CN101959750A - 具有活动龙骨的海船 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种海船，该海船包括具有中心线(21)的船体(2)、推进系统以及龙骨装置。为了增强海船的操纵质量，推进系统包括全方位推进单元，龙骨装置包括活动龙骨单元(3)，该活动龙骨单元具有第一活动龙骨部件(31)和第二活动龙骨部件(32)。

Description

具有活动龙骨的海船
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的海船，该海船包括具有中心线的船体、推进系统和龙骨装置。
背景技术
海船(在该情况下具体为拖船)设置有龙骨，以帮助稳定方向、产生操纵力并抑制摇摆。目前，所谓的ASD(全方位驱动)和传统的拖船设置有大体沿整个船体长度延伸的龙骨。这些龙骨具有低的纵横比，致使它们不能作为升力表面，并且当它们被固定且仍具有大的横截面积时，它们的侧移能力明显降低。所谓的牵引护航拖船(Tractor Escort Tug Boat)在船首中设置有摆线型螺旋桨(VSP-Voith Schiffstechnik摆线型螺旋桨)或者Z型驱动，并且在船尾设置有大的固定翼，以提供操纵力。尽管在远海的减摇上存在一些改进，但鉴于相对于重心和推进器推力的极端翼位置，而使侧移明显降低。
发明内容
本发明的目的是为了避免上述问题并为了实现具有改善的操作性和耐航性的海船。该目的通过根据权利要求1所述的海船来实现。
本发明的基本思路是保持龙骨的基本原理，同时降低关于侧移操纵的侧向面积，并使龙骨在操纵海船上起着积极作用。这可通过提供这样的海船来实施，该海船具有全方位推进单元和龙骨装置，该龙骨装置具有活动龙骨单元，该活动龙骨单元具有第一活动龙骨部件和第二活动龙骨部件，该第一活动龙骨部件和第二活动龙骨部件均为可旋转的龙骨部件。
该龙骨或活动龙骨不是舵。舵仅影响使用该舵的船舶的偏航。而且，舵仅产生绕船舶的重心的转动力。
拖船操作中的具体优点在于龙骨在向所附船舶施加操纵力上起着主要作用。活动龙骨主要相对于海船的牵引点动作。
通过限定“活动”，应理解，活动龙骨单元作为整体(即，第一和第二活动龙骨部件)不固定，而是可运动，即，相对于海船的中心线或龙骨线绕竖直的旋转轴线旋转。因此，活动龙骨单元是可旋转的龙骨单元。活动龙骨单元大体定位在海船的大致平坦的底部的下方。活动龙骨单元既影响偏航也影响海船的摆动。
通过将第一活动龙骨部件和第二活动龙骨部件布置成彼此独立，可增强第一龙骨部件的水力环境，以提高操纵效率。通过调节方向(即，调节对于每个活动龙骨部件的相应迎角)，可实现最佳提升量。
针对传统上具有长的低纵横比的龙骨的海船(例如，ASD拖船)，活动龙骨单元有利地包括第一活动龙骨部件和第二活动龙骨部件。由于龙骨部件彼此靠近且沿船舶的中心线对准，因此，它们对彼此具有水力作用。在前活动龙骨部件能够影响流动方向时，后活动龙骨部件以与前活动龙骨部件不同的另一个迎角面向流动。活动龙骨部件因此可运动，即相对于海船的中心线或龙骨线绕竖直的旋转轴线旋转。活动龙骨部件因此为可旋转的龙骨部件。
通过旋转活动龙骨部件，使龙骨相对于水流的迎角能够和船舶的船体的迎角不同。在拖船自身的迎角较小的情况下，这能够使拖船产生更大的侧向提升力或断裂动力。从而，这将允许护航模式下的拖船在船首更靠近航向方向的情况下操作。该优点体现在对于给定操作情形的拖船的较好控制和稳定性上。
活动龙骨单元(例如包括第一活动龙骨部件和第二活动龙骨部件)有利地设置有支撑框架，该支撑框架包括前支撑部件、纵向支撑部件和后支撑部件。支撑框架提供用于针对停泊或可能的碰撞情况保护和稳定的装置。
通过提供具有共用基板的第一活动龙骨部件和第二活动龙骨部件，可增强用于两个龙骨部件的水力环境，以提高提升力。共用基板可用作龙骨部件翼部分的端板或末端翼。
活动龙骨部件可旋转到横向位置，以使拖船的侧向运动阻力最小，而能够使侧移能力比通过设置有相同面积的固定龙骨能够所实现的侧移能力好。
因此，全方位推进单元(例如，可操纵的推进单元(诸如可操纵的推进器)或者摆线型螺旋桨)提供用于海船的主要操纵力。
如上下文所述，本发明针对拖船特别有利。
权利要求2至11中给出了本发明的各种有利的实施方式。
附图说明
下面，仅通过实施例，参照所附的示意图更详细地描述本发明，附图中：
图1示出了本发明的第一实施方式；
图2示出了处于一个操作模式下的第一实施方式；
图3示出了处于另一个操作模式下的第一实施方式；
图4示出了本发明的第二实施方式；以及
图5示出了本发明的第三实施方式。
具体实施方式
在附图中，附图标记1总体指的是海船，该海船包括具有中心线21的船体2、推进装置(图6)以及活动龙骨单元3。附图标记F指的是海船的与船首对应的前端，附图标记A指的是海船的与船尾对应的后端。
在这些实施方式中，海船1是可以为上述类型中任何一种的拖船，所谓的ASD拖船、Z型拖船、牵引护航拖船以及任何其它种类的拖船。拖船通常与尺寸相比功率大，并且它们被设计成操纵非常灵活，借此活动龙骨单元提供大量优点。
推进系统主要包括全方位推进单元(诸如Z型推进单元)、其它可操纵的推进单元、可操纵的推进器或者摆线型螺旋桨的VSP推进单元。推进系统还可包括传统的单一螺旋或双螺旋的推进系统。
下面，将一般形式的拖船用作海船1。然而，清楚的是，本发明还可使用其它类型的海船。
图1示出了一个实施方式，在该实施方式中，海船1(即，拖船)设置有活动龙骨单元3，该活动龙骨单元3包括第一活动龙骨部件31和第二活动龙骨部件32。
在该实施方式中，活动龙骨单元3(即，第一活动龙骨部件31和第二活动龙骨部件32)布置在支撑框架4内，该活动龙骨单元3沿海船的中心线21或龙骨线附接到拖船的船体2。支撑框架4包括基本竖直布置的前支撑部件41、基本水平布置的纵向支撑部件42以及基本竖直布置的后支撑部件43。前支撑部件41布置在第一活动龙骨部件31的前方，后支撑部件43布置在第二活动龙骨部件32的后方。纵向支撑部件42与拖船的中心线21对准。支撑部件相对于拖船的船体2和中心线21构造并支撑活动龙骨单元3。
第一活动龙骨部件31和第二活动龙骨部件32布置成绕基本竖直的旋转轴线(未示出)相对于中心线21或龙骨线以及拖船的纵向支撑部件43旋转或转动。
在该实施方式中，全方位推进单元通常为位于海船的前端或后端的可操纵的推进单元(未示出)。海船甚至可在该海船的前端或后端设置有多个这样的推进单元。可操纵的推进单元(诸如可操纵的推进器)因此为海船提供主要操纵力。
龙骨部件还可相对于拖船的中心线21或龙骨线彼此并排地定位。
图2示出了处于第一模式下的图1的第一实施方式的活动龙骨单元3，在该模式下，第一活动龙骨部件31和第二活动龙骨部件32相对于中心线21以大体直角转动。
通过使活动龙骨部件转动成与拖船行进的预期方向对准，拖船可易于进行操纵(诸如侧移)，通过普通的固定龙骨极难进行操纵。活动龙骨部件能够被旋转至横向位置，以使拖船的侧向运动阻力最小，而能够使侧移能力比通过设置有相同面积的固定龙骨所实现的侧移能力好。
图3示出了处于第二模式下的图1的第一实施方式的活动龙骨单元3，在该模式下，第一活动龙骨部件31和第二活动龙骨部件32处于它们仅相对于中心线21略微倾斜的位置。
当拖船处于护航模式时，该位置在提高间接牵引力方面是有利的。因此对于给定的拖船航向，能够容易调整活动龙骨部件的角度，以产生最大升力，并从而产生拖索操纵力。通过提供正确的转向或制动力，这还提供在高速下(例如，当牵引船的速度大约为10海里/小时以上时)的安全护航。当通常设计成以这样的高速护航的拖船因它们的固定龙骨而操纵不太灵活时，这是突出的优点。在活动龙骨呈两个龙骨的形式的情况下(取代单一、固定的低纵横比龙骨)，根据本发明的龙骨系统提供比单一固定龙骨更高的提升效率的突出优点。这能够使通常设计成低速作业的拖船(即，实质上为ASD拖船)因产生较大的操纵力的能力而进行较高速度的护航。
由于活动龙骨部件沿船舶的中心线对准，因此，它们对彼此具有水力作用。通过调节方向(即，单独调节每个活动龙骨部件的迎角)，可实现最佳提升量。
通过旋转活动龙骨部件，使活动龙骨单元相对于水流的迎角能够和船舶的船体的迎角不同。在拖船自身的迎角较小的情况下，这能够使拖船产生更大的侧向提升力或断裂动力。从而，这将允许护航模式下的拖船在船首更靠近航向方向的情况下操作。该优点体现在对于给定操作情形的拖船的较好控制和稳定性上。
由于在支撑框架5的前缘(前支撑部件41)和尾缘(后支撑部件43)处产生增大的涡流，因此，支撑框架4还提高对摇摆的抑制。
支撑框架4还提供用于针对停泊或可能的碰撞情况保护和稳定活动龙骨单元的装置。
因此在该实施方式中，活动龙骨单元3为旋转的龙骨单元，借此以对应的方式，第一活动龙骨部件31构成第一旋转龙骨部件，第二活动龙骨部件32构成第二旋转龙骨部件。
图4示出了其中活动龙骨单元3(即，第一活动龙骨部件31和第二活动龙骨部件32)彼此独立地布置而沿海船1的中心线21或龙骨线无任何种类的支撑结构的实施方式。由于不存在支撑结构或框架，因此，第一活动龙骨部件31提供增强的水力环境。
在该实施方式中，全方位推进单元通常是位于海船的前端或后端的可操纵的推进单元(未示出)。海船甚至可以在该海船的前端或后端设置有多个这样的推进单元。可操纵的推进单元(诸如可操纵的推进器)因此为海船提供主要的操纵力。
由于龙骨部件沿海船的中心线对准，因此，它们对彼此具有水力作用。通过调节方向(即，单独调节每个活动龙骨部件的迎角)，可实现最佳提升量。
因此在该实施方式中，活动龙骨单元3为旋转的龙骨单元，借此以对应的方式，第一活动龙骨部件31构成第一旋转龙骨部件，第二活动龙骨部件32构成第二旋转龙骨部件。
通过旋转活动龙骨部件，使活动龙骨单元相对于水流的迎角能够和船舶的船体的迎角不同。在拖船自身的迎角较小的情况下，这能够使拖船产生更大的侧向提升力或断裂动力。从而，这将允许护航模式下的拖船在船首更靠近航向方向的情况下操作。该优点体现在对于给定操作情形的拖船的较好控制和稳定性上。
针对根据图1至3的实施方式所讨论的不同操作措施和优点还可适当地应用于该实施方式。
龙骨部件还可相对于拖船的中心线21或龙骨线彼此并排地定位。
图5示出了其中活动龙骨单元3(即，第一活动龙骨部件31和第二活动龙骨部件32)设置有共用基板5的实施方式。共用基板5向活动龙骨单元3提供一些支撑，同时其增强第一活动龙骨部件31和第二活动龙骨部件32的水力质量。共同基板5沿纵向布置，并与拖船的船体2的中心线21或龙骨线对准。
在该实施方式中，全方位推进单元通常是位于海船的前端或后端的可操纵的推进单元(未示出)。海船甚至可以在该海船的前端或后端设置有多个这样的推进单元。可操纵的推进单元(诸如可操纵的推进器)因此为海船提供主要的操纵力。
因此在该实施方式中，活动龙骨单元3为旋转的龙骨单元，借此以对应的方式，第一活动龙骨部件31构成第一旋转龙骨部件，第二活动龙骨部件32构成第二旋转龙骨部件。
通过旋转活动龙骨部件，使活动龙骨单元相对于水流的迎角能够和船舶的船体的迎角不同。在拖船自身的迎角较小的情况下，这能够使拖船产生更大的侧向提升力或断裂动力。从而，这将允许护航模式下的拖船在船首更靠近航向方向的情况下操作。该优点体现在对于给定操作情形的拖船的较好控制和稳定性上。
针对根据图1至3的实施方式所讨论的不同操作措施和优点还可适当地应用于该实施方式。
与图4和5的实施方式相关的增强的水动力提高了操纵特征的效率。
由于龙骨部件沿海船的中心线对准，因此，它们彼此具有水动力影响。通过调节方向(即，单独调节每个活动龙骨部件的迎角)，可实现最佳提升量。
龙骨部件还可相对于拖船的中心线21或龙骨线彼此并排地定位。
尽管以上的讨论主要涉及拖船，但应清楚，活动龙骨单元还可用于任何其它种类的海船，以提供相同或类似的优点。另外，活动龙骨部件的数量不局限于两个。根据应用，其还可适用提供具有两个以上的活动龙骨部件的海船，该两个以上的活动龙骨部件也可相对于海船的中心线或龙骨线彼此并排地定位。可针对一个或多个活动龙骨部件设置支撑框架或共用基板。活动龙骨单元的设计考虑海船的推进系统的类型。
所述说明和与其相关的附图仅旨在阐明本发明的基本原理。本发明可在确保权利要求的范围内具体地进行变形。

Claims (11)

1.一种海船，该海船包括：具有中心线(21)的船体(2)；推进系统；以及龙骨装置，该海船的特征在于，所述推进系统包括全方位推进单元(6)，所述龙骨装置包括活动龙骨单元(3)，该活动龙骨单元具有第一活动龙骨部件(31)和第二活动龙骨部件(32)，所述第一活动龙骨部件(31)是可旋转的龙骨部件，所述第二活动龙骨部件(32)是可旋转的龙骨部件。
2.根据权利要求1所述的海船，其特征在于，所述第一活动龙骨部件(31)和所述第二活动龙骨部件(32)彼此独立地布置。
3.根据权利要求1所述的海船，其特征在于，所述第一龙骨部件(31)和所述第二龙骨部件(32)的方向布置成可分别调节。
4.根据权利要求1所述的海船，其特征在于，所述第一活动龙骨部件(31)和所述第二活动龙骨部件(32)布置成相对于所述海船(1)的所述中心线(21)绕相应的竖直旋转轴线旋转。
5.根据权利要求1所述的海船，其特征在于，所述活动龙骨单元(3)设置有支撑框架(4)。
6.根据权利要求5所述的海船，其特征在于，所述支撑框架(4)包括前支撑部件(41)、纵向支撑部件(42)和后支撑部件(43)。
7.根据权利要求1所述的海船，其特征在于，所述活动龙骨单元(3)设置有共用基板(5)。
8.根据权利要求1所述的海船，其特征在于，所述全方位推进单元(6)是可操纵的推进单元。
9.根据权利要求1所述的海船，其特征在于，所述全方位推进单元(6)是摆线型螺旋桨推进单元。
10.根据权利要求1所述的海船，其特征在于，所述海船是拖船。
11.根据权利要求10所述的海船，其特征在于，所述拖船是ASD拖船、Z型驱动拖船或牵引护航拖船。
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