專利名稱：可調(diào)節(jié)動力矢量方向的船舶推進方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種船舶的可調(diào)節(jié)動力矢量推進方法，屬船舶推進裝置領(lǐng)域。
傳統(tǒng)的高速船舶，如水翼船的推進方法，主要是通過安裝在船舶后部的推進器將船舶加速到很高的速度，使水翼在水中迅速移動，使水翼產(chǎn)生向上的升力，將船體抬出水面航行，這樣的船舶推進方法雖然克服了傳統(tǒng)船舶在航行時產(chǎn)生的水的興波阻力，但是，由于水翼在產(chǎn)生升力的同時也產(chǎn)生了阻力，另外，在高速情況下，水翼還會產(chǎn)生空泡障礙，為此，需要很大的航行動力及能耗才能抬升船體，尤其是大噸位的水翼艇，要求加大水翼的面積及重量，在工藝上也是困難的，在較低時速時，及航道情況復(fù)雜，水翼艇不能高速行駛時，水翼艇不能離開水面，無法體現(xiàn)該推進方法的優(yōu)點。
本發(fā)明的目的是提出一種新的，可將船體全部抬離水面，能減少航行阻力及風(fēng)浪的影響，又不產(chǎn)生水翼在水中產(chǎn)生的其它阻力，在高速時及低速時都能產(chǎn)生水翼艇將船體抬離水面的各種優(yōu)點，并且，船舶起動及加速在各種航行狀態(tài)下都非常良好的船舶可調(diào)節(jié)動力矢量推進方法。
本發(fā)明的方案是這樣實現(xiàn)的，本方案第一種可調(diào)節(jié)動力矢量方向的船舶推進方法，是由多個對稱分布裝于船體的起支撐船體作用的推進器支架及安裝于推進器支架下部的可與船體前進方向向上旋轉(zhuǎn)一定角度可產(chǎn)生不同大小的水平方向及垂直方向推力矢量，其中水平方向推力矢量產(chǎn)生使船體前進的水平推力，垂直方向推力矢量產(chǎn)生將整個船體抬離水面的垂直推力的推進器實現(xiàn)。本方案的第二種可調(diào)節(jié)動力矢量方向的船舶推進方法，是由多個對稱分布裝于船體的起支撐船體作用的推進器支架及安裝于推進器支架下部的可在船體前進方向向上旋轉(zhuǎn)一定角度及水平方向上旋轉(zhuǎn)一定角度可產(chǎn)生不同大小的水平方向及垂直方向推力矢量，其中水平方向推力矢量產(chǎn)生使船體前進的水平推力并可以使水平推力矢量與船體行進方向形成一定夾角，垂直方向推力矢量產(chǎn)生將整個船體抬離水面的垂直推力的推進器實現(xiàn)。在所述的兩種方案中，動力支架及推進器為最少為兩個，其安裝于對稱平衡支撐船體重力分布的位置。


圖1為實現(xiàn)本發(fā)明方法船只結(jié)構(gòu)及推力矢量示意圖。圖2為使用本發(fā)明方法的噴水式推進器船只示意圖。圖3為使用本發(fā)明方法的導(dǎo)流板式推進器的船只示意圖。圖4為使用本發(fā)明方法的轉(zhuǎn)動動力支架實現(xiàn)推力變化的船外機示意圖。圖5為使用本發(fā)明方法的有翼展的船只示意圖。圖6為使用本發(fā)明方法的水上摩托示意圖。圖7為使用本發(fā)明方法的航空母艦或大型船舶示意圖。
以下是本發(fā)明的實施例，實施例1、本實施例的方法是在船體(1)上安裝均勻分布并平衡支撐船體重量的4個推進器支架(2)，在每個推進器支架(2)下部裝有推進器(3)，采用自動操縱推進器沖角裝置即可自動調(diào)節(jié)推進器(3)推進力的矢量方向與船體前進方向的夾角，可使推進力產(chǎn)生水平方向使船體前進的水平推力矢量(4)及將船體抬離水面的垂直方向的垂直推力矢量(5)。自動操縱推進器沖角裝置是由專門的傳感器和操縱機械組成，前者將跟蹤推進器相對于水面的位置和水流速度的變化，把信號傳送到操縱機械，然后由后者調(diào)節(jié)推進器沖角以維持恒定升力。其中推進器的動力由主機(6)及角傳動(7)提供及傳遞，其推進器為螺旋漿推進器。推力矢量的調(diào)節(jié)可通過轉(zhuǎn)動推進器支架與船體的夾角來實現(xiàn)。
實施例2、本實施例的方法是在船體(1)上安裝均勻分布并平衡支撐船體重量的4個推進器支架(2)，在推進器支架(2)下部裝有推進器(3)，采用自動操縱推進器沖角裝置即可自動調(diào)節(jié)推進器(3)推進力的矢量方向與船體前進方向的夾角，可使推進力產(chǎn)生水平方向使船體前進的水平推力矢量及將船體抬離水面的垂直方向的垂直推力矢量。其中推進器的動力由主機及角傳動提供及傳遞，其推進器為噴射水流產(chǎn)生推進力的可自動調(diào)節(jié)噴水水流方向的噴水導(dǎo)向式推進器。動力矢量的方向由調(diào)節(jié)桿(8)控制噴水口(9)改變噴水方向來實現(xiàn)。
實施例3、本實施例的方法是在船體(1)上安裝均勻分布并平衡支撐船體重量的4個推進器支架(2)，在推進器支架(2)下部裝有推進器(3)，采用自動操縱推進器沖角裝置即可自動調(diào)節(jié)推進器(3)推進力的矢量方向與船體前進方向的夾角，可使推進力產(chǎn)生水平方向使船體前進的水平推力矢量及將船體抬離水面的垂直方向的垂直推力矢量。其中推進器的動力由主機及角傳動提供及傳遞，其推進器為由螺旋漿及螺旋漿后上方的導(dǎo)流板(10)組成的可自動調(diào)整推進力方向的導(dǎo)向式螺旋漿推進器。動力矢量的方向由調(diào)節(jié)桿(8)控制導(dǎo)流板(10)改變水流方向來實現(xiàn)。
實施例4、本實施例的方法是在船體(1)上安裝均勻分布并平衡支撐船體重量的3個推進器支架(2)，其中推進器支架的分布為在船體重心前部的船身兩側(cè)各對稱安裝一個推進器支架，在船身的后部中間安裝一個推進器支架，在推進器支架(2)下部裝有推進器(3)，采用自動操縱推進器沖角裝置即可自動調(diào)節(jié)推進器(3)推進力的矢量方向與船體前進方向的夾角，調(diào)節(jié)推進器(3)推進力的矢量方向與船體前進方向的夾角，可使推進力產(chǎn)生水平方向使船體前進的水平推力矢量及將船體抬離水面的垂直方向的垂直推力矢量。其中推進器的動力由主機(6)、角傳動、動力支架(2)及推進器(3)組成的一體化的船外機提供及傳遞，其推進器為螺旋漿式推進器，其后面的一組推進器通過使推進力的水平方向力與船只前進方向旋轉(zhuǎn)一定的角度，可以產(chǎn)生舵機的作用。動力支架安裝在可調(diào)支架(12)上，可調(diào)支架可調(diào)節(jié)動力支架的角度控制推進動力矢量的方向。
實施例5、本實施例的方法是在船體(1)上安裝均勻分布并平衡支撐船體重量的3個推進器支架(2)，其分布是將兩個推進器支架安裝在船體重心前部兩側(cè)伸出的機翼式翼展(13)的下端，在船體的后部中間安裝一個推進器支架，在推進器支架(2)下部裝有推進器(3)，采用自動操縱推進器沖角裝置即可自動調(diào)節(jié)推進器(3)推進力的矢量方向與船體前進方向的夾角，可使推進力產(chǎn)生水平方向使船體前進的水平推力矢量及將船體抬離水面的垂直方向的垂直推力矢量。其中推進器的動力由主機及角傳動提供及傳遞，其推進器為螺旋式推進器，其后面的一組推進器通過使推進力的水平矢量與船只前進方向旋轉(zhuǎn)一定的角度，可以產(chǎn)生舵機的作用，在船只高速行駛時，船體兩側(cè)的翼可產(chǎn)生一定的升力，這樣，利用所產(chǎn)生的升力，可減少推進器的垂直方向的升力推力矢量，這樣，水平推力矢量將會加大，使船只產(chǎn)生更高的航行速度，另外，翼上的氣流壓力可提高船只在高速航行時的穩(wěn)定性。
實施例6、本實施例的方法是在船體(1)上安裝均勻分布并平衡支撐船體重量的2個推進器支架(2),2個推進器支架的分布是，1個安裝在船體中軸線上船體的前端，另一個安裝在船體中軸線上船體的后部，在推進器支架(2)下部裝有推進器(3)，采用自動操縱推進器沖角裝置即可自動調(diào)節(jié)推進器(3)推進力的矢量方向與船體前進方向的夾角，可使推進力產(chǎn)生水平方向使船體前進的水平推力矢量及將船體抬離水面的垂直方向的垂直推力矢量。其中推進器的動力由主機及角傳動提供及傳遞，其推進器為噴射水流(如果是采用螺旋漿推進器，則在螺旋漿周圍加裝安全罩)產(chǎn)生推進力的可自動調(diào)節(jié)噴水水流方向的噴水導(dǎo)向式推進器，前端推進器由伸在船只上方的把手(11)控制其水平方向的旋轉(zhuǎn)，控制船只的行駛方向及平衡船體。本實施例為一種水上摩托的推進方案。
實施例7、本實施例的方法是在船體(1)上安裝均勻分布并平衡支撐船體重量的29個推進器支架(2)，其分布為從船頭至船尾均勻分布，在推進器支架(2)下部裝有推進器(3)，采用自動操縱推進器沖角裝置即可自動調(diào)節(jié)推進器(3)推進力的矢量方向與船體前進方向的夾角，可使推進力產(chǎn)生水平方向使船體前進的水平推力矢量及將船體抬離水面的垂直方向的垂直推力矢量。其中推進器的動力由主機及角傳動(7)提供及傳遞，其推進器為可自動調(diào)節(jié)推進力矢量方向的控制水平推力矢量及垂直推力矢量大小的螺旋漿式推進器。而使用本發(fā)明推進方法可減化船身結(jié)構(gòu)，船身做成分體組成合式，本實施例將三個不同要求的船身組成為一個特殊用途的航母，推進器支架為可分離組合式，按船身的載荷量確定推進器支架及推進器支架的數(shù)量實施例8、本實施例的方法是在船體上安裝均勻分布并平衡支撐船體重量的4個推進器支架，在推進器支架下部裝有推進器，采用自動操縱推進器沖角裝置即可自動調(diào)節(jié)推進器推進力的矢量方向與船體前進方向的夾角，可使推進力產(chǎn)生水平方向使船體前進的水平推力矢量及將船體抬離水面的垂直方向的垂直推力矢量。其中推進器的動力由主機及角傳動提供及傳遞，其推進器為噴射水流產(chǎn)生推進力的可自動調(diào)節(jié)噴水水流方向的噴水導(dǎo)向式推進器。動力矢量的方向由噴水口噴水方向來實現(xiàn)。在本實施例中，動力支架較短，噴水推進器同時分別提供向上和向前的推力矢量，將整個船體包括推進器抬出水面形成水墊。此方案只將推進器的進水口伸入水中。
本發(fā)明是一種航行時將船身抬離水面以獲得較小的水面阻力及較高的動力效率的船舶推進方法，其效果是通過安裝于船體上的推進器支架及安裝于推進器支架下部的可在船體前進方向上旋轉(zhuǎn)一定角度可產(chǎn)生不同大小的水平方向及垂直方向推力矢量的推進器來實現(xiàn)的。航行時，推進器的推力矢量與航行的水平方向有一個向上的夾角，水平方向的推進力推動船只向前，垂直方向推進力使船只抬升，脫離水面。使用此種方法，可使船只在航行時船身不接觸水面，因此具有很好的水動力性能，大大減少了航行時水的阻力尤其是興波阻力，同時，船只少受風(fēng)浪的影響，由于不使用水翼，克服了水翼在水中運動時產(chǎn)生的各種阻力，并且，可以在低速時使船只離開水面，同時，本發(fā)明的方法可以制成組合式，可按需要增加或減少，可用于小艇及大型船舶(如航空母艦等)，這是水翼船目前不能達到的。特殊極端情況，本發(fā)明將推進力調(diào)整到垂直向下時，可實現(xiàn)船舶的水中懸停，這也是本發(fā)明的一特殊效果，是目前水翼船等一些高速船只無法實現(xiàn)的，這一效果可滿足一些特殊環(huán)境的要求，如風(fēng)浪較大，要求船舶平穩(wěn)，另外，本發(fā)明很容易通過自動控制系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)水平力及垂直力的大小，保持船只的穩(wěn)定與航速，可旋轉(zhuǎn)水平力矢量方向平衡船只受側(cè)向壓力及水流的影響并可使船舶轉(zhuǎn)向。
權(quán)利要求
1.一種可調(diào)節(jié)動力矢量方向的船舶推進方法，其特征在于該方法是由多個對稱分布裝于船體(1)的起支撐船體作用的推進器支架(2)及安裝于推進器支架下部的可與船體前進方向向上旋轉(zhuǎn)一定角度通過推動水流產(chǎn)生不同大小的水平方向及垂直方向推力矢量，其中水平推力矢量(4)產(chǎn)生使船體前進的水平推力，垂直推力矢量(5)產(chǎn)生將整個船體抬離水面的垂直推力的推進器(3)實現(xiàn)。
2.一種可調(diào)節(jié)動力矢量方向的船舶推進方法，其特征在于該方法是由多個對稱分布裝于船體(1)的起支撐船體作用的推進器支架(2)及安裝于推進器支架下部的可與船體前進方向向上旋轉(zhuǎn)一定角度及水平方向上旋轉(zhuǎn)一定角度通過推動水流產(chǎn)生不同大小的水平方向及垂直方向推力矢量，其中水平推力矢量(4)產(chǎn)生使船體前進的水平推力并可以使水平推力矢量與船體行進方向形成一定夾角，垂直推力矢量(5)產(chǎn)生將整個船體抬離水面的垂直推力的推進器(3)實現(xiàn)。
3.如權(quán)利要求1,2所述的可調(diào)節(jié)動力矢量方向的船舶推進方法，其特征在于所述的推進器支架(2)及推器進(3)為最少為2個，其安裝于對稱平衡支撐船體重力分布的位置。
全文摘要
本發(fā)明為一種可調(diào)節(jié)動力矢量方向的船舶推進方法，由分布裝于船體的推進器支架及安裝于推進器支架下部的可在前進方向上旋轉(zhuǎn)一定角度產(chǎn)生水平方向及垂直方向推力矢量，使船體前進的水平推力及將整個船體抬離水面的垂直推力的推進器實現(xiàn)。本發(fā)明的方法改變了現(xiàn)有船舶的推進方式，使用推力矢量完成船舶的行駛，抬升，轉(zhuǎn)向及船體穩(wěn)定性的所有操控，具有航行阻力小，動力效率高，可高速低耗行駛的優(yōu)點，可利用于各種大、小型船舶，為一種全新概念的船舶推進方法。
文檔編號B63H25/00GK1237524SQ9910690
公開日1999年12月8日 申請日期1999年5月13日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月13日
發(fā)明者張慶柳 申請人:張慶柳