CN103523157A - 一种低阻力高速船体装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低阻力高速船体装置，是通过给船体外部增加三条能与水做同向运动的隔水皮带，这三条隔水皮带分别安装在船底、船右侧、船左侧，把船底部和两侧包围起来，三条隔水皮带的功能是在船体外做与水同速运动和把船体与水隔开，使高速前进的船体不与水接触，降低船在水上高速行驶时阻力。本发明大大降低船高速前进时水的阻力，节约成本，低碳环保。

Description

一种低阻力高速船体装置

技术领域

本发明属船体装置技术领域。具体是一种低阻力高速船体装置。

背景技术

追求速度是人类一种原始的渴望，水路交通工具在远古就有了独木船，近代高速的水上交通工具有快艇、气垫船、喷射水力推动船等，这些船都有一个共同点，就是为了克服水与船体的摩擦力付出巨大代价，当船向前行使时，船身与水接触并产生相对移动，由于水对船体有粘附力，水与船体之间产生一个与船行方向相反的摩擦力，这个摩擦力就是阻止船前进的力，所以船的要前进就得有驱动力来克服这个摩擦力，当船高速度越来越高时时，阻止它前进的摩擦力越来越大，直至船不能再加速，目前为了加快船的行使速度通常使用的办法是增加船的推动力，但是动力的增加会不断增加行驶的成本，迄今为止，尚未出现一种技术能够很好地解决船高速前进时船体和水之间的摩擦力的之间的矛盾这个难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种低阻力高速船体装置。该装置能降低船体与水的摩擦力，使船体在水上高速行驶。

本发明解决上述技术问题是的技术方案如下：

一种低阻力高速船体装置，在船体外部增加三条能与水做同向运动的隔水皮带，这三条隔水皮带分别安装在船底、船右侧、船左侧，把船底部和两侧包围起来，三条隔水皮带的功能是在船体高速运行时把船体与水隔开，使高速前进的船体不与水接触；

船体装置主要由三个驱动器M1驱动器1、M2驱动器2、M3驱动器1,一条船体上圈樑4，一条船底圈樑5，一个船底皮带驱动轴6-1，一条船右侧皮带驱动轴6-2,一条船左侧皮带驱动轴6-3,一条船底隔水皮带7-1，一条船右侧隔水皮带7-2，一条船左侧隔水皮带7-3，二至十条船底横樑8，四至三十个船舱支撑柱9，一个内船舱10，一个船舱底11，一个推进传动装置12，一个螺旋桨13，一至十条船底皮带支撑樑14，十至一百个船底皮带支撑樑上滚轮15，六到四十个滚动轴承16，二个等速万向节17，四至三十条船侧皮带从动轴18，隔水皮带外表面19,隔水皮带内表面20，一条船头从动转动轴21，一至十条船舱底皮带支撑樑22，二至七十条船舱底皮带支撑樑固定柱23构成，分别组成：船体结构、船底结构、船体左右两侧结构；

1)船体结构：

船体上圈樑4与四至三十个船舱支撑柱9上端相连接，船体左右侧各二至十五个船舱支撑柱9的下端与船底圈樑5相连接,二至十条船底横樑8的两端分别与左右两边的船底圈樑5相连接,二至十条船底横樑8和船体左右侧各二至十五个船舱支撑柱9的下端共同交接在船底圈樑5上，这些接点分别近似平均分布在船底圈樑5的两侧；在船头部船底圈樑5向船体上圈樑4靠近并连接在船头船体上圈樑4的两边；在船尾部M1驱动器1固定在船体上圈樑4中间位置；内船舱10和船体上圈樑4相连接；M2驱动器2与船右侧皮带驱动轴6-2连接，M3驱动器3与船左侧皮带驱动轴6-3连接,船右侧皮带驱动轴6-2两端分别固定在船尾部的船底圈樑5和船体上圈樑4上，船底皮带驱动轴6-1两端分别与船左皮侧带驱动轴6-3、船右皮带驱动轴6-2通过等速万向节17连接并固定在船尾底部，船体左右侧各二至十五条船侧从动轴18分别套在船体左右侧各二至十五条船舱支撑柱9外，船右侧隔水皮带7-2和船左侧隔水皮带7-3分别套在船体左右侧各二至十五条船侧从动轴(18)上；

2)船底结构：

船底圈樑5与船体上樑圈樑4连接形成船头，船头从动转动轴21固定在船头的船体上樑圈樑4上，二至十条船底横樑8的两端分别与左右两边的船底圈樑5相连接并均匀分布在船底部，一至十条船底皮带支撑樑14均匀分布在船底部，二至十条船底横樑8与一至十条船底皮带支撑樑14相互垂直并固定连接；十至一百个船底皮带支撑樑上滚轮15平分安装在一至十条船底皮带支撑樑14上；船底皮带驱动轴6-1两端分别与船左侧皮带驱动轴6-3和船右侧皮带驱动轴6-2通过两个等速万向节17分别连接并固定在船尾部；船底隔水皮带(7-1套在船头从动转动轴21、一至十条船底皮带支撑樑14、十至一百个船底皮带支撑樑滚轮15和船底皮带驱动轴6-1上；

3)船体左右两侧结构：

船体左右两侧由船体上圈樑4、船底圈樑5、船右侧皮带驱动轴6-2、船左侧皮带驱动轴6-3、船右侧隔水皮带7-2、船左侧隔水皮带7-3、四至三十条船舱支撑柱9和四至三十条船侧皮带从动轴18构成,船右侧隔水皮带7-2，船左侧隔水皮带7-3，四至三十条船舱支撑柱9上，四至三十条船侧皮带从动轴18组成；

1）船右侧皮带驱动轴6-2的两端分别接在船体右侧的船体上圈樑4和船体右侧的船底圈樑5上，船体右侧的二至十五条船侧皮带从动轴18安装在船体右侧的二至十五条船舱支撑柱9上，船右侧隔水皮带7-2套在船体右侧二至十五条船侧皮带从动轴18上；

2）船左侧皮带驱动轴6-3的两端分别接在船体左侧的船体上圈樑4和船体左侧的船底圈樑5上，船体左侧的二至十五条船侧皮带从动轴18安装在船体左侧的二至十五个船舱支撑柱9上，船左侧隔水皮带7-3套在船体左侧二至十五条船侧皮带从动轴18上。

本发明的有益效果是：

1.本发明船体结构简单，制作难度不高，适合是小型的需要高速度的需求，是一个低碳节能环保的装置。

2.本发明通过给船底和船两侧分别安装隔水皮带，共三条，这三个隔水皮带把船底和船两侧在行驶中与水接触的部分包围起来，把船体与水隔开，隔水皮带与水接触，当船前进时，水相对船做相反方向的运动，产生阻力。本发明的隔水皮带的运动方向是与船的前进方向相反、与水的流动方向相同，使得隔水皮带与水之间相对静止，从而使水不再产生相对运动的阻力来阻碍船的前进。

附图说明

图1是本发明实施例的船体的结构示意图；

图2是本发明实施例的船底结构示意图；

图3是本发明实施例的推进动力的结构示意图。

图4是本发明实施例的隔水皮带动力体系传动的结构示意图。

图5是本发明实施例的隔水皮带从动滚动体系的结构示意图。

图6是本发明实施例的隔水皮带与动力轴接触的切面结构示意图。

图7是本发明实施例的隔水皮带动力传动等速万向节的结构示意图。

图8是本发明实施例的船两侧隔水皮带切面结构示意图。

图9是本发明实施例的船底隔水皮带切面结构示意图。

图中：M1驱动器1，M2驱动器2，M3驱动器3，船体上圈樑4，船底圈樑5，船底皮带驱动轴6-1，船右侧皮带驱动轴6-2，船左侧皮带驱动轴6-3，船底隔水皮带7-1，船右侧隔水皮带7-2，船左侧隔水皮带7-3，船底横樑8，船舱支撑柱9，内船舱10，船舱底11，推进传动装置12，螺旋桨13，船底皮带支撑樑14，船底皮带支撑樑上滚轮15，滚动轴承16，等速万向节17，船侧皮带从动轴18，隔水皮带外表面结构19，隔水皮带内表面结构20，船头从动转动轴21，船舱底皮带支撑樑22，船舱底皮带支撑樑固定柱23。

具体实施方式

一种低阻力高速船体，船体由三条隔水皮带把船与水隔开，三条隔水皮带船底部和两侧包围起来，需要一个支撑体系来支撑三条隔水皮带，这个支撑体系和隔水皮带形成了与船体相似的形状，加上真正提供使用的船舱，本发明的船体有三个面（船底及两侧）是有两层的，内层是船舱，外层是隔水皮带。内层船舱与一般船舱一样提供正常使用，外层隔水皮带用来抵消水的摩擦力。内层船舱和外层隔水支撑体系通过船体上圈樑相连接，由船体上圈樑承受内层船舱所有重力。

下面结合实施例附图对本发明作进一步的描述：

1.船体结构如图1所示，

船体上圈樑4与十二条船舱支撑柱9上端相连接。船体左右侧各六条船舱支撑柱9的下端与船底圈樑5相连接。六条船底横樑8的两端分别与左右两边的船底圈樑5相连接。六条船底横樑8和船体左右侧各六条船舱支撑柱9的下端共同交接在船底圈樑5上，这些接点分别近似平均分布在船底圈樑5的两侧；在船头部船底圈樑5向船体上圈樑4靠近并连接在船头船体上圈樑4的两边。在船尾部M1驱动器1固定在船体上圈樑4中间位置。内船舱10和船体上圈樑4相连接。M2驱动器2与船右侧皮带驱动轴6-2连接。M3驱动器3与船左侧皮带驱动轴6-3连接。船右侧皮带驱动轴6-2两端分别固定在船尾部的船底圈樑5和船体上圈樑4上，船底皮带驱动轴6-1两端分别与船左皮侧带驱动轴6-3、船右皮带驱动轴6-2通过等速万向节17连接并固定在船尾底部，船体左右侧各六条船侧从动轴18分别套在船体左右侧各六条船舱支撑柱9外，船右侧隔水皮带7-2和船左侧隔水皮带7-3分别套在船体左右侧各六条船侧从动轴18上。

2.船底结构如图2所示：

船底圈樑5与船体上樑圈樑4连接形成船头。船头从动转动轴21固定在船头的船体上樑圈樑4上。六条船底横樑8的两端分别与左右两边的船底圈樑5相连接并均匀分布在船底部。五条船底皮带支撑樑14均匀分布在船底部，六条船底横樑8分别与六条船底皮带支撑樑14相互垂直并固定连接。三十个船底皮带支撑樑上滚轮15平分为六份，每份五个分别安装在五条船底皮带支撑樑14上。船底皮带驱动轴6-1两端分别与船左侧皮带驱动轴6-3和船右侧皮带驱动轴6-2通过两个等速万向节17分别连接并固定在船尾部。船底隔水皮带7-1套在船头从动转动轴21、五条船底皮带支撑樑14、三十个船底皮带支撑樑上滚轮15和船底皮带驱动轴6-1上。

3.船体左右两侧结构如图1和图2所示：

船体左右两侧由船体上圈樑4、船底圈樑5、船右侧皮带驱动轴6-2、船左侧皮带驱动轴6-3、船右侧隔水皮带7-2、船左侧隔水皮带7-3、十二条船舱支撑柱9和十二条船侧皮带从动轴18组成。

1）船右侧皮带驱动轴6-2的两端分别接在船体右侧船体上圈樑4和船体右侧船底圈樑5上，六条船体右侧船侧皮带从动轴18安装在六条船体右侧船舱支撑柱9上，船右侧隔水皮带7-2套在船右侧六条船侧皮带从动轴18上；

2）船左侧皮带驱动轴6-3的两端分别接在船体左侧船体上圈樑4和船体左侧船底圈樑5上，六条船体左侧船侧皮带从动轴18的安装在六条船体左侧船舱支撑柱9上，船左侧隔水皮带7-3套在船左侧六条船侧皮带从动轴18上。

4.推进动力的结构如图3所示，

本发明的推过动力体系主要由M1驱动器1、推进转动装置12和一个螺旋桨13组成，M1驱动器1固定在船体上樑圈樑4上，推进转动装置12的一端接M1驱动器1的动力输出端，另一端连接一个螺旋桨13，当M1驱动器1转动便能带动螺旋桨1转动，利用水的反作用力产生把船向前推动的作用力。

5.隔水皮带动力传动体系的结构如图4所示，

本发明的船体由三条隔水皮带把船与水隔开，三条隔水皮带船底部和两侧包围起来，分别是一条船底隔水皮带7-1、一条船右侧隔水皮带7-2和一条船左侧隔水皮带7-3，它们分别由一个船底皮带驱动轴6-1、一个船右侧皮带驱动轴6-2和一个船左侧皮带驱动轴6-3驱动；Ｍ2驱动器2与船右侧皮带驱动轴6-2相连接，Ｍ2驱动器2能直接驱动船右侧皮带驱动轴6-2转动，船右侧皮带驱动轴6-2两边通过滚动轴承16固定在船体上圈樑4和船底圈樑5上；同样的，船左侧皮带驱动轴6-3的安装固、驱动方式与一个船右侧皮带驱动轴6-2相似；船底皮带驱动轴6-1的两端由两个滚动轴承16分别固定在船底圈樑5上，两端通过等速万向节17分别与船右侧皮带驱动轴6-2及船左侧皮带驱动轴6-3相连接，等速万向节17的功能是把转动能量传递，并保证船底皮带驱动轴6-1、船右侧皮带驱动轴6-2和船左侧皮带驱动轴6-3以同样的速度转动；当船底皮带驱动轴6-1、船右侧皮带驱动轴6-2和船左侧皮带驱动轴6-3以同样的速度转动时，它们就能驱动船底隔水皮带7-1、船右侧隔水皮带7-2和船左侧隔水皮带7-3以相同的速度相同的方向运动；Ｍ2驱动器2、M3驱动器3只能同时一个工作；船舱10的上边沿与船体上圈樑4相接，船舱10并不与水接触。

6.隔水皮带从动滚动体系的结构如图5所示，

图5和图4的结构大至相同，但是功能不一样，图4是驱动隔水皮带的动力装置，而图5是形成三条隔水皮带的运动轨道及保证隔水皮带在低摩擦运动的装置。船的左右侧的重要降低摩擦力的部件是船侧皮带从动轴18，船侧皮带从动轴18通过其两端的滚动轴承16固定在船舱支撑柱9上；船底不能以船侧的方式为船底隔水皮带7-1降低摩擦力，因为这样设计会让船底出现横向的凹凸不平，还会阻碍船的前进，并且不安全，所以船底的隔水皮带的运动轨道设计成纵向的凹凸横槽，有利于高速前进的船的稳定性；运动轨道由船底横樑8、船底皮带支撑樑14、船底皮带支撑樑上滚轮15、船舱底皮带支撑樑22、船舱底皮带支撑樑固定柱23组成。船底横樑8垂直穿过船底皮带支撑樑14并固定，船底皮带支撑樑上滚轮15安装在船底皮带支撑樑14的上下边上，船舱底皮带支撑樑22由船舱底皮带支撑樑固定柱23固定安装在船舱底11上，船舱底皮带支撑樑22上安装船底皮带支撑樑上滚轮15，船底隔水皮带7-1在船底皮带支撑樑上滚轮15上运动，由于船底皮带支撑樑上滚轮15能低摩擦自转，所以船底隔水皮带7-1的运动并不用克服太多的摩擦力；船舱10与的上边沿与船体上圈樑4相接，船舱10并不与水接触。

7.隔水皮带动力传动等速万向节17的结构如图6所示，

等速万向节17的功能是皮带驱动轴的动力曲线传递。船右侧皮带驱动轴6-2或船左侧皮带驱动轴6-3通过等速万向节17把转动力传送给船底皮带驱动轴6-1，或船底动力驱动轴6-1通过等速万向节17把动力传送给一个船右侧皮带驱动轴6-2和船左侧皮带驱动轴6-3，并保证他们以同样的速度转动；等速万向节17两端的滚动轴承16固定其在船底圈樑5上。

8.隔水皮带与动力轴接触的切面结构如图7所示，

船底皮带驱动轴6-1、船右侧皮带驱动轴6-2和船左侧皮带驱动轴6-3的表面和船底隔水皮带7-1、船右侧隔水皮带7-2和船左侧隔水皮带7-3的内表面结构20是布满相互吻合的轮齿，船底皮带驱动轴6-1、船右侧皮带驱动轴6-2和船左侧皮带驱动轴6-3的转动即能带动船底隔水皮带7-1、船右侧隔水皮带7-2和船左侧隔水皮带7-3运动；船底隔水皮带7-1、船右侧隔水皮带7-2和船左侧隔水皮带7-3的外表面19是光滑的不粘水的材料做成。

9.船侧隔水皮带切面结构如图8所示，

船右侧隔水皮带7-2和船左侧隔水皮带7-3的切面图，b-1、b-2、是表示是一条船右侧隔水皮带7-2的相对船体运动方向，c-1、c-2是表示船左侧隔水皮带7-3的相对船体的运动方向。船右侧隔水皮带7-2安装在船体右侧的船头到船尾分布的五个船侧皮带从动轴18及船右侧皮带驱动轴6-2上，并在其形成的运动轨道上运动；船左侧隔水皮带7-3安装在船体左侧的船头到船尾分布的五个船侧皮带从动轴18及船左侧皮带驱动轴6-3上，并在其形成的运动轨道上运动；船左侧隔水皮带7-3和船右侧隔水皮带7-2运动方向不一样；船右侧隔水皮带7-2的运动方向b-1及船左侧隔水皮带7-3的运动方向c-2是船前进的方向相反，即和水的运动方向相同，当船右侧隔水皮带7-2及船左侧隔水皮带7-3的速度达到某一个值时，船右侧隔水皮带7-2和船左侧隔水皮带7-3与水是相对静止的，因为无相对运动，此时水与船右侧隔水皮带7-2和船左侧隔水皮带7-3既接触又无摩擦力，但船体在高速前进。

10.船底隔水皮带切面结构如图9所示，

图中a-1、a-2是船底隔水皮带7-1运动方向，船底隔水皮带7-1安装在船底皮带驱动轴6-1和船头从动转动轴21之间，船头从动转动轴21安装在船体上圈樑4的船头分部，并能自转；船底皮带支撑樑14从船头从动转动轴21处至船底皮带驱动轴6-1之间两边安装了多个船底皮带支撑樑上滚轮15；十个船舱底皮带支撑樑固定柱10把船舱底皮带支撑樑22固定安装在一个船舱底11，船舱底皮带支撑樑22上安装了十个船底皮带支撑樑上滚轮15；船舱底皮带支撑樑22和船底皮带支撑樑14在它们之间形成一个间隔空间，这个间隔空间正好可以让船底隔水皮带7-1以a-2运动方向运动；船底隔水皮带7-1以a-1运动方向运动在船底皮带支撑樑14的下面位置运动；船底隔水皮带7-1相对船体以a-1方向运动，正好与船体相对水的运动方向相同，个船底隔水皮带7-1的运动速度达到某一个值时，船底隔水皮带7-1与水是相对静止的，因为无相对运动，船底隔水皮带7-1与水无摩擦力，但船体在高速前进。

Claims (1)

1.一种低阻力高速船体装置，其特征在于，在船体外部增加三条能与水做同向运动的隔水皮带，这三条隔水皮带分别安装在船底、船右侧、船左侧，把船底部和两侧包围起来，三条隔水皮带的功能是在船体高速运行时把船体与水隔开，使高速前进的船体不与水接触；

船体装置主要由三个驱动器M1驱动器(1)、M2驱动器(2)、M3驱动器(1),一条船体上圈樑（4），一条船底圈樑（5），一个船底皮带驱动轴(6-1)，一条船右侧皮带驱动轴(6-2),一条船左侧皮带驱动轴(6-3),一条船底隔水皮带(7-1)，一条船右侧隔水皮带(7-2)，一条船左侧隔水皮带（7-3），二至十条船底横樑（8），四至三十个船舱支撑柱（9），一个内船舱（10），一个船舱底（11），一个推进传动装置（12），一个螺旋桨（13），一至十条船底皮带支撑樑（14），十至一百个船底皮带支撑樑上滚轮（15），六到四十个滚动轴承（16），二个等速万向节（17），四至三十条船侧皮带从动轴（18），隔水皮带外表面（19）,隔水皮带内表面（20），一条船头从动转动轴（21），一至十条船舱底皮带支撑樑（22），二至七十条船舱底皮带支撑樑固定柱（23）构成，分别组成：船体结构、船底结构、船体左右两侧结构；

1)船体结构：

船体上圈樑(4)与四至三十个船舱支撑柱(9)上端相连接，船体左右侧各二至十五个船舱支撑柱(9)的下端与船底圈樑(5)相连接,二至十条船底横樑(8)的两端分别与左右两边的船底圈樑(5)相连接,二至十条船底横樑(8)和船体左右侧各二至十五个船舱支撑柱(9)的下端共同交接在船底圈樑(5)上，这些接点分别近似平均分布在船底圈樑(5)的两侧；在船头部船底圈樑(5)向船体上圈樑4靠近并连接在船头船体上圈樑(4)的两边；在船尾部M1驱动器(1)固定在船体上圈樑(4)中间位置；内船舱(10)和船体上圈樑(4)相连接；M2驱动器(2)与船右侧皮带驱动轴(6-2)连接，M3驱动器(3)与船左侧皮带驱动轴(6-3)连接,船右侧皮带驱动轴(6-2)两端分别固定在船尾部的船底圈樑(5)和船体上圈樑(4)上，船底皮带驱动轴(6-1)两端分别与船左皮侧带驱动轴(6-3)、船右皮带驱动轴(6-2)通过等速万向节(17)连接并固定在船尾底部，船体左右侧各二至十五条船侧从动轴(18)分别套在船体左右侧各二至十五条船舱支撑柱(9)外，船右侧隔水皮带(7-2)和船左侧隔水皮带(7-3)分别套在船体左右侧各二至十五条船侧从动轴(18)上；

2)船底结构：

船底圈樑(5)与船体上樑圈樑(4)连接形成船头，船头从动转动轴(21)固定在船头的船体上樑圈樑(4)上，二至十条船底横樑(8)的两端分别与左右两边的船底圈樑(5)相连接并均匀分布在船底部，一至十条船底皮带支撑樑(14)均匀分布在船底部，二至十条船底横樑(8)与一至十条船底皮带支撑樑(14)相互垂直并固定连接；十至一百个船底皮带支撑樑上滚轮(15)平分安装在一至十条船底皮带支撑樑(14)上；船底皮带驱动轴(6-1)两端分别与船左侧皮带驱动轴(6-3)和船右侧皮带驱动轴(6-2)通过两个等速万向节(17)分别连接并固定在船尾部；船底隔水皮带(7-1)套在船头从动转动轴(21)、一至十条船底皮带支撑樑(14)、十至一百个船底皮带支撑樑滚轮(15)和船底皮带驱动轴(6-1)上；

3)船体左右两侧结构：

船体左右两侧由船体上圈樑（4）、船底圈樑（5）、船右侧皮带驱动轴（6-2）、船左侧皮带驱动轴（6-3）、船右侧隔水皮带（7-2）、船左侧隔水皮带（7-3）、四至三十条船舱支撑柱（9）和四至三十条船侧皮带从动轴(18)构成,船右侧隔水皮带（7-2），船左侧隔水皮带（7-3），四至三十条船舱支撑柱（9）上，四至三十条船侧皮带从动轴（18）组成；

1）船右侧皮带驱动轴（6-2）的两端分别接在船体右侧的船体上圈樑（4）和船体右侧的船底圈樑（5）上，船体右侧的二至十五条船侧皮带从动轴（18）安装在船体右侧的二至十五条船舱支撑柱（9）上，船右侧隔水皮带（7-2）套在船体右侧二至十五条船侧皮带从动轴（18）上；

2）船左侧皮带驱动轴（6-3）的两端分别接在船体左侧的船体上圈樑（4）和船体左侧的船底圈樑（5）上，船体左侧的二至十五条船侧皮带从动轴（18）安装在船体左侧的二至十五个船舱支撑柱（9）上，船左侧隔水皮带（7-3）套在船体左侧二至十五条船侧皮带从动轴（18）上。

Images