CN103596835B - 无垫升风扇侧壁式气垫船 - Google Patents

无垫升风扇侧壁式气垫船 Download PDF

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Abstract

侧壁式滑行船，包括船体（1）、子船体（2）和船舶动力装置。两个所述子船体（2）位于船体前端，并且对称分别在所述船体（1）的两侧，所述子船体的船底位置低于所述船体（1）的船底位置。所述船体（1）的两侧为刚性的侧壁（3），所述子船体（2）的两侧安装有刚性的子侧壁（4）。所述侧壁（3）和子侧壁（4）延伸到船底下方的部分插入水中，分别与船体共同形成三个前方敞口的垫升空间。所述船舶动力装置安装在所述船体（1）或所述子船体（2）上。该滑行船可减小水的阻力，提高航行速度。

Description

无垫升风扇侧壁式气垫船
技术领域
本发明涉及船舶或其他水上船只，特别是一种具有滑行面和刚性侧壁的三体船。
背景技术
为征服江河湖海，千百年来，生活在陆地上的人们孜孜不倦地对他们所发明的船舶进行研究。为减少航行阻力，滑行船、气垫船等船型被不断设计和改进。
滑行船是一种依靠航行时水对船体产生的流体动压力，来支承大部分船体重量的高速船型。滑行船外型较常规排水型船短而且宽，底部较平坦。通常船底和舷侧板交接处呈尖角，形成尖舭，也称为尖舭船。由于滑行船需要依靠高速航行时水的动压力作用于部分船体上，将大部分船体托出水面，这就要求非滑行状态时的正常吃水不能太深，否则会导致起滑困难，所以不适合大型化。另外，海况对滑行船的正常航行也有很大影响，由于波浪对船体的直接冲击力较大，在海况较高时，会出现所谓“海豚跳”的现象，导致滑行船的适航性严重下降。
气垫船主要有两种类型：全垫升气垫船和侧壁式气垫船。航行时，整个船体被高压气垫抬出水面。由于航行时没有了水阻力的影响，不但航行速度高，并且适应性好，但是，气垫船在航行时需要消耗较多的垫升功率，甚至占到总功率的50％，这就使得气垫船的运行经济性大大下降。
美国专利US4644890A公开的一种高速滑行艇，其船体底面均为曲面，船体侧壁均为斜面，底面与侧壁相交形成折角线，这是传统尖舭式滑行艇最显著的结构特征，其特点是两个子船体并行排列在母船体前方，采用断级结构，所以该专利可以用专业术语更准确地描述为：多体断级尖舭式滑行艇，仅是传统尖舭式滑行艇的改进技术，虽然提高了航行稳定性，但仍然依靠水的动压力支撑船体的重量，航行阻力较大。
WO8605756A1公开的一种高速滑行艇，其结构特点与美国专利US4644890A十分类似，也是一种多体断级尖舭式滑行艇，仅是传统尖舭式滑行艇的改进技术，虽然提高了航行稳定性，但仍然依靠水的动压力支撑船体的重量，航行阻力较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种无垫升风扇侧壁式气垫船，这是一种全新的高速船型，该滑行船为三体船，其船体和子船体的两侧均安装了向下入水的刚性侧壁，通过子船体与船体在安装位置和高度上的配合，使得所述侧壁式滑行船的船体底面与水面之间形成一个迎水角α。航行的时候，在船体和子船体底部形成三个高压气垫，稳定支撑船体。既克服了传统滑行船适航性差的缺点，又克服了气垫船的垫升功率大的缺点；也可以说，既发挥了传统滑行船结构简单的优点，又发挥了气垫船的航行阻力小的优点。高速航行时，姿态稳定，不会出现“海豚跳”现象。
为实现本发明的目的而采用的技术方案是这样的，一种无垫升风扇侧壁式气垫船，包括船体、子船体和船舶动力装置，两个子船体位于所述船体前端的位置，并对称地分布在船体的两侧；所述子船体的底面低于所述船体的底面。所述船体的两侧对称安装有刚性的侧壁，所述子船体的两侧同样对称安装有刚性的子侧壁；在航行时,所述侧壁和子侧壁延伸到船底下方的部分插入水中，分别与船底共同形成三个前方敞口的垫升空间。所述船舶动力装置安装在所述船体和/或两子船体上。
所述子船体和船体的底面为平面，所述子船体和船体的底面相互平行。
侧壁式滑行船的侧壁为纵向连续的平板，侧壁之间相互平行，所述子侧壁同样为纵向连续的平板，子侧壁之间相互平行，侧壁与子侧壁之间也相互平行。
所述子船体和船体的底面的前端向上扬起，形成前倾型艏部。使得气浮性更加优异。
所述船舶动力装置中的推进器可以是下述几种方案之一：安装在母船体尾部和/或子船体尾部的入水螺旋桨；安装在母船体上方和/或母船体两侧的空气螺旋桨；安装在母船体两侧的明轮。
所述船体还安装有船舶舾装，包括船舵，以配合航行。
附图说明
本发明的装置可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明。
图1为本发明的主视图；
图2为本发明的航行状态参考图；
图3为本发明的仰视图；
图4为本发明的动力装置在子船体尾部采用入水螺旋桨时的主视图;
图5为本发明的动力装置在船体上方采用空气螺旋桨时的主视图;
图6为本发明的动力装置在船体尾部采用入水螺旋桨时的主视图;
图7为本发明的动力装置在船体两侧采用明轮时的主视图。
图中：1、船体；2、子船体；3、侧壁；4、子侧壁；5.1、螺旋桨；5.2、空气螺旋桨；5.3明轮；6、连接桥；7、船舵。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
参见附图：图中一种无垫升风扇侧壁式气垫船，包括船体1、子船体2和船舶动力装置，两个子船体2位于所述船体1前端的位置，并对称地分布在船体1的两侧；所述子船体2的底面低于所述船体1的底面。所述船体1的两侧对称安装有刚性的侧壁3，所述子船体2的两侧同样对称安装有刚性的子侧壁4；在航行时,所述侧壁3和子侧壁4延伸到船底下方的部分插入水中，分别与船底共同形成前方敞口的垫升空间。所述船舶动力装置安装在所述船体1和/或两子船体2上。
在实施例中，所述子船体2和船体1的底面为平面，所述子船体2和船体1的底面相互平行。
进一步地，实施例中的无垫升风扇侧壁式气垫船侧壁3为纵向连续的平板，侧壁3之间相互平行，所述子侧壁4同样为纵向连续的平板，子侧壁4之间相互平行，侧壁3与子侧壁4之间也相互平行。
本发明的一个实施例的子船体2和船体1的底面的前端向上扬起，形成前倾型艏部。所述子船体2通过连接桥6连接在船体1上。
所述无垫升风扇侧壁式气垫船是三体船结构，二个子船体2对称设置在船体1两侧靠前的位置。子船体2和船体1的底面为平面且相互平行，子船体2的底面低于与船体1的底面高度。
按图2所示，图中的虚线是平行于水面的线段。当该船漂浮在水面上时，由于浮力的作用，子船体2抬高了船体1的船头，使得船体1底面与水面之间形成一个迎水角α，即船底与图2中虚线的夹角。同时，在船体1的两侧，装有纵向连续的、插入水中的刚性侧壁3。当该船进入高速航行状态时，刚性侧壁3和船底形成向前方敞开的口袋型的封闭空间，将船体前方进入的空气压缩。同理，在子船体2的两侧也安装有类似于侧壁3的子船侧壁4。所述三体船在行驶时，三个船体的底部同时形成高压气垫，犹如三足鼎立，稳定支撑船体于水面之上，从而有效避免水的阻力，降低能耗，大幅提高航行速度。
在实施例中，所述船舶动力装置中的推进器可以是以下几种方式之一：
由安装在船体1尾部和/或子船体2尾部的入水螺旋桨5.1构成；由安装在船体1上方和/或船体1两侧的空气螺旋桨5.2构成；由安装在船体1两侧的明轮5.3构成。
实施例中，所述船体1还安装有船舶舾装，以配合航行；航行方向可由安装在船体1尾部的船舵7控制，也可通过安装在船体1两侧的推进器以差动的方式控制航行方向。
本发明的实施方式产生的技术效果是毋庸置疑的。一方面，在船体底面两侧设置纵向侧壁，形成高压气垫，不扰动水体，节省了能量。克服了传统滑行船均采用尖舭式结构，高速航行时将船体下部的水体向两侧劈开，扰动水体，浪费能量的缺点。另一方面，实施该技术方案所制造的船体，在航行时其底部形成三个高压气垫，稳定支撑船体于水面之上，既到达了气垫船的技术效果，又省却了高能耗的垫升风扇，并且结构简单，推进效率高。经试验证明，无垫升风扇侧壁式气垫船不仅大幅度提高了快速性指标，其浮性、稳性、抗沉性、耐波性、操纵性和经济性指标也十分优异，航行速度可达80节以上。

Claims (6)

1.一种无垫升风扇侧壁式气垫船，包括船体（1）、子船体（2）和船舶动力装置，其特征在于：
两个子船体（2）位于所述船体（1）前端的位置，并对称地分布在船体（1）的两侧，所述子船体（2）和船体（1）的底面为平面，所述子船体（2）和船体（1）的底面相互平行，所述子船体（2）的底面低于所述船体（1）的底面，通过子船体（2）和船体（1）在安装位置和高度上的配合，使得船体底面与水面之间形成一个迎水角α；
所述船体（1）的两侧对称安装有刚性的侧壁（3），所述子船体（2）的两侧对称安装有刚性的子侧壁（4），所述侧壁（3）为纵向连续的平板，侧壁（3）之间相互平行，所述子侧壁（4）为纵向连续的平板，子侧壁（4）之间相互平行，侧壁（3）与子侧壁（4）之间也相互平行；
在航行时,所述侧壁（3）和子侧壁（4）延伸到船底下方的部分插入水中，分别与船底共同形成三个前方敞口的垫升空间，三个船体底部同时形成高压气垫，犹如三足鼎立，稳定支撑船体于水面之上，从而有效避免水的阻力，降低能耗，大幅度提高航行速度；
所述船舶动力装置安装在所述船体（1）和/或两子船体（2）上。
2.根据权利要求1所述的无垫升风扇侧壁式气垫船，其特征在于：所述子船体（2）和船体（1）的底面的前端向上扬起，形成前倾型艏部。
3.根据权利要求1所述的无垫升风扇侧壁式气垫船，其特征在于：所述船舶动力装置中的推进器由安装在船体（1）尾部和/或两子船体（2）尾部的入水螺旋桨（5.1）构成。
4.根据权利要求1所述的无垫升风扇侧壁式气垫船，其特征在于：所述船舶动力装置中的推进器由安装在船体（1）上方和/或船体（1）两侧的空气螺旋桨（5.2）构成。
5.根据权利要求1所述的无垫升风扇侧壁式气垫船，其特征在于：所述船舶动力装置中的推进器由安装在船体（1）两侧的明轮（5.3）构成。
6.根据权利要求1所述的无垫升风扇侧壁式气垫船，其特征在于：所述船体（1）还安装有船舶舾装。
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