CN100354180C - 具有潜水浮体推进装置的高速船舶 - Google Patents

Abstract

一种具有潜水浮体推进装置的高速船舶，其特征是在船体底部设有浮体，浮体的纵向呈流线型形状，主机机舱设在浮体内部，主机的输出轴直接与推进器的桨轴联接，在浮体的中后底部具有向内凹陷并沿纵向延伸的流线形隧洞，所述螺旋桨推进器位于隧洞内。本发明的全部浸没在水下的浮体在波浪层以下不受波浪的干扰，上层船体在一定的航速下可大部或全部离开水面，当其进入规定航速特别是高速航行状态时，即使身处恶劣天气的大波浪状况中航行时，船体将离开水面避免波浪拍击不会出现纵摇和横摇伴生的醉汉式摇晃，因而具有较好纵摇性能和良好横摇性能，使船上人员的晕船现象得到改善，从而使得本高速船舶具有较好的耐波性和高速航行的稳定性。

Description

具有潜水浮体推进装置的高速船舶

技术领域：

本发明属于船舶推进技术，特别是一种具有潜水浮体推进装置的高速船舶。

背景技术：

一般船舶水线面以下船体为流线型光顺体，其与水流运动相互作用时的摩擦阻力随着航速提高而增大。船舶工业发展一百多年来，常规的船舶船体表面降阻处理技术尚末得到解决，对此世界各国船舶专家作了大量的研究工作，已经研制开发出多种具有降阻作用的高速船舶。已相继出现水翼船、气垫船、高速双体船，三体船。最近世界各造船大国还不断进行新型混合型双体水翼船、双体气垫船和双体穿浪船等高速船舶的研制开发最为世人瞩目。

其中水翼船分为水面式和全浸式，全浸式又分浅浸式(浸深在水翼弦长0.2-0.6之间)和深浸式(浸深大于水翼弦长)。浅浸式水翼船的设计航速为30-40节，排水量在100吨以下，深浸式水翼船的设计航速一般在40-50节，目前排水量大的还没有超过250吨。浅浸式水翼船在航行中当航速改变时，其重力和升力间的平衡是由整个船体的升降来维持的，航行速度下降时，升力减少，船体随之下降，使水翼的升力面面积增大，升力增加，使重力与升力重新得到平衡，这种船型具有自稳性。而深浸式水翼船由于升力面面积固定不变，当航速改变时，为了维持升力与重力平衡，必须依靠自动控制机构调节水翼攻角来实现，由于自控机构价格昂贵，大大增加了高速水翼船舶的造价。从耐波性能看，深浸式水翼船的性能优越，深浸式水翼船能在恶劣海况中航行，割划式水翼船次之。浅浸式水翼船一般用于内河、湖泊和波高不超过0.5米的航线。波高和海浪对高速水翼船的耐波性有较大影响，深浸式自控水翼船和双体水翼船在浪高2.0-2.5米时就无法营运，并且是一种能耗较大的船型。

其中气垫船(全垫升气垫船)，其船身重量全部由气垫支承，为了维持大的气体压强，船底部四周须安装围裙，船上部采用空气螺旋桨和空气舵。当气垫全升状态时，船体及各种附体均不触水，具有航速高的优点，但这类船对风浪较敏感，环境噪声大，且造价高，维修复杂。

其中双体气垫船，它是在侧壁式气垫船的基础上开发出来的，由于双体气垫船具有良好的横稳性和宽敞的甲板面积，在波浪中航行时可将首尾围裙卷起，当作双体船使用。双体气垫船可缓和在波浪中的升沉运动，因而其舒适性优于双体船和单体船，但最大的问题是无法在顺浪或逆浪中航行，更无法适应在2.5米以上波浪中营运。

其中的高速双体船，这类船型的两个船体有圆舭式的(呈U型)的、也有半滑式的(船的重量不完全由水的浮力支持，船底受到升力的作用)，机舱设于其中，这种船具有宽敞的甲板面积和良好的横向稳定性和操纵性，但这种船在波浪中航行，其耐波性并不比常规水平单体船优越，尤其是因为它的纵摇与横摇周期比较接近，比常规单体船周期短，一旦遇到较大风浪，船体出现纵摇和横摇伴生的醉汉式摇晃，使晕船率上升。

关于穿浪双体船。高速双体船航速虽高，但耐波性欠佳，小水线面双体船的耐波性好，但航速不高，于是一种吸收两者优点于一身的新的浅吃水船舶——穿浪双体船型问世了。穿浪双体船的两个片体(船体)采用尖瘦深V型线型，艏部特别尖削、干舷小，而中间的那个犹如第三船体的中心船体则能保持非常大的浮力，它一般不接触水面，在一般海况下，只有两侧船体接触水面，能平滑地切入波浪中穿浪航行，大大减少俯仰运动，当遇上大浪时，中心船体接触水面，靠它产生浮力托起船首，克服可能出现的埋首现象。但穿浪双体船的升沉、纵摇和横摇周期都比较接近，在波浪中航行时将会引起多个自由度的偶合谐振，纵向运动可引起明显的拍击现象，对航行稳性产生影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，从而设计一种具有潜水浮体推进装置的高速船舶，使得具有兴波阻力小，在高速航行状态下，即使在波浪大的情况下，基本上能不受波浪的影响，能避免波浪拍击和具有较好的纵摇性能和良好的横摇性能，稳定性佳，从而在高速航行性能基础上，还具有较好的耐波性。

本发明是以如下技术方案实现的：该高速船舶包括船体，动力装置，螺旋桨推进器，船舵，其特征是在船体底部设有浮体(或称潜水推进体)，浮体的纵向呈流线型形状，在浮体内部设有主机机舱，主机的输出轴直接与推进器的桨轴联接，在浮体的中后底部具有向内凹陷并沿纵向延伸的流线形凹部，所述螺旋桨推进器位于凹部内。

本发明作为推进体作用的浮体处于水下航行，全部浸没在水下的浮体在波浪层以下不受波浪的干扰，上层船体在一定的航速下可大部或全部离开水面，当其进入规定航速特别是高速航行状态时，即使身处恶劣天气的大波浪状况中航行，船体将离开水面避免波浪拍击并尽量避免了纵摇和横摇伴生的醉汉式摇晃，因而具有较好纵摇性能和良好横摇性能，使船上人员的晕船现象基本上得到改善，从而使得本高速船舶实现具有较好的耐波性和高速航行的稳定性。以下结合附图对本发明的具体结构作进一步详细说明：

附图说明

图1是本发明高速船舶的一种整体结构示意图(为一种双浮体结构的示意图)。

图2是本发明高速船舶的横剖面示意图。

其中：1～船(尾)舵，2～船体，3～扁平潜水浮体(潜水推进体)，4～支撑架，5～主机机舱，6～螺旋桨推进器，7～桨轴，8～流线形凹部。

具体实施方式

附图1和2是本发明的一种实施例，本发明这种具有潜水浮体推进装置的高速船舶，包括船体2，动力装置，螺旋桨推进器6，其特征是在船体底部设有浮体，浮体的纵向呈流线型形状，主机机舱5设在浮体内部，主机的输出轴直接与推进器的桨轴7联接，在浮体的中后底部具有向内凹陷并沿纵向延伸的流线形凹部8，所述螺旋桨推进器6位于凹部内。

参照附图可知，本发明在具体设计实施时还具有以下一些技术特征：

一、所述潜水浮体与船体2之间设有带通道的支撑架4。

二、所述潜水浮体3的横向截面是制成大致扁平的翼状结构，其纵向截面是制成大致长纺锤状的流线型结构。

三、所述主机机舱中推进装置的螺旋桨推进器6是位于浮体总长设为12站的从尾部0站向前3.0-7.0站的范围内。

四、在所述船体底部可设计成单体式的潜水浮体，也可设计成双体式的潜水浮体3。

Claims (5)

1、一种具有潜水浮体推进装置的高速船舶，包括船体(2)，动力装置，螺旋桨推进器(6)，其特征是在船体底部设有浮体，浮体的纵向呈流线型形状，主机机舱(5)设在浮体内部，主机的输出轴直接与推进器的桨轴(7)联接，在浮体的中后底部具有向内凹陷并沿纵向延伸的流线形凹部(8)，所述螺旋桨推进器(6)位于凹部内。

2、根据权利要求1所述的具有潜水浮体推进装置的高速船舶，其特征是所述潜水浮体(3)与船体(2)之间设有带通道的支撑架(4)。

3、根据权利要求1所述的具有潜水浮体推进装置的高速船舶，其特征是所述潜水浮体(3)的横向截面是大致扁平的翼状结构，其纵向截面是大致长纺锤状的流线型结构。

4、根据权利要求1所述的具有潜水浮体推进装置的高速船舶，其特征是所述主机机舱中的推进装置的螺旋桨推进器(6)是位于浮体总长设为12站的从尾部0站向前3.0-7.0站的范围内。

5、根据权利要求1-4中任意一项所述的具有潜水浮体推进装置的高速船舶，其特征是在所述船体底部可设计成单体式的潜水浮体，也可设计成双体式的潜水浮体(3)。

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