CN100455482C

CN100455482C - 气垫船

Info

Publication number: CN100455482C
Application number: CNB038043157A
Authority: CN
Inventors: 阿尔内·奥斯蒙斯沃格
Original assignee: EFFECT SHIPS INTERNAT
Current assignee: EFFECT SHIPS INTERNAT
Priority date: 2002-02-22
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2009-01-28
Anticipated expiration: 2023-02-21
Also published as: PL204028B1; ZA200407602B; HRP20040869A2; NZ535251A; NO315231B1; RS73104A; NO20020867A; AU2003206455A1; ES2325575T3; IL163483A; DE60327057D1; US6672234B2; NO20020867D0; TNSN04161A1; MXPA04008057A; BR0307986A; PL370075A1; AU2003206455B2; CA2474675A1; JP2005517588A

Abstract

本发明包括一种船体，所述船体受到静态气压(一种气垫)、动升力(滑行船体部分)、和气动冲压效应(在多船体应用中)的组合支撑，所述气动冲压效应与附加船体部分(其中，一些用于滑行，一些用于排水)相结合，所述附加船体部分被设计成用于提高所述船舶的稳定性、前进性和适航性，被设计成用于安置高效的推进装置，并被设计成用于减少所述船舶在静水和波浪中的阻力。本发明的思想可以用于下文所描述的单体船和若干多船体船，以实现相对较高的航速。

Description

气垫船

技术领域

技术背景

与气垫船和表面效应船(SES)相比，本发明在改进其他特性，例如在波浪中的舒适度和减速的同时，为平衡所述气垫的提升性能、所述船舶的滑行和排水船体部分、以及其潮湿区域(摩擦阻力)，并且为使所述船舶适合于已经被证明的可靠的推进系统，例如喷水装置，提供了更大的自由。

通过选择与用于产生动力的、可部分调整的表面相结合的所述气垫的平面结构(plan form)，能够在所述船的重量分配和形状之间达到一个更好的平衡，从而获得更好的适航特性，并且产生一般不会在其它气垫船中出现的被动流体动力运动衰减。

在水面和船体表面之间建立一个薄空气层的思想不是新出现的。其目的在于减少船舶阻力中的摩擦成分。其难处已经被证明在于对气流的分配和控制。另一种设计是，所述船体也受到一种加压气垫的支撑，同时，摩擦也被减少。

基于上述思想的、现有的已获得专利保护的大多数发明，都缺少一个对所述发明的总体概念的说明。与气垫船相关的一些发明在有限应用中显示出其优点，但同时具有使它们不适合商业用途的缺点。例如，它们缺乏对将如何在可以预料的海洋环境中维持所声称的优点的说明。对于必需的舒适度、在波浪中的速度维持、可靠性及有限的维护与高速度和低阻力的组合给予了太少的考虑-这些要求都必须加以满足，才能产生在商业上成功的应用。

目前提出的气垫船的解决方案的一般特征是：

-它们注重于通过减少所述船体在静水中运动时的摩擦阻力来提高效率的方法，而且通常这些方法都是理论上的；

-它们假定了一种高水平的空气静力学升力；

-所述气室的投影面积通常大于用于排水所必须的面积(因为所述尺寸由结构决定)；

-所述气室在平面图中的形状通常是矩形的；

-它们要求多个巨大的风机来维持气垫压力和气流；

-运转方式对海洋条件和使用方法敏感，其运动容易受到所经过的波浪的影响；

-它们具有一个浅的船舶吃水和大的漏气量，特别是在波浪中；

-它们在高速航行时具有低的流体动力衰减；

-它们具有相对较小的能够抵消平衡中变化的储备排水量；

-所述船体在机构上十分复杂，并且难于制造，使得建造价格昂贵；

-它们需要复杂的控制系统，并且包含导致相当可观的维护费用而提供较少的可靠运转性的结构元件。

在气垫船和表面效应船中，所述气垫已经被称为“裙部”的弹性外壳所包含。所述裙部已经被证明容易受到磨损破坏的影响，并且，特别是在表面效应船中的前裙部，需要定期替换。少量的建造完成的船已经导致备用品价格昂贵。使用弹性裙部涉及到在所述裙部下面的持续的空气泄漏，虽然泄漏量是受到控制的。所述气流导致了额外的能量消耗，以及用于推进所需求的总动力的增加。在空气泄漏中的大的变动导致在支撑气垫中的压力波动/压力下降，这样能够导致船体阻力相当大的变化以及船体的振动(降低舒适度)。当所述船体以气垫为支撑的时候，浅的船舶吃水增加了在海洋航行中漏气的可能性。对于气垫船和表面效应船，所述前裙部分在运动方向上凸出一个明显的非流线型表面，这样，在迎浪和船首波中，能够引起所述阻力的一个相对较大的增加，也就是说，速度上明显降低。冲击裙部的波浪导致气垫中的压力变化，所述变化被传递到所述船体上，降低乘座的舒适度。

现有技术中已经提出了多个发明，其中，所述气垫的弹性外壳都是整体地或者部分地被刚性外壳所代替，例如，US5176095(Burg)，US5273127(Burg)，US5415120(Burg)，US5454440(Peters)，US5570650(Harely)，US5611294(Harely)，US5746146(Bixel)，US5860380(Bixel)，以及US6293216(Barsumian)，其中，Burg，Barsumian，Harely，Bixel，Peters和Stolper的专利适用于单体船和多船体船。Barsumian，Bixel和Harely将一个与水面接触的船体部分上(优选的是前部)的一定数量的动升力(取决于速度、底部升高量、平衡和表面)，与主要位于所述船的后部的空气静力学升力(气垫)相组合。当滑行时，这些发明努力获得一个与水面接触的最小的船体面积，从而减少摩擦阻力。Burg和Bixel让所述气室沿着位于船舶吃水线的几乎所述船体的整个长度延伸。(Peters的思想是一种传统的表面效应船，其中，该发明包括一个可移动的、横向气垫腔部分，该部分可以用于运动控制。)在Stolper的思想中，其目的是，由所述船运动产生的风将被用于滑行和支撑表面的自然通风/空气润滑，胜于所述气垫技术。所涉及到的其他的发明都要求强制通风(风机)。

上述船的解决方案的一个共同因素是，它们具有一个最小的流体动力和流体静力(储备排水量)升力及运动衰减，所述运动衰减是建造一个适航船舶所必须的；并且，它们主要被设计成用来减少湿区面积，也就是说，摩擦阻力。许多发明(特别是Burg的那些发明)都相当复杂，要求增加维护来提供可靠性。

以气垫支撑的船舶在高速航行时比排水和滑行船舶具有更高的推进效率。

对于打算通过与水面接触来提供推进动力的装置，高速涉及到流体动力复杂化(气穴现象、降低的效率、腐蚀破坏)，由于气垫中的空气泄漏，这种复杂化可以进一步增加，这又取决于高速航行时所述船在水中的位置/平衡。推进装置不定时的通风引起扭矩和压力的波动，这又可以导致齿轮和引擎的运转破坏。

因此，几乎所有前文所描述的思想都要求使用如各自专利附图中所显示的表面刺穿推进器(其叶片具有一个充分通风的吸力面)来推进。除非规定，否则都使用表面刺穿推进器或者空气推进器。用于中速航行时，一种传统的推进器也能够提供推进动力。

经验表明，表面刺穿推进器比传统的推进器具有一个更短的运转使用寿命。叶片浸入水中的变化容易导致在海洋航行中载荷的变化，对于推进器和引擎，都需要一个动力调节系统。在加速期间和在通过“极限速度”时，同样需要对叶片浸水的精确调节，使得低转速时所述引擎不会超负荷运转。太高的扭矩容易导致所述船不能达到全速(“在峰速时被卡住”)。

只有Burg在他的一个专利中提到使用喷水装置的可能性，但是他将进水口放在一个对自身功能不合适的位置，并且没有进一步发展其他推进装置。混入水中的空气通常导致较大可能的气穴现象、推力降低、推进器通风和降低的推进效率。表面刺穿推进器是最好的选择，因为它是根据这些条件来设计的，并且因此可以高速运转。然而，它在低速操纵期间和在回动时具有不佳的特性，增加了在港湾中的操纵时间。这个，加上推进装置中巨大的载荷变化，已经限制了其商业应用。具有翼型叶片部分的普通推进器，可以被用来获得大约40节的航速(当安装在一个倾斜的轴上时，因为气穴现象，斜向气流通常导致腐蚀破坏)。更高的速度要求一个与气流方向一致的推进轴，改进的叶片部分或者具有更低效率的完全空穴的叶片。反转推进器能够比单向推进器的效率高大约10％。它们能够以大于70节以上的速度运转，但是，在这些速度下，要求有一根细长的压杆和齿轮外罩，来减少阻力和气穴破坏。

在没有任何其他推进方法可以使用的时候，空气推进器可以成为用于高速航行的一种可能选择。Burg已经在一个专利中提到使用空气推进器的推进。

表面刺穿推进器和反转推进器都已经被制造出来并仅仅用于相对较低的动力，所以，在这些速度下，那些在高动力输出和高效率下运转的推进系统是人们最大的兴趣所在。实际上，复杂的推进装置已经导致了降低的系统效率和不可靠的运转。因此，需要开发新的船体解决方案，所述方案允许使用已经被证明的可靠的推进系统，并且首先，所述方案被设计为一个高效率的整体解决方案的一部分。

目前商业上认可的，并且已经得到很好证明的、用于高速船舶的推进系统，是喷水式(WJ)推进器。目前已经存在用于动力超过20兆瓦和航速达到80节的高效喷水装置，并且用于动力达到50兆瓦的装置正在开发中。到目前为止，喷水装置已经被安装在传统的表面效应船上，但是在避免从气垫到喷水装置之间的空气泄漏上有一些困难，所述泄漏导致泵的效率降低和气穴破坏，以及由于载荷变化引起的主引擎的损坏。

与气垫船和表面效应船相比较，相对于在其他特征上的改进，例如在波浪中的舒适度和减速，本发明为平衡所述气垫的提升性能、所述船的滑行和排水船体元件、以及所述船的潮湿区域(摩擦阻力)，也为使所述船适合于已经被证明的可靠的推进系统，例如喷水式推进系统，提供了更大的自由。

通过选择与用于产生动力的、可部分调整的表面相结合的所述气垫的平面结构，能够在重量分配和所述船的设计之间获得一个更好的平衡，从而提高适航性能，并且创造出一般不会在其它气垫船中出现的被动流体动力运动衰减。

在多船体应用中-根据几何学-经常有一个降低的气流速度，因此在所述船体、潮湿甲板和水面之间的压缩中，有增加的静态空气压力(冲压效应)。对于小船和高航速，产生的空气静态升力可以是相当大的。在已经提出的发明中，将有可能通过使用一种限制气流的装置来调节所述压力。所述装置包括一个或者多个连接到船体各个侧面和所述潮湿甲板上的弹性气囊。所述气囊控制了风道的横截面，气流速度和压力上升，并且因此可以优化降低所述船的总阻力。所述船上的空气静力学升力，以及所引起的水阻力降低，必须与所述船体的空气阻力上的总增加进行轻重权衡-在高速航行中，当气流速度下降时，所述增加同样相当可观。

对于高的有效载荷和/或低的吃水运行过程，可以安装第二种弹性气囊系统来封闭位于船头的半船体之间的空气体积。相应产生的中央气垫可以通过一个独立的风机系统进行加压，从而产生附加的升力/有效载荷能力和/或降低吃水位置。

所述解决方案的基本结构具有较少的移动部分，导致更少的维护。目前提出的、根据所述思想发展的系统都是一种类型，所述类型甚至当它们不在运转时都允许基本概念起作用，从而增加了可靠性。

所述推荐结构使得找到空间来安装一个运动衰减系统(例如，一种水翼系统)，如果这个应该被证明为是必须的，比在一个气垫船或者表面效应船中的情况更加容易。

发明内容

本发明的目的是详细描述一种船体的设计，所述设计使用到气垫技术，而且具有改进的推进效率，并且在静水和一般海洋、以及工作状况中具有增加的舒适度、良好的操纵性、良好的稳定性和安全性，从而本发明提供了一种有效的整体解决方案，该方案也满足商业应用要求。这个目的可以通过如权利要求书中所声明的特征所定义的本发明船体而达到。

本发明背后的思想适合于单体船和多体船，适合于军用和民用，其适合程度在于如何使用各种船。这样的思想不限定于任何绝对的船舶尺寸，而实际考虑像建造材料的强度、船体重量、可利用的风机容量、现有的推进系统等等限制应用的因素。此外所希望的是，相对速度一般将被限于大量船舶，所述船舶的工作速度与船舶长度有关，所述船舶长度高于用大约0.6的Froude长度数表示的长度。这个速度可以与用于一般被称为“半滑行”和“滑行”的这种船舶的速度范围相比较。

从以前的具有一个较小的气垫面积和一个中等的气压的气垫船的经验可以看出，可以支撑与气垫船或者表面效应船相同的所述船的排水部分。这个，与可以在两个或者更多的船体之间分割所述气垫的事实相结合，可以用来使得每个气垫船体和气垫腔比用于传统气垫船的更细长(更大的长/宽比)，从而使所述船体具有一个降低的阻力，具有更好的耐波性能和适航性能，并且创造一个在波浪中具有更高的舒适度和更低的减速的更加安全的船舶。同样的条件可以用来使得所述气垫船体与一个更加传统的、滑行前体相结合，所述前体具有以下组合功能，即使用刚性结构形成气垫，除气垫的升力之外还产生一个有限的动升力，为大的船舶运动容纳储备排水量，并且使这个运动产生衰减。

已经提出的发明还希望在转向中比传统的表面效应船承受更小的减速，因为使用刚性侧壁对气垫有更好的限定，所述侧壁围绕气垫腔在水面以下运行，并且，船首和船尾的滑行表面抵消了船舶平衡中的变化，减少了气垫漏气的可能性，而所述的气垫漏气会导致船舶在水中下沉进而增加阻力。

区分本发明和其它解决方案的一个特征是，起支撑作用的气垫船体将与被称为推进船体的船体部分相结合，所述推进船体整体形成在所述船舶中。所述推进船体特别用来为所述船舶容纳推进装置。所述推进船体将特定地-虽然不是专一地-被设计为可以使用已经被证明和接受的最好的用于高速和高动力的推进装置，也就是说，喷水装置。其它推进装置也可以和上述船体结构一起使用。此外，所述推进船体将根据气垫船体在波浪中的性能进行设计和布置，虽然气垫船体自身影响船舶远航的特性。此外，要考虑推进船体的固有阻力，也要考虑它们如何改变船体之间的压力干涉。这可以导致推进船体根据所述概念将要适应的条件，而被设计为既具有一个典型的滑行船体的形状和尺寸，又具有一个几乎纯粹的排水船体的形状(圆形底部)和尺寸。

附图说明

图1显示了本发明的一个具有非对称气垫船体的双体船结构的一个实施例的透视图，所述气垫船体与位于内侧的推进船体相结合，图1A详细地显示了可调整的挡板(flap)的侧视图，所述挡板限定了气垫的后端，图2显示了图1所示的实施例在台阶周围区域的透视图，图3显示了根据图1所示的实施例的气垫腔、包容表面和推进船体的平面图，图4显示了图1船体的气垫腔和推进船体结构的透视图，图4A详细显示了位于船舶后部的气垫截留(entrapment)系统的侧视图，图5显示了为图1所示的本发明的船体结构所推荐的台阶状的前体和中间浮力体的设计，图6显示了为图1所示的船体结构推荐的可以通过管道连接风机的方法，图7显示了安装在图1所示的船体结构的台阶上的水闸或者气闸的透视图，图8显示了本发明的第二实施例的透视图，所述实施例具有一个安装在单壳船体之间的独立的、对称的推进船体，并且其中，所述单壳船体是非对称的，图9显示了本发明的第三实施例，所述实施例具有位于一个对称的双体船结构的气垫腔内部的推进船体，图10显示了图1所示的船体结构的后面的透视图，该图特别显示了用于收集从气垫腔泄漏出来的空气的推荐布置，从而防止空气进入推进装置，图11显示了适用于单体船或者双体船的，对称的或者非对称的气垫船体与推进船体的可能组合。

具体实施方式

图1提出了本发明，并且对本发明进行了简述。它显示了一个具有非对称气垫船体2的双体船(1)的透视图，如下所述，所述船体2与位于内侧的推进船体3相结合。

根据上面的论证和图1，本发明在原始结构上包括一个双船体船-双体船(1)-具有非对称的单壳船体200，所述单壳船体200具有大体上平坦的内侧31。每个单壳船体包括一个前部8，所述前部8由一个或者多个滑行表面和/或排水部分构成，在高速航行时所述滑行表面和/或排水部分各自或一起产生动升力，并且在低速和静止时产生液体静升力。最低表面在边界线4的底部会合，所述边界线4形成船首杆形状，并且位于一个平行于船舶中心线平面201的竖直面上。

穿过船头的船体表面最低处的任意横向截面应当与水平面形成至少25°的角度，从而限制动态产生的升力，减少撞击(船底冲击)的危险，并且在波浪中提供平稳的乘坐性。优选的是，这个角度应当在一个对称或非对称单壳船体的每一侧具有同样的大小，但是也可以在单壳船体的每一侧具有不同的大小，而角度范围在上述范围内。

所述船体在上面以表面7，37，38为边界，所述表面被连接到下面的滑行表面8，所述滑行表面与任意竖直面形成一个锐角(0-75°)。所述滑行底面在后方以台阶19为边界，所述台阶在其水平投影(平面图)上呈箭形或者弓形。不管台阶平面图怎样，所述台阶边界线上的所有点在侧投影上都应当处于同一个水平面中，优选的是，当高速航行时，所述水平面应当平行于周围的、未受扰动的水面，或者应当与周围的、未受扰动的水面形成一个小的角度。

图2显示了一个具有非对称气垫船体2的双体船的台阶19周围的区域的船体的透视图，如下所述，所述船体与位于内部的推进船体3相结合。

在一个侧视图中，所述滑行和排水表面8的下侧的轮廓与上述的台阶的边界线的轮廓以及高速航行时的水面形成一个角度。一般地，这个角度必须大于3°并且小于12°，但是优选的是，所述角度为大约8-10°。其目的是，所述滑行和排水船体的前部108在高速航行时将被很好地提升出水面，从而与在波浪中航行时的流体静力和流体动力效应都相匹配。在中等的迎浪和船首波中，将通过这些方法减少竖直加速度；并且，将为大船舶的移动获得一个储备浮力。后者同样应用在船尾侧浪和随波中。在这些方向上，所述船体前半部的侧面积将比较小，从而减少船舶发生横转的倾向。

位于所述台阶19处的前滑行表面的后边缘的边界线也形成一个气垫腔9的前边界表面，所述气垫腔9从所述台阶19向后延伸。

所述气垫腔从艉横板23(图1)到所述台阶的最前点27的长度形成了单壳船体的大部分长度，并且，在推荐的结构中，形成了船体在所述艉横板23和船首22之间的总长度的大约70％(65-75％)，但是，可以在船体长度的45％到85％之间，并且保持自身功能。

在侧面12和112(图3)以及所述台阶19的前边缘处，所述气垫腔9以优选为竖直的，但也可以是，完全或者部分地向外倾斜的侧面25和120为边界，所述侧面形成舭龙骨20的内侧，所述舭龙骨从所述台阶27和127，或者从所述台阶前面，延伸到后部的可调节的滑行包容表面的最后面的部分137。从侧视图来看，所述舭龙骨下侧的轮廓，将与船舶以其设计结构在静态环境下运行时所形成的气垫水包容表面形状相匹配。所述舭龙骨的宽度将尽可能的小，同时要记住建造它们的实践性和它们例如在停靠码头时所承受的载荷。

在其后部，所述气垫腔9被一个滑行表面15所包含，所述滑行表面称为挡板，所述挡板由一个或者多个平坦的或者弯曲的，凹的或者凸的表面形成，所述挡板的后端(连接点)位于或者靠近所述船舶的艉横板32(23)。后一个滑行表面(多个滑行表面)15在角度上是可以围绕一个主要为水平的、横向轴线238调节的，所述轴线位于所述表面的前部边缘237处，并且所述滑行表面与所述气垫腔9的最后面的部分14相连接。穿过所述表面的一个竖直的前后部分的平均翼弦，位于所述枢轴点238和所述最后面的边缘137之间，与一个水平面形成一个角度，所述角度的值可以在0°到25°之间进行选择和变动。所述滑行表面15的位置可以固定，也可以调节到设定的位置或者成为一个运动控制系统的一部分，这样，其角度和角速度都可以根据所述船舶的动力学性能，通过一种调节装置236调节。

在所述单壳船体200的外侧，所述侧面船体相对于一个穿过所述气垫腔9的内侧12和120的下边缘的竖直纵向平面，从位于一个庞大的船体侧面中的所述舭龙骨20的下边缘，向上继续延伸。

位于所述气垫腔9前面的所述滑行底面8，以及位于所述艉横板23处的气垫腔中的所述后挡板15都没有单独被用来包含所述气垫。在这些表面上的所述动升力，可以受到一定程度的控制，从而改变所述船体在水中的位置，这样做具有两个目的：

-防止空气向前和向后进行有害的泄漏，

-与气垫压力的主动调节相结合，调节所引起的升力的大小(并且一定程度上调节其位置)，

-或者是这两者的结合。

当后挡板15与水面冲击的角度增加的时候，在所述挡板上产生的升力也增加，这样在船首产生了一个平衡力矩，这反过来增加了前滑行表面8并且减少了其冲击角度，这样是增加还是减少了其升力呢？这些力之间的相互作用不仅影响了船体的平衡，而且影响了其竖直运动，并且，在一个斜向到达的波浪系统中，影响其横摇运动。这些效果之间的平衡可以通过以下正确的组合获得：

-各个后挡板15的断面形式，面积和冲击角度，

-各个单壳船体200的前滑行表面8的初始平衡角度和底部升高量。

在海洋中航行时，在所述后挡板15、所述前滑行表面8和所述推进船体3的位于其前后部分处的底部平面上所产生的流体动力学上的升力，主要有利于使所述船体的颠簸运动和竖直运动衰减，而且也在一定程度上使其横摇运动和复合运动衰减。这种在多个控制表面上的扶正作用力和衰减作用力的分配，给本发明提供了一种灵活性，从而可以产生所述船体所需要的动态特性。

与本发明相比较，传统的气垫船和表面效应船对颠簸运动具有很小的衰减效果。所述表面效应船由于其侧面船体的形状，具有一定程度的摇摆衰减。通常，气垫船具有很小的运动衰减作用力和扶正作用力(平衡力矩)，这样产生了轻度但也是相当大的运动，所述运动在外海航行时可以是破坏性的。

本发明的一个关键并且显著的特性在于，主要是所述单壳船体200的面向所述船体的对称线的内侧从船首到船尾，逐步发展成一个三维实体，所述三维实体的体积比相应的所述单壳船体的外侧更大。整合到所述船中的所述船体部分，称为一种推进船体3，可以用于容纳所述推进装置，优选的是一种喷水装置，所述喷水装置具有进水口16，泵室和出水口18，见图1和图3。所述推进船体3由一个滑行表面13、一个大体上竖直或者稍微倾斜的表面70和一个艉横板表面33形成，所述滑行表面13包括一个或者多个平坦的或者弯曲的表面，所述表面70沿着其下边缘连接到所述滑行表面13上；所述艉横板表面33是关于船的前后方向的一个大体上为横向的平面。所述推进船体通常比各个单壳船体200短，但是作为选择，所述推进船体可以使其最前面的部分位于与所述单壳船体的最前面部分22相同的船首和船尾的位置上，或者在特定的应用中甚至位于那个位置的前面；和/或使其最后面部分位于与所述单壳船体的最后面部分23相同的前后位置上，或者在特定的应用中甚至位于那个位置的后面。

所述推进船体3的尺寸和所述推进船体相对于所述侧面船体2的前后位置这样相匹配，从而：

-当使用喷水装置的时候，在海洋中航行时，所述喷水装置的进水口16尽可能地靠近所述船最小的竖直运动的位置(为了避免空气进入喷水装置)，不管这个位置在哪里，但是从所述船在水中的最后面的点计算，所述船在水中的最大长度通常是10-40％，

-和/或在与由附近的单壳船体或者推进船体3所产生的波浪系统相干涉时，所述侧面船体2的影响被最小化，

-和/或在海洋中航行时，对船的运动和加速度影响被最小化，

-和/或所述船体结构的总阻力被最小化，

-和/或所述船体的可操纵性是令人满意的。

可以推荐的是，应当使用竖直条17，将所述喷水装置的进水口16与所述空气进口隔离，所述竖直条位于各个进水口16的外侧并且沿着进水口安装。所述竖直条17应该与进水口16具有相同的长度或者更长。所述条17离所述船体表面的深度，将各自与防止空气进入的需要相匹配。

图3和4显示了一个所述气垫腔9和其包容表面的推荐设计的例子，适用于一种双体船，所述双体船具有与位于内部的推进船体3相结合的非对称的气垫船体2，所述推进船体3位于所述气垫船体2的内侧，所述推进船体3的后部703稍微地位于所述艉横板23的前面。图4A以横截面形式显示了一个限制装置35、位于两个或者多个侧面船体之间的风道顶部或者潮湿甲板5、以及位于所述风道内侧的水面位置28。

需要选择所述气垫腔9的平面结构(plan form)，从而使得所述船的重量的预计部分将由所述气垫支撑，并且使得与从滑行表面8产生的升力相结合的压力中心(CP)可以平衡重力中心的纵向位置(LCG)，从而在水中获得一个恒定的位置。由于船结构的原因，用于高速船舶的LCG通常位于所述船体的船尾半部中，并且位于向上作用力/浮力的中心的纵向位置(LCB)的船尾处。本发明的思想是在LCG和LCB/CP之间创造一个更好的平衡。这可以通过设计所述气垫腔9的平面结构来获得，从而主要使得气垫腔在船尾端部的平面比在船头端部的更宽。通过这样做，压力中心向后移动，静态平衡力矩减少，并且在水中的理想位置更加容易维持。此外，单壳船体的所述气垫腔部分9以一种自然的方式与所述单壳船体的前滑行部分相匹配，所述匹配宽度是需要限制的，以便于平衡流体静力和流体动力。

所述气垫腔的平面结构在所述舭龙骨20的下边缘的侧面边界线111和112，将主要从所述单壳船体的中心线向外凸起，但是也可以由直线组成，对于对称单壳船体两直线、而对于非对称单壳船体一直线或两直线，与所述中心线300形成一个角度，从而使得所述边界线之间的距离在所述气垫腔9的后端比在其前端更大。所述气垫腔9的平面结构的这样一个梯形设计使得提出的这个解决方案区别于以前提出的具有气垫的解决方案，后者具有平行的侧面包容表面。

在一个可选择的应用中，或者当为一种特殊的运行状况进行优化的时候，可以推荐的是，通过改变所述气垫腔9的顶部高度，使得所述气垫腔的横截面在气流方向上发生变化，例如，在图10中的150和151之间的竖直距离，在所述状况下一种巨大的气流使得整体推进动力最小。通过这样做，可以改变气流速度和静态气压，从而使得所述气压中心的前后位置与想要的位置相匹配。目的在于，控制空气泄漏，使得它将发生在所述艉横板23处，从而使得一些否则会丢失的动能可以被用作向前推进船体的补充。

在不与推进船体3相连接的单壳船体200的各个侧面的外侧，加上多个条140(图1)，使得沿着所述船体侧面流动的水发生转向。所述条140的下侧将或多或少地与水面平行，并且与所述船体表面形成一个将近90°的角度；沿着所述船从在外侧127的所述台阶位置附近，延伸到所述艉横板23；并且具有一个位于所述设计结构的气垫腔9中的动态水面位置之上的竖直位置，该位置对应于或者低于与气垫压力相匹配的压力头(pressure head)。

所述单壳船体200和推进船体3通过一个甲板结构连接在一起，所述甲板结构指向下的表面称为潮湿甲板5。在所述潮湿甲板的下侧，在其位于多个单壳船体之间的前部，可以加上一个容量体6，容量体可以用于减少在顶头浪中的冲击，并且更加重要的是，容量体可以用于在沉入尾随浪的情况下提供储备浮力。

图5显示了适用于一个具有非对称气垫船体的双体船的台阶状主体的推荐设计。在一种可选择的应用中，可以将一个形状类似的主体使用在双体船和多体船的各个气垫船体部分的内侧，所述双体船和多体船具有对称和非对称的船体。

所述单壳船体200的位于所述舭缘线39和所述潮湿甲板5的水位线之间的前体侧表面安装有一个庞大的、台阶状的主体，这个主体就像一个建造在所述船体内部的巨大的喷射轨道一样，所述舭缘线39靠着所述前滑行底面8，108。

这个主体的用途在于：

-如果所述前体潜入海洋中，提供一个额外的储备浮力；

-使水流从所述前体的侧面发生转向；

-减少对所述潮湿甲板的水平表面的冲击。

在一个前后的方向上，该台阶状主体将从一个上述的位于中心的容量体6的在船尾的最后面的点160的位置，延伸到一个位于所述单壳船体的船首杆22的最前面的点的位置，并且在其最前面的和后面的部分都逐渐变细。所述台阶状主体的大体上水平的下侧161，将位于一个在所述动态水面以上的高度，优选的是，在这个设计结构中，在所述的位于中心的容量体162位于其最低水位线的一种船首和船尾位置上，所述高度应当与所述动态水面和所述潮湿甲板5之间的一半距离相等。在个别应用中，所述下边缘的水位线可以稍微偏离所述的指导方针。

如图6所示，每个气垫腔9都由一个或者多个维持气压的风机240提供空气，气压水平与工作状况相匹配，从而所述船的气垫可以共同支撑在不同载荷状况下的船体总重量的4％到100％。可以推荐的是，为了备用，所述风机240必须通过位于各个船体内部和/或船体之间的空气管道40，41连接在一起，从而，如果一个风机损坏，另一个风机将能够补偿其空气供应，虽然是在一个较小的程度上的补偿，从而所述气垫概念继续在船体稳定运行的情况下得以运用。一般地，当所有风机240运行的时候，所有连接管道40，41将通过阀43在两端切断，所述阀位于各个风机240的出口处。这样的结构要求具有一个控制系统44，所述控制系统允许单独对压力和体积流进行调节，从而防止一个风机的运转受到另一个风机运转的影响。

如果安装风机并将马达/引擎压低在各个气垫船体2的内部，便可以提供：

-具有干净的主甲板42和较为简单的甲板结构的有利布置；

-更好地将风机噪音与所述主甲板42上的舱室隔离开的能力。

图6显示了用于将适用于一种具有气垫船体的双体船的风机管道连接在一起(如果需要)的推荐方法。

气室的容积，从而气室顶部340的高度，将要匹配成：

-与所述气垫中由所述风机产生的压力和所述气流的容积相匹配，从而使得在所述气垫腔9中的平均气流速度可以被调节；

-从而所述气垫腔9的容积足够大，使得当在波浪中穿行的时候通过压缩所述气垫产生的动态压力变化受到限制，从而增加在船上的舒适度。后一个要求导致一个比前者大得多的气室容积。

为了限制在侧风中的倾斜，应该可以在各个位于侧面的单壳船体独立地调节所述气垫压力，从而获得一个扶正力矩，所述扶正力矩抵消在风中的倾斜力矩。

所述气垫的压力通过作用在所述船体外侧的流体静压力来平衡，所述流体静压力导致周围的水面比所述气垫的下包容表面更高。这样，由于水和所述船体外侧之间的摩擦，导致阻力的产生。为减少所述摩擦，如下所述，可以在不具有推进船体的一个侧面上设置所述单壳船体外侧的空气润滑。本发明的思想是使用所述气垫腔9中现有的气压，代替一个单独的气源。所述船体侧面在高速航行时与水相接触的部分被刺穿而形成一个通道，从而使得所述船体的外侧被连接到所述气垫上。风道的数量和尺寸被设计为使所述气流与维持所述气垫中的压力的能力相平衡。考虑到与船速、在海洋中的运行情况以及在传送空气过程中的能量损失有关的排出气流的流体静力学升力，所述孔的位置和它们的形状被选择为可以获得最可能的阻力降低，这种阻力降低与空气润滑表面的结合有关。

在一个可选择的应用中，当船在高速下航行时所述船体在水中的部分，被一种可以渗透空气的材料取代，从而使得从压力差中产生的空气可以从所述气室通过所述材料，并且最终可以排放到所述单壳船体的外面。

在一个可选择的应用中，可以完全地或者部分地切断空气供应，从而能够控制所述空气润滑的船体表面的面积。

可以但不是必需的是，使用一个或者多个纵向防水壁和/或一个或者多个横向防水壁(未示出)来分隔所述气垫腔9，所述防水壁从所述气垫腔的顶部340向下走向，但是不与水面相接触，所述水面形成所述气垫的下包容表面。这样一个分隔面可以是实心的或者是有孔的。其用途在于使得每个部分将有一个单独的气源。

这个未示出的布置的目的在于：

-创造一种流阻，防止在所述部分之间的空气流动，

-当所述部分中的一个部分往外漏气的时候，延缓所述部分之间的压力平衡，

-延缓在其它部分中的压力降，直到在泄漏部分中重新建立压力，

-由于传输更少的空气，所以减少所需要的风机功率。

下面，图7显示了一个安装在一种双体船的所述台阶19上的水闸或者气闸，所述双体船具有非对称的气垫船体2，所述气垫船体2与位于其内侧的推进船体3相结合。

为了进一步限制在所述前台阶19也就是在所述气垫腔9的前包容表面的空气泄漏，安装了一种水闸190。这包括沿着所述船的底面，在一个沿着所述台阶27-127的边界线的薄板上，竖直地或者倾斜地以高速(动量)将水排出船尾。当船在波浪中运动如此巨大以至所述台阶露出水面时，如此产生的所述水帘便有利于防止从所述气垫漏气。在一个扩展应用中，这种形式的水闸也可以沿着所述气垫腔包容表面的不希望漏气的其它部分(例如，沿着27和191以及127和192之间的表面)进行安装。

水流可以与一个穿过所述单壳船体的前后方向的竖直面形成一个0-90°之间的角度，但是优选的是，该角度应该在60-70°之间。所述排水的大量的动量在水流方向上对支撑气垫具有一个局部的作用，并且，当所述台阶露出水面并且有一种漏气的风险的时候，可以防止所述支撑气垫向前偏斜。同样地，沿着所述舭龙骨20布置的水闸或者气闸，阻碍了空气沿着所述船体的侧面泄漏。优选的是，本发明将被用在海洋航行中，并且在其他状况下，可以将它切断。

由于所述气垫腔9具有相应成比例地更小的尺寸而且所述气垫腔9的包容表面包含一个完全地或者部分地取代弹性裙部的刚性结构，所以，这种布置比在传统的气垫船上更容易安装所推荐的气垫腔9结构。

在一个可选择的实施例中，用空气代替水，因此制造一个气闸，所述气闸在其它方面具有和前文描述的水闸相同的设计和功能。

图8显示了一个独立的、对称的，位于所述单壳船体之间的推进船体300的推荐设计，其中，所述单壳船体是非对称的。

主要打算用于喷水装置的所述推进船体作为一个独立的推进船体300，被设置在所述(优选的是)非对称单壳船体250之间，而且位于所述船的对称线上。所述推进船体300具有两个滑行底面46和47、两个侧面45、和一个艉横板表面49，所述底面在一个前后的对称平面48中相互连接；所述侧面被连接到所述底面46和47，并且与一个任意的竖直面形成一个锐角，所述艉横板表面是关于所述船的前后方向的横向平面。所述推进船体被连接到所述潮湿甲板5上。

在一个-其中，在产生动升力方面的相关速度较低，和/或其中，所述推进船体的长度与所述气垫船体相比较是有优势的，和/或其中，可以断定的是，所述推进船体的形状可以减缓所述船舶在波浪中的运动和加速-的可选择实施例中，所述推进船体可以具有圆形的底部形式。

所述独立的推进船体的关于所述侧面船体的前后位置，将遵循前文提到的适用于位于侧面的推进船体的指导方针。

在一个可选择的应用中，所述位于中心的推进船体可以具有一个与所述气垫单壳船体的内侧之间的距离相等的宽度，并且比所述单气垫壳船体长，并且延伸出所述单壳船体的一个或者两个端部。因此实际上，所述中心推进船体的侧面将与所述气垫单壳船体的内侧相同，并且所述中心推进船体的船头部分的底面将与各个气垫单壳船体的船头底面相连接。

用于使沿着所述船体的侧面流动的水转向的条140可以被附加到所述气垫船体部分的内侧和外侧。所述条将会沿着所述船从所述单壳船体部分的外侧和/或内侧处的所述台阶的位置的周围向所述艉横板延伸。

图9显示了位于所述气垫腔9内部的所述推进船体260的布置，所述布置适用于一种具有对称的气垫船体280的双体船。设计用于喷水装置的所述推进船体260，被安装在优选为对称的单壳船体280的所述气垫腔9的内部，而且优选的是，位于或者靠近所述单壳船体的对称线。所述推进船体260包括两个滑行底面46和47、两个侧面45、和一个艉横板表面49，所述底面在一个前后的对称平面48中相互连接；所述侧面被连接到所述底面46和47，并且与一个任意的竖直面形成一个锐角，所述艉横板表面是关于所述船的前后方向的横向平面。

所述推进船体被连接到所述气垫腔9的顶部。所述推进船体关于所述侧面船体的前后定位，将遵循前文所述、适用于位于所述单壳船体之间的或者被连接到所述单壳船体内侧的推进船体的指导方针，不同之处在于，所述艉横板必须位于一个前后位置，所述位置位于或者靠近所述单壳船体的艉横板23。

当所述推进船体的前后长度设置成可以把周围的气垫腔分隔为两个侧面腔，所述侧面腔之间没有任何连接时，每个气垫腔必须由一个或者多个独立的风机10供应空气，同时还具有一个控制系统，所述控制系统允许独立调节压力和体积流量，从而防止一个风机的运转影响另一个风机的运转。

在上述的例子中，如果从一侧漏气，那么在另一侧的气压可以被维持。这种情况特别适用于当所述船摇摆的角度巨大的时候，同样可以用于在侧波中航行的单体船的情形。

图10显示了一个用于搜集从所述气垫腔9中泄漏出来的空气的推荐布置，从而防止空气进入所述推进装置。所述布置适用于一个具有非对称的气垫船体的双体船，所述气垫船体与内部的推进船体3相结合。

在每个推进船体3和面向所述推进船体的相应的单壳船体的侧面701之间，形成一个槽62，所述槽从所述推进船体的前边缘702附近沿着推进船体的整个长度延伸到后部。所述槽的用途是捕获从所述气垫9中泄漏的空气，所述气垫位于所述单壳船体上的近边龙骨20的下侧的上面，并且，如果所述推进过程是通过一种喷水装置提供的，那么就通过所述装置的进水口16把所述空气向后引导，从而防止空气进入所述装置。所述槽的横截面区域可以是三角形的、矩形的或者弓形的。所述槽的侧面61和63的下面部分将大体上是竖直的。所述槽面向所述单壳船体的竖直侧面63，主要是通过所述单壳船体的外侧表面，从所述边龙骨的下边缘向上形成。所述槽面向所述推进船体的竖直侧面61，与所述推进船体的底部在一个横向截面上形成一个90°的角度。所述槽面向所述推进装置的竖直侧面的下边缘620，可以比所述单壳船体的边龙骨20更低或者具有相同高度。在所述喷水式推进装置16的进水口的一个前后位置上，所述槽从所述单壳船体的边龙骨的下侧向上的高度(竖直距离620-621)，当所述船体通过所述气垫支撑的时候，从该点到所述船尾，将大约与从所述边龙骨20的下侧到在高速航行时所述水面的距离具有同样的大小；而从该点向所述船头，在深度上逐渐减小。

在一个具有气垫的船中的吃水位的变化随载荷的变化，比对于排水船体的变化小，因为所述气垫的压力可以变化到一定的程度，从而平衡所述船体的重量。喷水式装置和气垫船的组合可以自然到如此一个程度，使得所述推进船体的阻力在一个限定的吃水范围内处在一个最小值。

图11显示了对称的或者非对称的具有推进船体的气垫船体的基本组合，所述组合适用于单体船和双体船。

优选的是，所述喷水装置的进水口的位置，以及所述推进船体的位置，将同样尽可能地靠近所述船体的中心线，因为所述竖直运动的摇摆分力在那里处于一个最小值。这导致了上述的初始概念的变体，所述变体包括一个具有非对称的气垫船体部分的双体船，所述气垫船体具有位于其内侧的所述推进船体。

以下变体都是可以的，但是这不排除应用本发明思想的其它变体，其中：

-具有对称单体船以及具有安装在其内侧的推进船体和/或位于各个气室内部的推进船体的双体船，

-具有连接到所述单壳船体的每个侧面的推进船体和/或具有位于所述气室内部的推进船体的单体船，

-具有非对称或者对称单壳船体、或者非对称和对称单壳船体的组合的三体船，所述单壳船体的长度相同或者不同，并且所述三体船具有长度与彼此和/或单壳船体相同或不同的推进船体，所述推进船体被连接到在中心的所述单壳船体的两侧(两个推进船体)，和/或具有位于所述气室内部的推进船体，

-如前一个例子中的三体船，具有连接到在中心的所述单壳船体的任一侧面，并且连接到所述各个外单壳船体的内侧的推进船体(四个推进船体)，和/或具有位于所述各个气室内部的推进船体，

-如前一个例子中的三体船，具有连接到在中心的所述单壳船体的每个侧面，并且连接到所述各个外单壳船体的两侧的推进船体(六个推进船体)，和/或具有位于所述各个气室内部的推进船体(0-3个推进船体)，

-如前一个例子中的三体船，具有连接到所述各个外单壳船体的两侧的推进船体(四个推进船体)，和/或具有位于所述各个气室内部的推进船体(0-3个推进船体)，

-如前一个例子中的三体船，具有连接到所述各个外单壳船体的内侧的推进船体(两个推进船体)，和/或具有位于所述各个气室内部的推进船体(0-3个推进船体)，

-如前一个例子中的三体船，具有连接到所述各个外单壳船体的外侧的推进船体(两个推进船体)，和/或具有位于所述各个气室内部的推进船体(0-3个推进船体)。

优选的是，所述推进船体必须被布置在所述单壳船体之间，从而可以得益于所述较高的静态压力和通常由所述船体干涉所引起的较高浪高。较高的浪高产生一个更大的空间，可以防止空气从大气进入所述喷水装置的进水口。在进水口处更高的压力增加了所述喷水装置的推进效率。

将所述推进船体布置在所述外单壳船体外侧应该被看作是对其它推进船体的一个补充，优选的是，可以被使用于在一个中等海洋环境中航行时。

所述三体船的另一个变体包括两个对称或者非对称的外单壳船体，同时还具有一个位于所述船中心的船体，其长度和所述外单壳船体相同或者不同；并且只包括一个推进船体。这个变体通过上述设计的两个推进船体的组合完成，所述组合用于连接到一个单壳船体的一侧，并且形成一个位于所述船体中心线的，并且该变体包含一个或者多个用于推进所述三体船的喷水装置的对称的滑行船体。这个解决方案基本上与上述的例如一个具有一个位于所述单壳船体之间的独立推进船体的双体船相同。

以上对于包括一个、两个和三个单壳船体，具有推进船体的可选择的位置和设计，以及在所述单壳船体之间位于所述潮湿甲板下面的容量体的组合的基本说明，可以被扩展到包含四个或者更多的，对称或者非对称的，或者一个对称和非对称的组合的单壳船体，所述单壳船体具有相同或者不同的长度，与这样的推进船体相结合：所述推进船体具有与所述单壳船体相同或者不同的长度，所述推进船体被设计成用于连接到各个单壳船体的一侧或者两侧或者设计为多数独立的推进船体，所述推进船体被布置在单壳船体之间或者被设计为连接到所有的或者多个单壳船体上；和/或所述推进船体位于所有的或者多个单壳船体的所述气垫腔的内部，其中所述单壳船体以如前文所述的用于一个单一气垫船体(单体船)、两个气垫船体(双体船)和三个气垫船体(三体船)的所有可能的排列方式进行排列。

总之，本发明包括一种具有一个或者多个单壳船体部分的船体，所述船体通过一个包括两个单壳船体部分的双体船作为示例，所述两个单壳船体部分在一个前后的轴线周围是非对称的，所述船体通过一个甲板结构连接在一起；所述船体的重量主要通过一个位于各个单壳船体下面的气垫来支撑，所述气垫通过一个气垫腔来限定，并且在艉横板处通过一个或者多个横向挡板来控制；并且在所述船体中，用于所述气垫的压力和空气供应都由一个或者多个风机产生，在一个位于所述气垫腔前部的一个滑行表面和所述后部挡板上与高速航行时的动升力相结合；并且所述船体装备有两个推进船体部分，每个推进船体部分包括喷水装置或者其它合适的用于推进或者操纵所述船的系统，并且在所述船中，所提到的推进船体部分都各自连接到所述各个单壳船体部分的内侧。

同样，本发明的所述气垫船体部分的一个优选实施例的特征在于如下事实：

在一个侧视图中，所述前滑行表面的底部边缘的轮廓(船首杆轮廓)，将与所述台阶的边界线的轮廓，以及与高速航行时的水面形成一个角度。该角度一般将大于3°并且小于12°，但是优选的是大约8-10°。

通过所述前船体表面的最低点的一个任意的横向截面将与所述水平面形成一个至少25°的角度。优选的是，这个角度将在一个对称和一个非对称的单壳船体的各个侧面具有相同的大小，但是也可以在上述的角度范围中，在所述单壳船体的每个侧面不同。

所述气垫腔靠着一个台阶的前滑行底面设置，所述台阶在其平面图上可以是箭形的或者弓形的。不管台阶平面图怎样，所述台阶边界线上的所有点在侧视图上都应当处于同一个平面中，优选的是，当高速航行时，所述平面应当平行于未受扰动的水面，或者应当与未受扰动的水面形成一个小的角度。

在所述气垫腔周围，所述气垫将被刚性侧平面所包含，当所述船在稳定状况下运行的时候，刚性侧平面必须浸入水面，并且防止或者限制从所述气垫漏气。

在一个优选的实施例中，所述气室从所述艉横板到所述台阶的长度将构成所述船体在所述艉横板和船头之间总长度的大约70％(65-75％)，但是在保持其功能的同时，可以占所述船体长度的45-85％。

在选择所述气室的平面结构时，要使所述船的重量的预计部分可以由所述气垫承受，并且其压力中心，与从所述滑行表面产生的升力一起，平衡所述重力中心的前后位置，从而获得一个高速航行时在水中的恒定位置。

优选的是，所述气垫腔的平面结构将被设计为，使其在艉横板处比在台阶处更宽，从而使引起的向上运动的中心位置移动到后部，并且更好地使其与所述单壳船体的前滑行部分相匹配，所述单壳船体的宽度必须被限制，以便于减少在波浪中航行时的流体静力和流体动力。

在其后部，所述气垫腔以通过一个由一个或者多个平坦的或者弯曲的，凸的或者凹的表面形成的滑行表面为边界，所述表面的后端位于或者靠近所述船的艉横板。优选的是，后一个滑行表面(多个滑行表面)可以在所述表面的前边缘，沿着一个水平的、横向轴线进行角度的调节，并且所述滑行表面被连接到所述气垫腔的最后面的部分上。一个穿过所述表面的竖直的前后部分的所述平均翼弦，位于所述枢轴点和最后边缘之间，并与一个水平面形成一个角度，该角度的值可以从0°到25°选择和变化。所述表面的位置可以被固定，也可以被调整到设定的位置或者成为一个运动控制系统的一部分，通过该系统，所述表面的角度和角速度可以根据所述船的动态性能得以调整。所述前滑行表面、所述气垫和所述后挡板形成一个用于平衡所述向上的作用力的位置的系统，所述系统也用于产生所述船在波浪中运动时的被动的和/或主动的水动衰减。

优选的是，所述气垫腔的平面结构的侧面边界线(边龙骨)必须从所述单壳船体的中心向外凸出，但是也可以由直线形成，所述边界线适用于一个对称的单壳船体的两侧，并且适用于一个非对称的单壳船体的一侧或者两侧，而且与所述中心线形成一个角度，从而使得边界线之间的距离在所述气垫腔的后边缘比在其前边缘更大。

所述单壳船体的气室的宽度，是在所述舭龙骨的下边缘的内侧之间进行测量的，这与所述单壳船体在相同横向截面的最大总宽度有关，所述气室的宽度可以在所述气垫腔的最前面部分的0％，和在所述艉横板处的一个部分的几乎100％之间变化，所述气垫腔在其水平视图上是箭形或者弓形。

所述气室的前后侧包容表面的下侧的形状，即从侧视图看到的所述边龙骨的形状，将与所述船的设计结构中的所述气垫包容表面在平稳运行时的形状相匹配。

所述气垫腔的容积和尺寸将与所述风机的性能相匹配，从而控制所述气室中的空气泄漏，这种空气泄漏主要发生在所述艉横板处。

所述船的推进船体部分的特征在于，所述推进船体将具有一个介于所述气垫船体的长度的10-100％之间的长度。

所述各个单壳船体的没有被连接到一个附近推进船体的各个外侧，可以被布置成将使用从所述气垫腔收集到的空气进行空气润滑，并且，所述气垫的压力被用来排出所述空气。

所提到的船的甲板结构的特征在于，所述甲板结构的下侧-所述潮湿甲板-一般地将装备有一个容量体，所述容量体对称地位于所述船的前后的对称平面周围，其目的在于降低水对潮湿甲板的冲击，并且在船下沉时提供储备浮力。

根据本发明的所述船体的另一个优选实施例是一个如前文所描述的船体，但是其中，所述推进船体是位于所述单壳船体之间的独立、对称的船体，并且其中，所述单壳船体可以是对称的或者非对称的。

另一个优选实施例是这样一种船体，其中，所述推进船体是位于所述单壳船体之间的独立、对称的船体，并且其中，所述单壳船体是非对称的，并且，所述推进船体的宽度与所述单壳船体内侧之间的距离是相等的。所述推进船体前部的底部，被连接到所述各个单壳船体的前滑行底面上。所述推进船体的长度等于或长于所述单壳船体，并且所述推进船体延伸到所述单壳船体的最前端的前面。

另一个优选实施例是这样一种双体船，其中，推进船体位于所述各个单壳船体的气垫腔的内部，并且其中，所述单壳船体都是对称的。这些推进船体包括两个滑行底面、两个侧面、和一个艉横板表面，所述滑行底面在一个前后的对称平面上相互连接，所述侧面连接到所述底面上并且与一个任意的竖直面形成一个锐角，所述艉横板表面是一个关于所述船的前后方向的横向平面。所述艉横板将处于一个前后位置，该位置位于或者靠近所述气垫船体的艉横板。所述推进船体被连接到所述气垫腔的顶部。

另一个优选实施例是一种双体船，其中，推进船体都位于所述各个单壳船体的气垫腔的内部，并且，其中所述单壳船体都是非对称的。

本发明还包括一个水闸，所述水闸被安装在所述气室的前包容表面处的台阶上，从而限制从所述气垫中泄漏空气。所述水闸可以以高速度(冲量)，竖直地或者倾斜地在一个沿着所述台阶的边界线的板上，沿着所述船的底面向船尾排出水。

所述水流与一个竖直面形成一个0°到90°之间的角度，但是优选的是，60-70°，所述竖直面穿过所述单壳船体的前后方向。优选的是，这将被用在海洋航行中，并且应当可以切断水流。

本发明的另一个优选实施例包括一个和前文所描述的设计和功能相同的气闸，但是其中，水被空气代替。

另一个优选实施例是这样一种双体船，所述双体船具有一个位于所述各个单壳船体内侧和相应推进船体的竖直侧之间的槽，并且其中，所述槽用来收集从所述各个单壳船体的舭龙骨的内侧泄漏出来的空气。

本发明的另一个特征是一种装备有位于前体的台阶状容量体的船，所述容量体位于所述单壳船体在所述滑行底面上的一侧或者两侧，以提供储备浮力并且使水从所述船体的侧面发生转向，结果便可以降低潮湿甲板上的水压。

本发明的另一个优选实施例是这样一种船，其中，在各个单壳船体中的所述气垫腔被大体上竖直的、实心的或者有孔的防水壁分隔开来，所述防水壁在前后方向和横向上延伸，并且从所述气垫腔的顶部向下延伸到所述水面上，所述水面可以形成所述气垫的下包容表面，从而当空气从所述气垫或者从一个或者多个防水壁部分发生泄漏的时候，可以限制所述压力平衡的速度。各个部分可以具有一个独立的气源。

其它优选实施例是多船体船，其中，有超过两个单壳船体的，即三个、四个、五个或者更多，并且其中，所述推进船体都位于所述每个单壳船体的一侧或者两侧，或者在所述单壳船体之间的作为独立的推进船体，和/或具有位于所述各个气垫腔内部的推进船体，或者根据上述的同样原则，具有一个侧面连接的和位于所述单壳船体之间的或者在所述气垫腔内部的独立的推进船体的组合。

另一个优选实施例是一个如上所述的多船体船，其中，在每个对称布置的一对单壳船体中的所述气垫压力可以被独立调节，从而抵消一个作用在所述船上的外加的倾斜力矩。

本发明的另一个方面包括一种船，所述船具有两个或者更多气垫船体，其中，所述风机通过位于各个船体内部和/或所述船体之间的空气管道连接在一起，从而如果一个风机损坏，则另一个风机将可以补偿其空气供应，从而所述气垫概念可以继续起作用，虽然是一个较小程度的补偿。一般地，所有风机运行时，所有连接管道将通过位于所述各个风机的出口的阀在两端被切断。

另一个优选实施例包括一种船壳体，所述船壳体包括一个单壳船体(单体船)，其中，所述推进船体位于所述单壳船体的气垫腔的内部，并且，其中，所述单壳船体和所述推进船体都是对称的。

另一个优选实施例包括一种船，所述船舶包括一个具有两个推进船体的单壳船体(单体船)，所述推进船体被连接到所述单壳船体的各个侧面，并且具有如前文所描述的槽。此外，另一个实施例还包括一个对称布置在所述单壳船体的所述气垫腔内部的推进船体。

其它优选实施例包括多种船，其中，在各个单壳船体中，所述气室的长度，从所述艉横板到所述台阶，构成了所述船体长度的45-85％。

本发明的另一个方面是一个多体船，具有一个高的推进速度与重量的比值，其中在潮湿甲板上的空气静力学升力被使用(冲压效应)；并且其具有一个包括至少一个空气限制装置，一个或者多个可充气弹性气囊的结构，所述弹性气囊被连接到各个侧面船体和所述潮湿甲板上，从而控制产生的气流和压力，从而获得在所述升力和空气阻力之间的平衡，这使得所述船的总阻力最小。所述至少一个空气限制装置可以，例如，包括一个或者多个可充气气囊。所述可充气气囊可以由，例如橡胶和/或塑料制成。

另一个优选实施例是一个如前文所描述的多体船，建造成适用于高的有效载荷与尺寸的比值和/或低的吃水运行过程，其中，所述侧面船体之间的容积被用一个如前文所描述的在所述风道后端的封闭结构以及一个在所述船的船头的相似的半柔性封闭结构来加以封闭。所产生的容积受到一个与上述形式相似的独立的风机系统的加压，以从这个结构提供气垫升力，此外，位于所述半船体内的气垫可以提供气垫升力。所述中心气垫的气垫压力一般将为在所述半船体中的气垫压力的大约50％。如果需要，所述结构可以被切断。

虽然现在已经参考优选实施例对本发明进行了详细地显示和描述，但是，本领域的技术人员可以认识到，在不脱离由附加的权利要求书所包含的本发明范围的情况下，可以在形式上和细节上作出许多变化。

Claims

1.一种高速海船，具有至少一个船体，所述船体的重量通过船体要素的特定组合来进行支撑，所述的船体要素也就是滑行表面、排水容积、加压的气垫和高速航行时受空气静力学和空气动力学压力所影响的表面，其特征在于，所述海船具有多个气垫腔，每个气垫腔只向下开口；所述海船具有台阶，所述台阶从各个船体底部向内延伸，从而由所述台阶限定的一个边界表面将所述船体分隔为一个向所述平面前方延伸的滑行和/或排水部分，以及一个向后延伸的加压气垫部分，从而当所述海船在航行时，所述台阶的边缘在所述边界表面内的每个点相对于未受扰动的水面而言，大体处在相同的竖直高度；所述海船具有一个向后的封闭结构(14，15)，所述封闭结构限定了一个位于海船纵向侧壁、所述气垫腔顶部和所述水面之间的平面，其中，所述平面的下部具有一个竖向位置，所述竖向位置处于从所述船体底部到所述气垫腔顶部的距离的30％的位置上，当所述海船在航行时，所述平面的可以被调节的所述下部还与所述水面限定了一个在一最小水平长度上测量的20°的角度，所述最小水平长度对于长度小于30米的海船来说是其船体的总长度的至少10％，并且对于长度大于30米的海船来说是其船体的总长度的至少4％，各个气垫腔从艉横板(23)到位于所述台阶的最前面的点(27)和后面的点(127)之间的中间点的长度占船体在所述艉横板(23)和船头(22)之间的总长度的45％到85％，从侧面观察，该海船的滑行和/或排水部分(8)的下侧轮廓是从位于所述台阶的最前面的点(27)和最后面的点(127)之间的中间点开始的一个水平距离上测得的，而且是从所述中间点向上到所述船头(22)的距离的至少30％，船体边界线的轮廓与高速航行时的水面形成一个锐角，所述气垫腔具有一个朝向所述艉横板(23)增加的横向宽度，在宽度上的平均增加量通过一个从位于所述台阶的最前面的点(27)和所述最后面的点(127)之间的中间点到所述艉横板(23)测得的角度来限定，所述从位于所述台阶的最前面的点(27)和所述最后面的点(127)之间的中间点到所述艉横板(23)测得的角度必须小于20°并且是在所述海船的中心线方向和侧面船体的在航行时的水位线上的各个侧面之间测得的，穿过所述船体前半部船体表面的最低处的一个任意横向截面与水平面形成一个至少为25°的平均角度，所述海船还包括至少一个可以排水和/或滑行的多功能推进体(3)，各个所述推进体的长度相对于所述海船总长度来说在10％到100％之间，上述所有特征可以使向上的作用力的中心相对重力中心进行所需的定位。

2.根据权利要求1所述的海船，其特征在于，位于所述滑行和/或排水部分和所述边界线之间的角度是在一个从位于所述台阶的最前面的点(27)和所述后面的点(127)之间的所述中间点开始的水平距离上测得的，所述水平距离为从所述中间点到所述船头(22)之间的距离的至少30％，位于所述滑行和/或排水部分和所述边界线之间的所述角度等于12°，而且是在水位线的两侧测得的。

3.根据前述权利要求1所述的海船，其特征在于，各个推进体(3)被分别连接到一个面向所述海船的中心线的单壳船体上。

4.根据前述权利要求1所述的海船，其特征在于，该海船包括多个单壳船体，至少一个推进体(3)被安装在所述单壳船体之间。

5.根据前述权利要求1所述的海船，其特征在于，至少一个推进体被分别连接到一个位于所述气垫腔内的单壳船体底部。

6.根据前述权利要求1所述的海船，其特征在于，各个推进体包括一个喷水装置。

7.根据前述权利要求1所述的海船，其特征在于，所述气垫腔的所述台阶包括一个水闸，所述水闸以高速度将水排出，从而限制来自所述气垫的有害漏气。

8.根据前述权利要求1所述的海船，其特征在于，至少一个后挡板与一个水平面形成一个可调节的角度，从而封闭所述气垫并且控制来自所述气垫后部的空气流通，从而平衡向前的作用力的位置。

9.根据前述权利要求1所述的海船，其特征在于，各个气垫腔被大体上竖直的防水壁分割开，所述防水壁从所述气垫腔顶部向下延伸到水面的上面，由此将所述气垫腔分割成多个部分。

10.根据前述权利要求1所述的海船，该海船至少具有两个单壳船体，在所述至少两个单壳船体和顶部之间限定了至少一个纵向风道，所述风道的横截面积在所述海船的向后方向上逐渐减小。

11.根据权利要求1所述的海船，该海船具有多个单壳船体和位于各个单壳船体的内侧和相应推进船体的竖直侧面之间的槽，其中，所述槽用来收集从各个单壳船体的边龙骨的内侧泄漏出来的空气。