)副推進(jìn)裝置，每個(gè)副推進(jìn)裝置的推力容量小于所述至少一個(gè)主推進(jìn)裝置中任何一個(gè)的推力容量的30％，所述至少兩個(gè)副推進(jìn)裝置布置成使得來(lái)自所述副推進(jìn)裝置的螺旋槳渦流離開(kāi)副推進(jìn)裝置的區(qū)域在所述船舶正以全速或極速向前直行時(shí)至少部分地位于所述船體的邊界層內(nèi)。這樣的船舶可以例如實(shí)施為根據(jù)權(quán)利要求2-22中任一項(xiàng)所述的船舶。

這些目的還可以采用一種擁有具有船頭和船尾的船體的船舶來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述船舶包括位于朝向船尾的兩個(gè)主推進(jìn)裝置，所述兩個(gè)主推進(jìn)裝置中的每個(gè)位于船體中心線的相應(yīng)側(cè)上，多個(gè)副推進(jìn)裝置位于朝向船尾，每個(gè)副推進(jìn)裝置的推力容量小于主推進(jìn)裝置的推力容量，其中，至少一個(gè)所述副推進(jìn)裝置在橫向上位于所述主推進(jìn)裝置之間，其中，至少兩個(gè)副推進(jìn)裝置布置成使得來(lái)自所述副推進(jìn)裝置的螺旋槳渦流離開(kāi)副推進(jìn)裝置的區(qū)域在所述船舶正以全速或極速向前直行時(shí)至少部分地位于所述船體的邊界層內(nèi)。這樣的船舶可以例如實(shí)施為根據(jù)權(quán)利要求2、4-5和7-22中任一項(xiàng)所述的船舶。優(yōu)選地，由于在垂直于船體中心線的平面上凸出，推進(jìn)裝置布置成使得每個(gè)副推進(jìn)裝置的水平延伸不重疊至少一個(gè)主推進(jìn)裝置中任何一個(gè)的水平延伸。優(yōu)選地，副推進(jìn)裝置完全低于船舶的設(shè)計(jì)吃水線。主推進(jìn)裝置可以完全低于設(shè)計(jì)吃水線。

這些目的還可以采用一種擁有具有船頭和船尾的船體的船舶來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述船舶包括位于朝向船尾的至少一個(gè)主推進(jìn)裝置(其是主螺旋槳)，以及位于朝向船尾的至少兩個(gè)副推進(jìn)裝置(每個(gè)都是水射流的出口噴嘴)，其中，至少兩個(gè)副推進(jìn)裝置布置成使得來(lái)自所述副推進(jìn)裝置的螺旋槳渦流離開(kāi)副推進(jìn)裝置的區(qū)域在所述船舶正以全速或極速向前直行時(shí)至少部分地位于所述船體的邊界層內(nèi)。這樣的船舶可以例如實(shí)施為根據(jù)權(quán)利要求2-7、15-17和20-22中任一項(xiàng)所述的船舶。優(yōu)選地，每個(gè)副推進(jìn)裝置的推力容量小于主推進(jìn)裝置的推力容量。優(yōu)選地，由于在垂直于船體中心線的平面上凸出，推進(jìn)裝置布置成使得每個(gè)副推進(jìn)裝置的水平延伸不重疊至少一個(gè)主推進(jìn)裝置中任何一個(gè)的水平延伸。優(yōu)選地，副推進(jìn)裝置完全低于船舶的設(shè)計(jì)吃水線。主推進(jìn)裝置可以完全低于設(shè)計(jì)吃水線。

附圖說(shuō)明

下面，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述，其中，

-圖1示出了船舶的側(cè)視圖，

-圖2示出了從圖1的船舶后面的視圖，

-圖3示出了圖1視圖的一部分，

-圖4-圖6、圖9、圖11和圖13示出了根據(jù)本發(fā)明替代實(shí)施例的從船舶的船體后面的視圖，

-圖7示出了圖6的船體的一部分的側(cè)視圖，

-圖8示出了沿著圖7的線VIII-VIII定向的橫截面的一部分，

-圖10示出了圖9的船體的一部分的側(cè)視圖，

-圖12示出了圖11的船體的一部分的側(cè)視圖，

-圖14示出了圖13的船體的一部分的側(cè)視圖，以及

-圖15示出了從圖1的船舶下面的視圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出了船舶1的側(cè)視圖。船舶1的船體2具有船頭201、船尾202和設(shè)計(jì)吃水線203，如以上所定義。如圖2所示，船舶具有的梁吃水深度比B/D為3.00。船舶1包括位于朝向船尾202的主推進(jìn)裝置3。主推進(jìn)裝置3是主螺旋槳301，舵302安裝在尾鰭303。整個(gè)主螺旋槳301低于設(shè)計(jì)吃水線203。主螺旋槳301的掃掠直徑是從設(shè)計(jì)吃水線203到船體2的最低部分的距離D的60％。

如可以在圖1和圖2中看到，兩個(gè)副推進(jìn)裝置4朝向船尾202定位。每個(gè)副推進(jìn)裝置4是副螺旋槳401。副螺旋槳分布在船體中心線CL的兩側(cè)，并且位于主推進(jìn)裝置3的外側(cè)。副螺旋槳401每個(gè)都具有比主螺旋槳301的掃掠面積直徑更小的掃掠面積直徑。

如可以在圖2中看到，每個(gè)副螺旋槳401布置為在垂直于船體中心線CL的平面上凸出，使得其水平方向延伸HES不重疊主螺旋槳301的水平延伸HEM。

如可以在圖3中看到，船體2的底表面204(其沿船體2的主要部分是平面的)朝向船尾202由具有連續(xù)平滑形狀的上升部205取代，隨著其逐漸接近吃水線203，至船尾202的距離變短。主副推進(jìn)裝置3、4沿著船體2的縱向方向(平行于船體中心線CL)位于上升部205的延伸范圍內(nèi)。

在圖3中，邊界層(隨著當(dāng)船舶正以全速或極速向前直行時(shí)出現(xiàn))表示為線6。邊界層6大致在上升部205比在底表面204更厚。

副螺旋槳401位于船體2的邊界層6內(nèi)。由此，它們布置成使得來(lái)自副螺旋槳401的螺旋槳渦流8離開(kāi)副螺旋槳401的區(qū)域7也位于船體的邊界層6內(nèi)。此外，來(lái)自副螺旋槳401的螺旋槳渦流8離開(kāi)副螺旋槳401的區(qū)域7在主螺旋槳301后面。

應(yīng)當(dāng)指出，來(lái)自副螺旋槳401的螺旋槳渦流8離開(kāi)副螺旋槳401的區(qū)域7低于設(shè)計(jì)吃水線203，并且比船體2的最低部分即底表面204更靠近設(shè)計(jì)吃水線。更具體地，如可以在圖2中看到，副螺旋槳401的中心位于從設(shè)計(jì)吃水線204至底表面204的距離D的上三分之一內(nèi)。

在圖4示出的實(shí)施例中，兩個(gè)副螺旋槳401位于主螺旋槳301外側(cè)的船體中心線CL的左舷側(cè)上。另外兩個(gè)副螺旋槳401位于主螺旋槳301外側(cè)的船體中心線(CL)的右舷側(cè)上。

在圖5示出的實(shí)施例中，兩個(gè)主螺旋槳301分布在船體中心線CL的兩側(cè)上。副螺旋槳401位于主螺旋槳301外側(cè)(其在船體中心線CL的左舷側(cè)上)的船體中心線CL的左舷側(cè)上。另一副螺旋槳401位于主螺旋槳301外側(cè)(其在船體中心線CL的右舷側(cè)上)的船體中心線CL的右舷側(cè)上。另一副螺旋槳401位于主螺旋槳301之間。

在圖6-圖8示出的實(shí)施例中，船體2擁有四個(gè)凹槽206，它們定向?yàn)榇笾缕叫杏诖w中心線CL。每個(gè)凹槽206部分地包圍相應(yīng)的副螺旋槳401。如圖8所示，每個(gè)凹槽206的一部分擁有部分圓形橫截面，其半徑比副螺旋槳401的掃掠面積的直徑的一半大5％-20％。

如可以在圖7中看到，副螺旋槳位于全速或極速的船舶的邊界層6內(nèi)。從而它們布置成使得來(lái)自副螺旋槳401的螺旋槳渦流8離開(kāi)副螺旋槳401的區(qū)域7也位于船體的邊界層6內(nèi)。

如可以在圖7中看到，本實(shí)施例具有的鏟式舵302在主螺旋槳301后面。

在上述實(shí)施例中，副螺旋槳401是軸驅(qū)動(dòng)的。圖9和圖10示出的替代實(shí)施例具有輪邊驅(qū)動(dòng)副螺旋槳401。如可以在圖10中看到，輪邊驅(qū)動(dòng)副螺旋槳401部分地位于全速或極速的船舶的邊界層6內(nèi)。從而它們布置成使得來(lái)自輪邊驅(qū)動(dòng)副螺旋槳401的螺旋槳渦流8離開(kāi)螺旋槳401的區(qū)域7也部分地位于船體的邊界層6內(nèi)。

在本實(shí)施例中，主螺旋槳301后面的舵302具有船艏(bulb)304，其具有的轂蓋305靠近主螺旋槳301的輪轂306。因此，該實(shí)施例具有稱為Promas系統(tǒng)的集成螺旋槳舵系統(tǒng)。

在圖11和圖12示出的實(shí)施例中，兩個(gè)副推進(jìn)裝置中的每個(gè)都是水射流401的出口噴嘴402。如可以在圖12中看到，當(dāng)船舶正以全速或極速向前直行時(shí)，出口噴嘴402位于船體的邊界層內(nèi)6。從而它們布置成使得來(lái)自出口噴嘴402的螺旋槳渦流8離開(kāi)出口噴嘴402的區(qū)域7也位于船體的邊界層6內(nèi)。

在圖13和圖14示出的實(shí)施例中，三個(gè)副推進(jìn)裝置401中的每個(gè)以及兩個(gè)主推進(jìn)裝置301中的每個(gè)都是水射流的出口噴嘴。當(dāng)船舶正以全速或極速向前直行時(shí)，副推進(jìn)裝置水射流出口噴嘴402位于船體的邊界層6內(nèi)。

如可以在圖15中看到，描繪了根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施例的操縱。副推進(jìn)裝置4被控制成使得副推進(jìn)裝置4在船體中心線CL的右舷側(cè)上的推力Ts高于副推進(jìn)裝置4在船體中心線CL的左舷側(cè)上的推力Tp。從而采用至左舷不同的推力Ts、Tp來(lái)掌舵船舶1。