專(zhuān)利名稱(chēng)：具有高速滑行或半滑行船身船舶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及單船身和多船身式高速海船船身形狀。
本發(fā)明特別涉及通過(guò)在船舶的剛性船身底部引入一很淺但充壓的氣腔來(lái)提高高速海船，主要是另外具有滑行或半滑行特性的單船身或多船身船舶，的流體動(dòng)力效率，提高船身整體流體動(dòng)力效率歷來(lái)是多種研究的主題，而在船身下面引入空氣以圖提高其流體動(dòng)力效率的概念也非新見(jiàn)。非兩棲側(cè)壁氣墊船(另外稱(chēng)作表面效應(yīng)船，SES)是這種應(yīng)用的一項(xiàng)主要范例，盡管還有許多別的。這種先前技術(shù)的其他一些范例包括US 3742888、US 4393802、US 1824313、US 1389865、AU-A-33446/84、AU-A-87515/83、AU-A-44236/79、GB 2112718、GB2060505、GB 1311935、JP 3-243489、DE-A-3208884、DE-A-2831357、WO-A-85/00332和EP-A-0088640。
不過(guò)，就先前技術(shù)而言，保持氣腔于其工作壓力上的功率需求一直占有其主要推進(jìn)功率需求的較大比例(一般15％至50％)。許多這類(lèi)設(shè)計(jì)還具有要求彈性密封以保持氣腔就位的缺點(diǎn)。這些現(xiàn)有設(shè)計(jì)的另一特點(diǎn)是，采用較大的氣腔容積或深度，這使得它難以在空氣能夠從氣腔中迅速逸漏的擾動(dòng)海況中保持設(shè)計(jì)氣壓。這種困難是通常空氣供給系統(tǒng)的動(dòng)力需求很高的一個(gè)起作用的因素。
本發(fā)明涉及提高一種單或多船身高速海船的流體動(dòng)力效率。實(shí)現(xiàn)方式是，以保持在船身底部下面的空氣薄膜的形式把船重的很大部分支承在加壓空氣上面。此空氣薄膜保持在一歸并到船舶下部船身上的一淺腔范圍之內(nèi)。這種設(shè)置，與一不采用本發(fā)明的同等船只相比，可減小對(duì)于船只前行的阻力(摩擦和殘余阻力二者)。
因而，本發(fā)明屬于一種具有高速滑行或半滑行船身的船舶，包括(a)一第一船段，位于船頭并設(shè)計(jì)得可提供一前滑行船段；(b)一第二船段，在第一船段后面，包括具有由一在第二船段前端處橫跨船身延伸的臺(tái)肩形成的前端、以及一位于船身每側(cè)而延續(xù)達(dá)第二船段長(zhǎng)度的肋板的淺腔；(c)一加壓空氣源，設(shè)置在船舶里面并連接于淺腔，以通過(guò)一出口向淺腔傳送加壓空氣，從而使空氣基本上均勻地分布在淺腔之內(nèi)并不致擾動(dòng)淺腔下面的水面；以及(d)一第三船段，在淺腔后面，在淺腔后端處形成一種密封，并形成有一或多條從淺腔伸向船尾的槽道以允許出自淺腔的空氣的受控漏失，以致第三船段的相當(dāng)大的一部分不同流出淺腔的空氣接觸。
按照本發(fā)明一項(xiàng)優(yōu)選特征，前滑行船段制有一中心助板，伸向中心縱向軸線(xiàn)的兩側(cè)并從水線(xiàn)區(qū)域中或水線(xiàn)前面的某一位置伸向臺(tái)肩或臺(tái)肩前面的一個(gè)位置。肋板下表面基本上具有相應(yīng)于中心肋板每側(cè)船身的輪廓的輪廓，而中心肋板的兩側(cè)形成船身輪廓中的一個(gè)臺(tái)階。需要時(shí)，臺(tái)階的深度可以沿著其長(zhǎng)度變化，從而在沿著其長(zhǎng)度一中間位置處具有其最大值。需要時(shí)，肋板的船底橫向側(cè)度可以沿著其長(zhǎng)度變化，在靠近其后端處具有其最小值。此外，肋板可終止在臺(tái)肩前面，在此情況下，船身可以在肋板后端與臺(tái)肩之間具有基本上是不變的輪廓。需要時(shí)，肋板的各下部邊沿可伸出臺(tái)階面之外。按照本發(fā)明的一項(xiàng)優(yōu)選特征，肋板制成為一自船身支承的構(gòu)件，此構(gòu)件能夠調(diào)節(jié)以改變肋板從船身的突出程度。需要時(shí)，肋板可自船身彈性地支承。
按照本發(fā)明的一項(xiàng)優(yōu)選特征，前滑行船段中心軸線(xiàn)每側(cè)配置有多個(gè)輔助肋板，它們?cè)O(shè)計(jì)和安放得可控制經(jīng)過(guò)前滑行船段的水流，以致水流基本上是軸向的。
按照一項(xiàng)優(yōu)選特征，第三船段的基本部分制成為具有一或多個(gè)具有正值的船底橫向側(cè)度的區(qū)域。
按照另一項(xiàng)優(yōu)選特征，第三船段具有負(fù)值的船底橫向側(cè)度，以使第三船段的基本部分位于兩側(cè)。
按照一項(xiàng)優(yōu)選特征，各肋板沿至少一部分第三船段延伸。
按照一項(xiàng)優(yōu)選特征，第三船段的表面從第二船段至船尾向下傾斜。此外，需要時(shí)，淺腔的上壁朝著船尾向下傾斜。
按照本發(fā)明另一項(xiàng)優(yōu)選特征，第三船段的基本部分適合于容納各推進(jìn)裝置。
按照本發(fā)明的一項(xiàng)優(yōu)選特征，第二船段形成有多個(gè)沿縱向間隔開(kāi)來(lái)的淺腔，每一淺腔由一在其前端橫跨船身延伸的臺(tái)肩和位于船身每側(cè)的肋板形成，加壓空氣源設(shè)置在船舶之中并連接于各淺腔，以便通過(guò)一出口向每一淺腔輸送加壓空氣。需要時(shí)，每一淺腔的空氣源可以獨(dú)立于其他各淺腔，而保持在每一淺腔中的空氣壓力可以不同于其他各淺腔中的空氣壓力或者可以相等。此外，各淺腔中的空氣壓力可以改變。
此外，需要時(shí)，前面各淺腔通過(guò)各通道連通相鄰的最后面淺腔。需要時(shí)，各通道可以聯(lián)接于調(diào)節(jié)連通程度的裝置，其中調(diào)節(jié)是由諸如船身速度、縱傾和橫搖等船身運(yùn)動(dòng)的各個(gè)方面來(lái)支配的。
本發(fā)明的一項(xiàng)好處是阻力減小高達(dá)35％，總的空氣供給動(dòng)力需求小于推進(jìn)動(dòng)力設(shè)計(jì)需求的5％，這意味著，空氣供給系統(tǒng)相對(duì)于船舶的主要推進(jìn)設(shè)備來(lái)說(shuō)可以是很小的。
盡管本發(fā)明可以用于那種另外是V形或圓形底部的高速船只，但是本發(fā)明的引進(jìn)顯著地改變了船只的水下形狀，以致那些通常的說(shuō)明可能不再適用了。帶有本發(fā)明的船只會(huì)是一種基本上平底的船舶，帶有小的側(cè)面肋板和一船底橫向側(cè)度很低的水下V形船頭。正是這些顯著變化和其所具有的各種效應(yīng)的特性在整體效率方面提供了高度增益而使本發(fā)明如此不同于先前技術(shù)。結(jié)果，船身可以具有比同等船只中可提供的速度要高的速度而并不增加動(dòng)力，這本來(lái)就是具有傳統(tǒng)形狀的對(duì)等船只所期待的一點(diǎn)。
按照一項(xiàng)優(yōu)選特征，淺腔的兩側(cè)是由平直或傾斜的側(cè)肋板密封住的。各側(cè)面肋板的內(nèi)沿和前滑行臺(tái)肩的后沿形狀做得可以促進(jìn)利落的水分離和最小擾動(dòng)。
按照一項(xiàng)優(yōu)選特征，淺腔頂部的上表面，它形成氣腔的上邊界，可以是從其最前端朝向其后端下傾的，而第三船段也可以以增大的傾角下傾。結(jié)果，由于與第二船段相比傾角增大，第三船段至少被水觸及以在淺腔的后端形成一種密封，此后端經(jīng)過(guò)加工成型以具有流體動(dòng)力效率并控制空氣自淺腔的漏失。船身的第三船段制有一或多條槽道，以允許空氣通過(guò)制成在第三船段上的一或多條槽道逃逸到船身的尾部。各槽道的存在用以控制出自各淺腔的空氣流率且使其最小，并在狂暴海況下大大地減小淺腔空氣再裝率。此外，各槽道可確保第三船段的余下部分基本上不會(huì)接觸出自淺腔的空氣。這樣能使各推進(jìn)裝置裝設(shè)在第三船段的其余部分處，從而裝置的性能不會(huì)受到流出淺腔的空氣的妨礙。
按照本發(fā)明的一項(xiàng)優(yōu)選特征，至少第三船段的后面一部分可以相對(duì)于船身沿鉛直方向產(chǎn)生位移以改變第三船段的傾角。就此而言，各側(cè)面肋板之間的第三船段后面部分的整個(gè)表面可以是活動(dòng)的或者它可以劃分為位于各槽道之間的幾個(gè)分段?？苫顒?dòng)的后面部分可以具有或者可以配置一或多條槽道，位置定得相應(yīng)于第三船段上的一或多條槽道?？苫顒?dòng)后面部分的支承可以是彈性方式的，以保證至少部分吸收震動(dòng)等?？苫顒?dòng)后面部分用以增強(qiáng)鉛直運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性和減小船舶船尾部分上的超載。
按照上述設(shè)計(jì)的一種船舶具有一項(xiàng)突出的特點(diǎn)，即空氣淺腔的總?cè)莘e小于船身的靜排水容積。一般，空氣淺腔總?cè)莘e對(duì)于總靜排水容積的比值從0.05到0.2。
按照上述所設(shè)計(jì)的一項(xiàng)船舶實(shí)例具有一種顯著的特點(diǎn)，即可提供空氣薄膜所需的動(dòng)力只是為推進(jìn)船只所需的動(dòng)力的一個(gè)很小的百分?jǐn)?shù)。雖然，空氣供應(yīng)的設(shè)計(jì)流率與具體淺腔設(shè)計(jì)的密封裝置相關(guān)，空氣供應(yīng)的設(shè)計(jì)流率仍是，在乘以設(shè)計(jì)空氣壓力和除以加壓空氣供應(yīng)系統(tǒng)的效率時(shí)，所得功率決不大于為在船只設(shè)計(jì)條件下以其設(shè)計(jì)速度推進(jìn)船只所需的輸出功率的5％(此處輸出功率是需要輸送給推進(jìn)裝置以便以一定速度推進(jìn)船只的功率)。
按照上述所設(shè)計(jì)的一種船舶具有一種顯著的特點(diǎn)，即淺腔中空氣的壓力是，此壓力乘以淺腔的未受潮臺(tái)板面積后等于船只設(shè)計(jì)重量的一個(gè)很大的比例，一般的量級(jí)是船只設(shè)計(jì)重量的30％至60％。
按照一項(xiàng)優(yōu)選特征，淺腔上表面的前端形成有一橫向第二臺(tái)肩，該臺(tái)肩減小了淺腔靠近前端的深度，所述空氣穿過(guò)臺(tái)肩的端面并從臺(tái)肩下表面上的許多孔口被排送至淺腔，最好是，大部分氣流穿過(guò)臺(tái)肩的端面而來(lái)。按照一項(xiàng)優(yōu)選特征，第二臺(tái)肩由一橫跨淺腔安裝的板件形成。空氣進(jìn)入淺腔的方式是，淺腔下面的水面不因來(lái)自第二臺(tái)肩的氣流而變形。
在本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例中，加壓空氣從一水平安裝在淺腔前端中的平板后面引入。此板在其下面上設(shè)有一些孔口以允許某些空氣進(jìn)入淺腔的前部?？諝庥纱淼母骰袇^(qū)段在終止于一平直或傾斜滑行臺(tái)肩的前端包容在淺腔之內(nèi)。形成淺腔前端的此臺(tái)肩基本上處于船只前部，在前垂線(xiàn)后面的距離是船只靜水線(xiàn)長(zhǎng)度的3％至35％。船身的這一前滑行段做成低船底橫向側(cè)度的V截面形狀。
需要時(shí)，此板可以?xún)A斜并可向后延伸不超過(guò)氣腔一半長(zhǎng)度的一段距離，還可設(shè)有一尖銳的尾沿以確保任何落到它上面的水能夠利落地脫離開(kāi)來(lái)。此板的船底橫向側(cè)度角可以等于或小于前滑行臺(tái)肩處的值。這一特點(diǎn)可導(dǎo)致在擾動(dòng)海況下氣腔的性能得到改進(jìn)。
其次，需要時(shí)，此板可以制成傾斜的防梯狀，一路直達(dá)船尾，使每一臺(tái)肩的船底橫向側(cè)度角等于或小于緊在它之前的那一臺(tái)肩的值，最前面的臺(tái)肩具有的船底橫向側(cè)度角等于或小于前滑行臺(tái)肩的值。這一特點(diǎn)可導(dǎo)致在平靜和擾動(dòng)海況下性能得到改善，對(duì)于高長(zhǎng)寬比的船舶尤其如此。
按照本發(fā)明的一項(xiàng)優(yōu)選特征，各槽道以設(shè)有調(diào)節(jié)裝置，能夠調(diào)節(jié)出自淺腔的氣流。調(diào)節(jié)裝置可以包括一些葉片或類(lèi)似物，它們可以活動(dòng)以改變各槽道的橫截面積。氣流的調(diào)節(jié)可以用來(lái)對(duì)船舶的縱傾和起伏提供控制。
按照本發(fā)明一實(shí)施例的一項(xiàng)特征，各肋板在其整個(gè)長(zhǎng)度上寬度基本上不變。另外在另一實(shí)施例中，各肋板的寬度可以從臺(tái)肩向后逐漸減小。
按照本發(fā)明的一項(xiàng)優(yōu)選特征，在臺(tái)肩區(qū)域內(nèi)船身各脊板之間的橫向距離至多等于船身中部各脊板之間的距離。
本發(fā)明將會(huì)由于以下幾項(xiàng)具體實(shí)施例的說(shuō)明而得到更為充分的了解。說(shuō)明是參照各幀附圖作出的，其中

圖1是第一實(shí)施例船身的下視平面圖；圖2是第一實(shí)施例船身的剖面圖；圖3A、3B和3C是圖2船身的分別在直線(xiàn)A-A、B-B、C-C處的橫截面視圖；圖4A、4B、4C、4D、4E、4F、4G和4H表明相應(yīng)實(shí)施例的沿著圖2和圖10中直線(xiàn)D-D的各種輪廓；圖5A和5B分別表明前腔深度與淺腔前段和后段的滑行臺(tái)肩區(qū)域深度之間的關(guān)系；圖6是具有延伸板的第二實(shí)施例的下視平面圖；圖7是具有一組延伸板的第三實(shí)施例的下視平面圖；圖8圖示第一實(shí)施例的一項(xiàng)實(shí)例的模型試驗(yàn)結(jié)果，其中阻力、縱傾、起伏，以及壓縮空氣的壓力和流率全都表示為船只前行速度的函數(shù)；圖9是第四實(shí)施例的船身的下視平面圖；圖10是第四實(shí)施例船身的剖面圖11A、11B、11C分別是圖10船身在A-A、B-B、C-C直線(xiàn)處的橫截面視圖；圖12是可以用于每一實(shí)施例之中的一種船身前段結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；圖13A、13B、13C、13D、13E、13F、和13G是沿示于圖12的前段的直線(xiàn)A-A、B-B、C-C、D-D、E-E、F-F、G-G的橫截面；圖14是另一實(shí)施例船舶的船尾的示意圖。
在所有附圖中，CL意指中心線(xiàn)，而SWL意指靜水線(xiàn)。
如圖1、2和3所示的本發(fā)明第一實(shí)施例包括高速滑行船身11，形成有前船段12，此段除了在其下部包括低船底橫向側(cè)度(deadrise)滑行部分之外具有大體上傳統(tǒng)的滑行結(jié)構(gòu)；以及第二船段13，包含淺腔14。前段12由臺(tái)肩15與第二船段13分隔開(kāi)來(lái)，此臺(tái)肩形成了淺腔14的前部邊界。淺腔14的兩側(cè)由船身兩側(cè)的狹窄肋板16限定，它們具有相等的寬度，或者隨著從船尾向淺腔前端延伸而逐漸變寬并形成前段的橫向延伸部分。船身在設(shè)計(jì)條件下的受潮面積在圖1中用截面線(xiàn)表示。
圖3A、3B、3C表明船身在圖2中的直線(xiàn)A-A、B-B、C-C處的橫截面形狀。
如圖3B和3C所示，淺腔14的上表面基本上是平面的，并如圖2和圖3B和3C所示，上表面朝著船身尾部向下傾斜。形成中段淺腔兩側(cè)的肋板延伸至淺腔后面的第三船段并可在肋板內(nèi)側(cè)具有正值的低船底橫向側(cè)度。此外，第三船段的中部可以制成得具有一個(gè)對(duì)中心軸線(xiàn)的每一側(cè)都具有正值船底橫向側(cè)度的部分。
由于淺腔和船身第三船段的結(jié)構(gòu)所致，淺腔中的空氣得以保持在淺腔中而空氣的任何漏失基本上得到控制。其次，空氣從淺腔后部經(jīng)過(guò)第三船段的漏失是經(jīng)由形成在淺腔與船尾之間的槽道20來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而圖4A-4H表明沿著圖2的直線(xiàn)D-D的可用于第三船段的多種輪廓，在直線(xiàn)D-D處第三船段形成有延伸在淺腔與船尾之間的各槽道20。各槽道的設(shè)置用以控制空氣從淺腔的漏失并確保第三船段的基本部分不與從淺腔流出的空氣或氣泡接觸。這樣就使諸如螺旋槳等推進(jìn)裝置有可能裝設(shè)在此基本部分里面，從而它們不受從淺腔流出的空氣的影響。需要時(shí)，各槽道可裝有葉片形式的、可以用來(lái)改變各槽道橫截面積的流量控制裝置。在這種情況下，也可為船舶的縱傾和傾斜提供某種控制。
淺腔14由裝在船舶內(nèi)的壓力源(未畫(huà)出)充壓，壓力源連接于設(shè)置在淺腔14的上壁靠近其前端的出口17。出口與板18相關(guān)聯(lián)，此板在淺腔深度的中部、出口17以下的區(qū)域中橫跨淺腔延伸。從出口17排送出來(lái)的空氣從板18的后沿送入淺腔。
圖5A和5B表明氣腔前段和后段的深度H1分別與肋板部分16的滑行臺(tái)肩區(qū)域深度H2相比時(shí)其間的比例關(guān)系。在淺腔區(qū)域前段中這些數(shù)值之間的關(guān)系是，在該區(qū)域內(nèi)氣腔的深度H1大于肋板滑行臺(tái)肩區(qū)域深度H210％至40％。最好是，在氣腔的前段H1和H2的比值大體上小于0.5并可在氣腔的后段增加到大于0.5。
前船段12之間的關(guān)系是，形成氣腔前端的臺(tái)肩15與船舶19水線(xiàn)前端之間的距離L2，與船舶的水線(xiàn)長(zhǎng)度相比，量級(jí)是0.05和0.40。
需要時(shí)，板18可以延伸，以致它延長(zhǎng)一段等于高達(dá)一半氣腔長(zhǎng)度的距離，如圖6所示。
此外，按照如圖7所示的第三實(shí)施例，許多空氣出口可以設(shè)置在氣腔14的上壁上面且各自可沿著氣腔以一定間隔與通風(fēng)板18相關(guān)聯(lián)。
圖8表明示于圖1、2和3的實(shí)施例的一項(xiàng)實(shí)例的測(cè)試結(jié)果。測(cè)試模型代表一條長(zhǎng)74米和排水量700噸的船舶。圖中顯示出阻力值、縱傾度、起伏度、氣腔壓力變化和空氣供給量或流率的變化。在圖8A中，實(shí)線(xiàn)表示具有相應(yīng)結(jié)構(gòu)但不包含氣腔的一條船舶的阻力曲線(xiàn)，而虛線(xiàn)表明實(shí)施例所述實(shí)例的阻力與船身速度的關(guān)系。
同樣，關(guān)于圖8B，圖形以實(shí)線(xiàn)表明具有相應(yīng)于所述實(shí)例結(jié)構(gòu)的普通船舶的縱傾角，而虛線(xiàn)表明實(shí)施例船身所述實(shí)例的縱傾角。
同樣，圖8C表明了與帶有本發(fā)明的船舶(虛線(xiàn))相比，不帶有本發(fā)明的船舶(實(shí)線(xiàn))的起伏變化。
圖8D和8E表明在包含本發(fā)明的船身中，作為船身速度函數(shù)的氣腔壓力和空氣供給流速的變化。
本發(fā)明的第四實(shí)施例，如圖9、10和11所示，具有高速滑行船身111，形成有一前船段112，此段除了在其下部包含低船底橫向側(cè)度滑行部分之外具有大體上傳統(tǒng)的滑行結(jié)構(gòu)；以及包含多個(gè)沿縱向間隔開(kāi)來(lái)的淺腔114的第二船段113。最前面的淺腔114由第一臺(tái)肩115與前船段112分隔開(kāi)來(lái)，此臺(tái)肩形成了最前面淺腔114的前部邊界。此外，每一接續(xù)的淺腔形成有一最前端臺(tái)肩115，各自代表相鄰的最前端淺腔114的上表面終端。在圖9中，船身在設(shè)計(jì)條件下的受潮面積用截面線(xiàn)畫(huà)出。
圖11A、11B、和11C表明船身在圖10中的直線(xiàn)A-A、B-B和C-C處的橫截面形狀。
每一淺腔的兩側(cè)由船身兩側(cè)的狹窄肋板116限定，它們具有相等的寬度，或者從船尾到淺腔前端而逐漸變寬并分別形成相應(yīng)臺(tái)肩前面的船身部分的側(cè)向和縱向延伸部分。
每一淺腔114的上壁都基本上是平面的，但如圖9所示，朝著船身尾部向下傾斜，從而，相應(yīng)淺腔的各肋板116終止在與各肋板平面相交的那一淺腔的上壁上。這一點(diǎn)出現(xiàn)在緊靠下一淺腔的臺(tái)肩橫向軸線(xiàn)之前。各淺腔114依靠各第二槽道125互相連通，使得空氣能夠在各淺腔之間流動(dòng)，需要時(shí)，每一第二槽道可以配置一些調(diào)節(jié)葉片或類(lèi)似元件，可予以調(diào)節(jié)以控制通過(guò)各第二槽道125的流動(dòng)程度。各調(diào)節(jié)葉片或類(lèi)似元件的調(diào)節(jié)可以按照船舶的船身和針對(duì)船舶的橫搖程度而手動(dòng)或自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)。
形成中段淺腔兩側(cè)的肋板可延伸至淺腔后面的第三船段并可在內(nèi)側(cè)具有正值的低船底橫向側(cè)度。此外，第三船段的中部可以制成得具有一對(duì)中心軸線(xiàn)的每一側(cè)都具有正值低船底橫向側(cè)度。
由于淺腔和船身第三船段的結(jié)構(gòu)所致，淺腔中的空氣可以保持在淺腔之內(nèi)而空氣的任何漏失基本上得到控制。其次，空氣從淺腔后部經(jīng)過(guò)第三船段的漏失是以受控的方式穿過(guò)淺腔與船尾之間的各槽道125而得到允許的。
與前船段112之間的關(guān)系是，水線(xiàn)最前段的前鉛垂線(xiàn)，標(biāo)示為FP，與最前面淺腔臺(tái)肩115之間距離L2對(duì)于船舶水線(xiàn)長(zhǎng)度L1的比值在0.03與0.35之間。
每一淺腔114由裝在船舶內(nèi)的壓力源(未畫(huà)出)充壓，壓力源連接于設(shè)置在每一淺腔114的上壁上面靠近其前端的出口117。每一出口117與板118相關(guān)聯(lián)，此板在淺腔深度的中部、出口117以下的區(qū)域中橫跨淺腔而延伸。從出口117排送出來(lái)的空氣越過(guò)板118的后沿送入淺腔114。
需要時(shí)，空氣向每一出口117的排送可以通過(guò)一共同壓力源實(shí)現(xiàn)。另外，空氣也可以通過(guò)一獨(dú)自的壓力源排送至每一淺腔。這樣作可以改進(jìn)此實(shí)施例在狂暴海況下的性能并在某些情況下能使排送至每一淺腔的空氣發(fā)生變化，用以按照海況通過(guò)改變每一淺腔中的淺腔空氣容積而優(yōu)化對(duì)于船舶運(yùn)動(dòng)和姿態(tài)的控制。此外，保持在每一淺腔中的壓力可以不同于相鄰各淺腔中的壓力。
如圖12和13所示，每一實(shí)施例中船身的前滑行船段12可以制作得具有一中心肋板26，延伸至中心軸線(xiàn)的兩側(cè)。肋板具有的橫截面輪廓是船身輪廓向肋板每側(cè)的延伸部分，不過(guò)，在沿著肋板的任何特定位置處，肋板用以使其輪廓從船身其余部分的輪廓向外突出。此外，肋板從水線(xiàn)B-B前面的某一位置伸向臺(tái)肩15。
中心肋板的作用是，使淺腔區(qū)域中的水面成形并且形成淺腔的下壁，從而該表面不會(huì)出現(xiàn)破壞并借以使淺腔的完整性得以保持。肋板可使船底橫向側(cè)度沿著船身向后逐漸減小。需要時(shí)，肋板可以終止在臺(tái)肩之前，在此情況下，船身在中心肋板與臺(tái)肩之間的輪廓基本上保持不變。
此外，需要時(shí)，肋板可以做成為支承體，可以按照操作特性和水況相對(duì)于船身向內(nèi)和向外移動(dòng)。此外或另外，此支承體可以自船身予以彈性支承，以便形成某種吸震配制。
此外，前滑行船段可以在中心肋板兩側(cè)形成有鰭板或薄脊板形式的(未畫(huà)出)多個(gè)輔助肋板，以便進(jìn)一步控制經(jīng)過(guò)最前面船段達(dá)到第二船段的水流。
這些特性的一項(xiàng)綜合效益是，可減少在狂暴海況下作用在船舶上的鉛直力和起伏。
需要時(shí)，每一實(shí)施例的板可以省去，而淺腔上表面可以制成階梯形結(jié)構(gòu)，而空氣穿過(guò)臺(tái)肩的后端面?zhèn)魉?。淺腔的階梯形上壁可以與先前各實(shí)施例的板的特性結(jié)合起來(lái)而作為船身的整體特性。當(dāng)然，必須提供適當(dāng)?shù)氖侄我跃獯┻^(guò)臺(tái)肩后端面的空氣分布。
空氣在每一實(shí)施例中都是在某一壓力下送入淺腔的，以致施加于淺腔內(nèi)部的鉛直力約略地等于船舶設(shè)計(jì)重量的30％至60％。此外，淺腔的總淺腔容積的量級(jí)是船舶排水容積的5％至20％。
按照如圖14所示的另一實(shí)施例，第三船段的表面制成為可產(chǎn)生位移的。第三船段的表面由幾條板片段230構(gòu)成，在其前沿處受到樞轉(zhuǎn)支承，可向下樞轉(zhuǎn)以改變第三船段表面的傾角。各板片段230間隔開(kāi)來(lái)以形成一或多條槽道，與第三船段中的一或多條槽道相對(duì)應(yīng)。各板片段的支承(圖14中示意性地以X表示)是彈性的，以便提供某種吸震特性?？僧a(chǎn)生彈性位移的板片段用以提供針對(duì)鉛直運(yùn)動(dòng)的某種穩(wěn)定性并可在狂暴海域中減小第三船段上的震動(dòng)載荷。
應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的范疇并不局限于上述實(shí)施例的具體范疇。特別是，本發(fā)明可用于多船身船舶，每一船身制有上述形式的一個(gè)淺腔。
權(quán)利要求
1.一種船舶，具有高速滑行或半滑行船身，包括(a)一第一船段，位于船頭并設(shè)計(jì)得可提供一前滑行船段；(b)一第二船段，在第一船段后面，包括具有一由一在第二船段前端處橫跨船身延伸的臺(tái)肩形成的前端、以及位于船身每側(cè)并沿第二船段長(zhǎng)度延伸的肋板的淺腔；(c)一設(shè)置在船舶中并連接于淺腔的加壓空氣源，用以經(jīng)由一出口向淺腔傳送加壓空氣，從而使空氣基本上均勻地分布在淺腔之內(nèi)并不致擾動(dòng)淺腔以下的水面；以及(d)一在淺腔后面的第三船段，在淺腔后端形成一種帶有一或多條槽道的后部成型表面形式的密封，槽道從淺腔向船尾延伸以允許出自淺腔的受控氣流通過(guò)，以致第三船段的基本部分不同流出淺腔的空氣接觸。
2.按照權(quán)利要求1所述的船舶，其中，前滑行船段形成有一中心助板，伸向中心縱向軸線(xiàn)的兩側(cè)，并從水線(xiàn)區(qū)域中或水線(xiàn)前面的某一位置伸向臺(tái)肩或臺(tái)肩前面的一個(gè)位置。
3.按照權(quán)利要求2所述的船舶，其中，中心肋板下部表面基本上具有與肋板每側(cè)的船身相對(duì)應(yīng)的輪廓，而中心肋板的兩側(cè)形成船身輪廓中的一個(gè)臺(tái)階。
4.按照權(quán)利要求3所述的船舶，其中，臺(tái)階的深度沿著臺(tái)肩的長(zhǎng)度變化。
5.按照權(quán)利要求4所述的船舶，其中，臺(tái)階的深度從臺(tái)肩前端處的一最大深度到臺(tái)肩后端處的一最小深度而變化。
6.按照權(quán)利要求4所述的船舶，其中，臺(tái)階在沿其長(zhǎng)度的一中間位置處具有最大深度。
7.按照權(quán)利要求2、3、4、5或6中任一項(xiàng)所述的肋板，其中，中心肋板的船底橫向側(cè)度沿著其長(zhǎng)度變化，在其后端處于其最小值。
8.按照權(quán)利要求2、3、4、5、6、或7中任一項(xiàng)所述的船舶，其中，中央肋板終止于臺(tái)肩前面，在中心肋板端部與臺(tái)肩之間的船身輪廓基本上是不變的輪廓。
9.按照權(quán)利要求3至8中任一項(xiàng)所述的船舶，其中，中心肋板的各下部邊沿伸出臺(tái)階表面之外。
10.按照權(quán)利要求2至8中任一項(xiàng)所述的船舶，其中，中心肋板制成為一自船身單獨(dú)支承的構(gòu)件，并且可自船身移動(dòng)以改變中心肋板從船身的突出程度。
11.按照權(quán)利要求10所述的船舶，其中，中心肋板自船身彈性地予以支承。
12.按照前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的船舶，其中，前滑行船段在中心軸線(xiàn)每側(cè)形成有許多輔助肋板，它們?cè)O(shè)計(jì)和安放得可控制經(jīng)過(guò)前滑行船段的水流，以致經(jīng)過(guò)各輔助肋板越過(guò)前滑行船段的水流基本上是沿軸向的。
13.按照前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的船舶，其中，第三船段的基本部分加工成型為具有一或多個(gè)正值的船底橫向側(cè)度的區(qū)域。
14.按照權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的船舶，其中，第三船段加工成型為具有一負(fù)值的船底橫向側(cè)度，以致第三船段的基本部分位于中心軸線(xiàn)兩側(cè)，而且沿著所述第三船段的中心設(shè)置所述一或多條槽道。
15.按照前述任一項(xiàng)權(quán)利要求中所述的船舶，其中，各肋板在線(xiàn)腔的每側(cè)延伸第二船段的長(zhǎng)度而抵達(dá)并延伸至少一部分第三船段。
16.按照前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的船舶，其中，第三船段的基本部分加工成型為可容納所述船舶的推進(jìn)裝置。
17.按照權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的船舶，其中，第三船段的表面從第二船段到船尾向下傾斜。
18.按照前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的船舶，其中，淺腔的上壁朝著船尾向下傾斜。
19.按照前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的船舶，其中，第二船段形成有多個(gè)沿縱向間隔開(kāi)來(lái)的淺腔，每一淺腔由一在其前端橫跨船身延伸的臺(tái)肩和位于船身每側(cè)的肋板形成，加壓空氣源設(shè)置在船舶之中并連接于各淺腔，以便通過(guò)一出口向每一淺腔發(fā)送加壓空氣。
20.按照權(quán)利要求19所述的船舶，其中，每一淺腔獨(dú)立于其他各淺腔的空氣源。
21.按照權(quán)利要求19或20所述的船舶，其中，保持在各淺腔中的空氣壓力不同于其他各淺腔中的空氣壓力。
22.按照權(quán)利要求19、20或21所述的船舶，其中，各淺腔中的空氣壓力可予以改變。
23.按照權(quán)利要求19、20、21或22所述的船舶，其中，各淺腔通過(guò)各通道連通相鄰各淺腔。
24.按照權(quán)利要求23所述的船舶，其中，各通道配有調(diào)節(jié)裝置以調(diào)節(jié)連通程度。
25.按照權(quán)利要求24所述的船舶，其中，調(diào)節(jié)裝置由一控制裝置控制，以便按照諸如船身速度、縱傾和橫搖等船身運(yùn)動(dòng)的各個(gè)方面控制經(jīng)由各通道的連通程度。
26.按照前述任一項(xiàng)權(quán)利要求中所述的船舶，其中，淺腔上表面的前端形成有一橫向第二臺(tái)肩，該臺(tái)肩減小了淺腔前端的深度，所述空氣穿過(guò)所述臺(tái)肩的端面并從臺(tái)肩下表面上的許多孔口被排送至淺腔。
27.按照權(quán)利要求26所述的船舶，其中，大部分氣流穿過(guò)臺(tái)肩的端面而來(lái)。
28.按照權(quán)利要求26或27所述的船舶，其中，第二臺(tái)肩由一橫跨淺腔安裝的板件形成的。
29.按照權(quán)利要求28所述的船舶，其中，第二臺(tái)肩的長(zhǎng)度在船舶靜水線(xiàn)長(zhǎng)度的3％至35％之間。
30.按照前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的船舶，其中，空氣淺腔容積對(duì)于船舶靜排水容積的比值在0.05至0.2之間。
31.按照權(quán)利要求26、27、28或29所述的船舶，其中，淺腔的上表面形成有許多沿縱向間隔開(kāi)來(lái)的第二臺(tái)肩，而空氣從各第二臺(tái)肩的端面和下表面排送出去。
32.按照前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的船舶，其中，前滑行船段的水線(xiàn)長(zhǎng)度對(duì)船舶水線(xiàn)長(zhǎng)度的比值具有0.05至0.40的量級(jí)。
33.按照前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的船舶，其中，空氣在某一壓力下送入第二船段，從而施加于淺腔內(nèi)部的鉛直力約略等于船舶設(shè)計(jì)重量的30％至60％。
34.按照前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的船舶，其中，所述一或多條槽道每側(cè)的第三船段的表面成型為可提供一個(gè)與水持續(xù)接觸的穩(wěn)定滑行表面。
35.按照前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的船舶，其中，一或多條槽道配置有一調(diào)節(jié)裝置，適合于改變一或多條槽道的橫截面積。
36.按照前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的船舶，其中，至少第三船段的后部沿鉛直方向可以產(chǎn)生位移以改變第三船段后部的傾角。
37.按照權(quán)利要求36所述的船舶，其中，后部是彈性支承的。
38.按照權(quán)利要求36或37所述的船舶，其中，后部形成有一或多條槽道，相應(yīng)于第三船段中的一或多條槽道。
39.按照前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的船舶，其中，各肋板在其整個(gè)長(zhǎng)度上具有基本上不變的寬度。
40.按照權(quán)利要求1至38中任一項(xiàng)所述的船舶，其中，各肋板的寬度從臺(tái)肩起向后逐漸減小。
41.按照前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的船舶，其中，船身的臺(tái)肩區(qū)域內(nèi)的各脊板之間的橫向距離最多等于船身的船中部各脊板之間的距離。
42.按照前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的船舶，其中，水線(xiàn)最前段的前垂線(xiàn)與臺(tái)肩之間的距離對(duì)船舶水線(xiàn)長(zhǎng)度的比值在0.03到0.35之間。
43.按照前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的船舶，其中，船舶是一種單船體船舶。
44.按照權(quán)利要求1至42中任一項(xiàng)所述的船舶，其中，船舶是一種多船體船舶。
45.一種基本上如本文中參照各附圖所述的船舶。
全文摘要
一種具有高速滑行或半滑行船身的船舶，包括(a)第一船段(12)，位于船頭并設(shè)計(jì)得可提供一前滑行船段；(b)第二船段(13)，在第一船段后面，包括一具有由在第二船段前端橫跨船身延伸的臺(tái)肩(15)所形成的前端的淺腔(14)，以及位于船身每側(cè)沿第二船段長(zhǎng)度設(shè)置的肋板(16)；(c)壓縮空氣源，設(shè)置在船舶里面并連接于淺腔(14)，通過(guò)出口(17)向淺腔(14)發(fā)送加壓空氣，供此使空氣基本上均勻地分布在淺腔之內(nèi)并不致擾動(dòng)淺腔(14)下面的水面；以及(d)第三船段，在淺腔(14)后面，在淺腔(14)后端處形成一種密封，形式為制有一或多條槽道(20)的后部成型表面，槽道(20)從淺腔(14)伸向船尾，允許出自淺腔(14)的得到控制的氣流通過(guò)，從而第三船段的基本部分不同流出淺腔的空氣接觸。
文檔編號(hào)B63B1/38GK1142804SQ94194890
公開(kāi)日1997年2月12日 申請(qǐng)日期1994年11月28日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月29日
發(fā)明者鮑里斯·V·查彼科夫, 阿納托利·N·帕夫蘭科, 愛(ài)德華·I·普里維洛夫, 塞姆揚(yáng)·N·艾澤恩, 鮑里斯·R·蒂莫菲夫 申請(qǐng)人:西弗萊特有限公司