CN103693036A - 一种安全节能的高速气膜船体及船 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种安全节能的高速气膜船体，最少包括四条骨梁，四条所述骨梁排列间隔形成浮力稳定空间和位于所述浮力稳定空间两侧的两个滑膜流动空间；在所述浮力稳定空间的两个骨梁之间的前端设置前底板，后端设置后底板，将所述稳定空间间隔成为凹陷的稳定浮力气仓；在所述滑膜流动空间的两个骨梁之间的前端设置前滑模板，后端设置隔气板，将所述滑膜流动空间间隔成为凹陷的滑膜流动气仓。本发明的有益效果是：减少水贴滞阻力,使船体高速省油行驶；使船高速行驶时减少水与船体的贴滞阻力,达到高速省油，稳定性好、抗风浪、不易翻侧的目的;船体底部的高压气体与水隔开、浮力大、安全性高;船底结构简单、易生产安装、省材料、经济性高。

Description

一种安全节能的高速气膜船体及船

【技术领域】

本发明涉及船舶技术领域，具体为一种安全节能的高速气膜船体及船。

【背景技术】

物体在水中运动受到水的阻力要比在空气运动中的阻力大。水的密度约为空气密度的八百倍，因此物体在水中运动时受到的阻力约为物体在空气中运动阻力的八百倍。传统的船舶在水中之所难以高速行进，就是为了船体的稳定行驶，把稳定的重心设置在船体的中间最下方（船体的龙骨），因此，船在水中，最少有30%的船体沉在水中，这样在行驶中，水对船的行驶造成一定的阻力，速度越快，阻力就越大，所以船的行驶速度受了水的阻力的限制，就算加大推动力，行驶的速度也不会明显提高。如现在普遍使用的渔船，船载两台350马力的发动机，当开一台机350马力时的航速大约为9到10海里，开两台机700马力时的航速大约为11到13海里，加大一倍的马力，航速只增加一点点，为什么？这就是水的阻力，也叫作反作用力的阻力造成航速提不上来。由于水的阻力比大，且当船舶速度越快，阻力也随之急剧增加，阻碍船舶向前行进的速度。根据实验证明，水对船舶的行驶阻碍有三部分：一是摩擦力，由船体表面与水流摩擦而产生，船体接触水的面积越大，摩擦阻力越大；二是兴波阻力，是船在水中行进兴起的波浪形成阻力；三是涡流阻力，是船航行进中，船尾引起的涡流形成阻力，与船舶的形状有关，也叫形状阻力。根据上述阻力原因的分析，可以推断出要提高船速有两条途径：一是增加动力；二是减小阻力。然而增加动力会增加机器和燃料的消耗，提高航速也不明显。因此，还是减小阻力，让船体尽量少面积接触水，让船体大面离开水面，摆脱水阻力；既可无限提高船的航速，节省燃油，又能摆脱兴波阻力和涡流阻力。这样船就能在水中快速行驶。

传统船舶为减小船舶的行驶阻力，通常将横截面设计成V形或近似V形，以减少水阻、提高航行速度，但没有考虑到有大部分的船体沉在水中形成阻力，阻碍船的快速行驶，通常船舶的航行速度不超过30节，且船的吃水越深，航行时的阻力越大。现有气垫船通过在船体两侧或底部设置充气垫，航行时在向气垫内充气，将船体升高贴近水面，利用两侧的翼刀进行稳定，大大减小了航行时水的阻力，船速可以提高到40～60节；但气垫船也存在致命的缺点，因需对气垫进行充或者放气，结构复杂，受发动机功率的影响，使得气垫船的载重量受到很大的限制，一般只能承载几百吨，同时其能源消耗惊人，只能用于短途人员运输、抢险救灾、军事用途等特殊场合使用；造价和费用太高，无法全面普及。

【发明内容】

本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提供一种结构合理、牢固、安全、行驶稳定、航行阻力小、速度快、建造容易、生产成本低且节油环保的安全节能的高速气膜船体。另外，本安全节能的高速气膜船体还具有建造速度快、工艺简单、容易生产安装、省材料、经济效益极高等特点，且船体结构形状不受传统船体的限制，与传统船只相比油耗可省60%以上，速度可提高5倍以上。

本发明另一目的是提供一种具有上述安全节能的高速气膜船体的安全节能的高速气膜船。

为了实现上述目的，本发明是这样实现的：一种安全节能的高速气膜船体，最少包括凹陷的稳定浮力气仓和位于所述稳定浮力气仓两侧的凹陷的滑膜流动气仓。

所述安全节能的高速气膜船体，最少包括四条骨梁，四条所述骨梁排列间隔形成浮力稳定空间和位于所述浮力稳定空间两侧的两个滑膜流动空间；在所述浮力稳定空间的两个骨梁之间的前端设置前底板，后端设置后底板，将所述稳定空间间隔成为凹陷的稳定浮力气仓；在所述滑膜流动空间的两个骨梁之间的前端设置前滑模板，后端设置隔气板，将所述滑膜流动空间间隔成为凹陷的滑膜流动气仓。

所述稳定浮力气仓可以设置两个以上，在所述稳定浮力气仓两侧配合设置有所述滑膜流动气仓。

所述滑膜流动气仓内的深度比稳定浮力气仓浅，这样可以提高船体滑膜速度。

在所述稳定浮力气仓内设置若干固定梁，将所述稳定浮力气仓间隔成若干稳定的小气仓，可形成多条小气柱，提高船体结构强度的同时，可以在行驶时使稳定浮力气仓内储藏的高压空气相对稳定提高浮力增强稳定性。

其中，所述固定梁安装于所述骨梁之间，其高度应不高于所述滑膜流动气仓的底部（滑膜流动气仓最底部水平面），以消除船底水的阻力。

所述前底板的后端相对于船体底部向下倾斜，所述后底板的后端相对于船体底部向下倾斜。

所述前滑模板的后端相对于船体底部向下倾斜，所述隔气板的后端相对于船体底部向下倾斜。

所述骨梁的横截面呈三角形形状，以保证结构稳定牢固，增加浮力,能经受特大风浪。

所述骨梁的横截面呈等腰三角形形状，可以保证船体结构牢固稳定，减少船与水的接触面积。

所述骨梁的横截面可以为“T”字形或者梯形。

所述骨梁内部用隔板间隔成若干密闭空气舱，在增加船体浮力的同时，确保行船浮力和安全,保证永不沉没。

在船头部设置有口向下的若干栏栅,用于破碎浪头，分散浪头力量，减少对船的冲击，。

所述骨梁上安装侧板，所述侧板在船尾处延伸形成尾翼，用于起到稳定作用，

在所述船体尾部设置有预压水板，以提高船体高速行驶稳定性，用于控制船受浪的冲击向后翻侧的角度。

所述稳定浮力气仓和滑膜流动气仓的底板与船体甲板之间设置若干不同用途及不同容量的密闭气舱，可以有效的进一步提高船体的浮力，确保船永不沉没。

一种安全节能的高速气膜船，其包括所述安全节能的高速气膜船体。

所述船底主要由多个不同用途,不同容量的滑膜流动气仓和稳定浮力气仓组成，船体底部中间的稳定浮力气仓内充满稳定空气起到稳定增加浮力作用；滑膜流动气仓在船体底部，起到控制船吃水深度，保证船能高速省油行驶，根据所需建造的船只大小，可以设置多条等腰三角形骨梁，骨梁越多，设置的气仓就越多，船体越稳定，经受的风浪等级越高，且不影响航行速度和稳定。其中，滑膜流动气仓的作用是，当船静止时控制船的吃水深度，航行时起滑膜作用，当船在航行时，受到动力的向前推动，船前面的空气进入滑膜流动气仓，把船体和水隔开，形成一层水膜，水气从船头往船尾排放，形成滑膜，这样就没有阻力了，维一的一点点阻力就是等腰三角形的一个边接触的一点点水的阻力。船前面没有阻力，船就能高速节能航行。稳定浮力气仓较深容积较大，在船体底部均等分布，确保船的绝对浮力，保持稳定。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：当船开动时,受动力的推动,船体头部将稍仰起,使船体大部份浮在水面，只有横截面呈倒三角形形状的骨梁下端和前底板倾斜部下端接触水面，船体头部完全消除水对行驶船只的阻力,气体进入滑膜流动气仓内,使气仓里充满气体,使船体与水被气体隔开，在水与船体之间形成气垫气膜,减少和消除了水对船行进中的贴滞阻力,使传统的船由一部分沉浸在水里的船体浮在气上，这样船体浮于空气中，船体从水的贴滞阻力转换为空气的阻力，就减轻了近800倍的阻力；这样，只要一点点的动力就能使船体高速省油行驶，如果推动机器转速提高，船速将呈几倍的提高；稳定浮力气仓内的高压气体相对稳定,增加船体浮力，使船高速行驶时减少水与船体的阻力,达到高速省油的目的;船底结构垂直干船壁和底部各个地方,稳定性好，不易翻侧;船体底部的高压气体把船体与水隔开,浮力大,安全性高;另外，本船体结构简单,可流水线生产船体各部件，需要时，快速组装，造船用的各种材料都可以建造生产安全节能的高速气垫气膜船,可以根据海上工作需要还是战争需要，建造各种形状的船体，速度性能都能达到快速、节能，稳定、抗大风浪，永不沉的目的，建造简单，经济性高。

【附图说明】

图1是本发明一种安全节能的高速气膜船体实施例1的上面立体结构图；

图2是本发明一种安全节能的高速气膜船体实施例1的底面立体结构图；

图3是本发明一种安全节能的高速气膜船体实施例2的底面立体结构图。

图4是骨梁的立体结构图；

图5是骨梁局部剖视立体结构图；

图6是骨梁的立体结构图2；

图7是骨梁实施例3的左视结构图。

【具体实施方式】

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细的描述说明。

一种安全节能的高速气膜船体，最少包括为了船底部向上凹陷（当船浮于水平面时，所述凹陷相对于船底向水面凹陷）的稳定浮力气仓和位于所述稳定浮力气仓两侧的凹陷（当船浮于水平面时，所述凹陷相对于船底向水面凹陷）的滑膜流动气仓。

具体的，所述安全节能的高速气膜船体，如图1和图2所示，最少包括四条骨梁（8，9，10，11），四条所述骨梁（8，9，10，11）排列间隔形成浮力稳定空间和位于所述浮力稳定空间两侧的两个滑膜流动空间，在组成所述浮力稳定空间的两个骨梁（10，11）之间的前端设置前底板16，后端设置后底板17，将所述浮力稳定空间间隔成为凹陷的稳定浮力气仓18；且所述前底板16的前端连接于船体底部，其后端相对于船体底部平面向下倾斜形成倾斜面，控制进气量；所述后底板17的前端连接于船体底部，后端相对于船体底部向下倾斜形成倾斜面，控制出气量，形成气浮力。在组成所述滑膜流动空间的两个骨梁（（8，10），（9，11））之间的前端设置前滑模板7，后端设置隔气板12，将所述滑膜流动空间间隔成为凹陷的滑膜流动气仓13。所述前滑模板7的前端连接于船体底部，后端相对于船体底部向下倾斜形成倾斜面，控制进气量；所述隔气板12的前端连接于船体底部，后端相对于船体底部向下倾斜形成倾斜面，控制出气量，形成气浮力。且所述滑膜流动气仓13位于所述稳定浮力气仓18两侧，形成一种平衡稳定的结构。所述前滑模板7和所述前底板16的倾斜部末端处于同一水平面上，减少阻力，控制同等水平的进气量。优选的，所述隔气板12倾斜末端所在水平面高于所述后底板17倾斜末端所在水平面（也是隔气板12倾斜末端延伸更长些），控制同等水平的出气量。维持船的稳定性。所述滑膜流动气仓13内的深度（底部平面与滑膜流动气仓13底部甲板平面之间的深度）比稳定浮力气仓18浅，这样可以控制船体的吃水深度，提高快速航行的能力。在所述稳定浮力气仓18内设置若干固定梁19，将所述稳定浮力气仓间隔成若干稳定的小气仓（小气柱），在提高船体强度的同时，可以在行驶时使储藏在稳定浮力气仓内18空气保持相对而言稳定。其中，所述固定梁19连接骨梁安装于所述骨梁之间，且与船甲板接触，保持不与水接触，其高度应不高于所述滑膜流动气仓的底部（滑膜流动气仓最底部水平面），使它完全没有水的阻力。且所述固定梁19与骨梁侧壁之间连接牢固在所述滑膜流动气仓13后面设置若干加强横梁20，以提高船体强度，增强滑膜板的承受力，所述滑膜流动气仓13后面间隔成若干固定气仓，在提高船体强度的同时，预防不测，以确保船永不沉没；其中，所述加强横梁20安装于所述骨梁之间，且与船甲板接触。

如图4和图5所示，所述骨梁（8，9，10，11）的横截面呈三角形形状，以保证结构稳定牢固,能经受特大风浪。优选的，所述骨梁（8，9，10，11）的横截面呈等腰三角形形状，可以保证船体结构牢固稳定，减少船与水的接触面积。所述等腰三角形形状的夹角为20-44度之间。优选的，等腰三角形骨梁呈夹角向下的倒装方式设置，可以有效的减少接触水，减少阻力。在所述骨梁（8，9，10，11）内部用隔板22间隔成若干密闭空气舱，在增加船体浮力的同时，确保行船浮力和安全,保证船永不沉没。所述船体1的船头部下设置有口向下的若干栏栅6,用于破碎浪头，减少浪对船的破坏和反作用力，控制受浪的作用，船向后翻转的角度，保护船头甲板，避免、减少船头上下抛动。在所述船体1两边侧板在船尾处延伸形成尾翼（2，3），用于起到稳定作用。所述稳定浮力气仓18和滑膜流动气仓13的底板与船体甲板之间设置若干不同用途及不同容量的密闭气舱，可以有效的进一步提高船体安全。在所述船体1尾部设置有预压水板，以控制船受浪的冲击向后翻侧的角度。动力推进装置4安装于船体1尾部，用于推动船体1行进。且在船体1尾部安装方向舵5。且所述船体尾部设置若干由后底板17和隔气板12与船体甲板组成的隔舱15，用于提高浮力。在所述后底板17下表面中部设置稳定板21，以提高船体在运行中保持稳定性。

如图6所示，所述骨梁（8，9，10，11）的横截面是“T”字形，以保证结构稳定牢固,能经受特大风浪。或者，如图7所示，所述骨梁（8，9，10，11）的横截面是梯形，同样具有良好的稳定性。

根据力学原理及骨梁横梁结构的科学性设置，根据需要所述骨梁可以设置多条，如设置6条骨梁以上。如图3所示，所述稳定浮力气仓18可以设置2个，在所述稳定浮力气仓18两侧分别配合设置有所述滑膜流动气仓3个13。这样所述船体可以通过增加骨梁的方式进行扩展，建造更大更长的船。。

本发明骨梁的横截面为等腰三角形结构,等腰三角形骨梁里面由多个密封气仓组成，能保证结构稳定牢固,能经受特大风浪和增加稳定的空气仓；且船底与甲板之间中间有互不相通的空气仓,以确保行船浮力和安全,保证船永不沉没。船底由多个不同用途,不同容量的气仓组成,滑漠气仓,气体是动态的,当船开动时,受动力的推动,船头稍仰起,气体从船头进入气道，船离开水面，完全消除水对行驶船的阻力,气体和少量的水从滑膜气道进入气仓,气仓里充满气体,在水与船体之间形成气垫气膜,减少了水对船行进中的贴滞阻力,使船体高速省油行驶。稳定浮力仓,在气仓里的高压气体相对稳定,增加船体浮力，隔开了水和船体的直接接触,形成气垫,使船高速行驶时减少水与船体的贴滞阻力,改变了船体的比重，达到高速省油的目的。船底结构垂直干船壁和底部各个地方,稳定性极好，不易翻侧。船体底部的高压气体与水隔开,浮力大,安全性高。本船体结构简单,可流水线生产船的各部件，快速组装，造船用的各种材料都可以建造生产本发明安全节能的高速气膜船,可以根据海上工作需要还是战争需要，建造各种形状的船体，速度性能都能达到快速、节能，稳定、抗大风浪，永不沉的目的，建造简单，该技术建造船简单，快速，经济效益高。

本发明可以让船体大部分离开了水里，只有倒三角形骨梁下面和挡气板一点点贴在水面；当船静止时，船的吃水不会超过滑膜板，只到滑膜板，有一定的吃水；当船开动时,受动力的推动,船头稍仰起,气体从船头进入气道，船离开水面，完全消除水对行驶船的阻力,气体和少量的水从滑膜气道进入气仓,气仓里充满气体,在水与船体之间形成气垫气膜,减少了水对船行进中的贴滞阻力,使船体高速省油行驶。稳定浮力仓,在气仓里的高压气体相对稳定,增加船体浮力，隔开了水和船体的直接接触,形成气垫,使船高速行驶时减少水与船体的贴滞阻力,改变了船体的比重，达到高速省油的目的。船底结构垂直干船壁和底部各个地方,稳定性极好，不易翻侧。船体底部的高压气体与水隔开,浮力大,安全性高。平均分布在船体下面的多个稳定浮力气仓,在气仓里的高压气体相对稳定,增加船体浮力，隔开了水和船体的直接接触,形成气垫,使船高速行驶时消除水与船体的贴滞阻力,达到高速省油的目的;等腰倒三角形骨梁里面，是多个互不相通的稳定浮力仓，保证了船体的稳定浮力；船底结构垂直于船壁和底部各个地方,稳定性极好，船永不翻侧;船体底部的高压气体把船体与水隔开,浮力大,安全性高;船底结构形状不受传统船体的限制，可以建造成多种形状，船体长度，长短都可。效果相同。可以根据需要的速度，安装高转速发动机，达到超高速行驶的目的；船从水的阻力改变为空气阻力达到高速，节能的目的；由于船体两边接近垂直于水面，造出来的船不容易倾斜、翻侧，稳定性极好；与传统船只相比油耗可省60%以上，速度可提高5倍以上。本发明安全节能的高速气膜船体由于从水的阻改变为空气阻力，安全节能高速的气膜船体的速度可以根据需要，只要推动器有多快，安全节能高速气膜船就能跑多快而且比传统的船稳定。由于安全节能高速气膜船的船体结构是由等腰三角形骨梁和横梁组成，布局科学、合理，形成流动气仓、稳定气仓和滑膜气仓，使船体浮于空气之上。，因此，改变了比重，船体变轻了，一点点动力就能使它快速航行。由于安全节能高速气膜船的船体结构是由等腰三角形骨梁和横梁组成，布局科学合理，因此，可根据需要，建造无限大的船只。由于安全节能高速气膜船的船体结构是由等腰三角形骨梁和横梁组成，布局科学、合理，形成流动气仓、稳定气仓和滑膜气仓，抗风浪能力强，在大风大浪里，船只永不翻侧。由于船体的倒三角形骨梁里面，是多个互不相通的稳定浮力仓，船面两侧甲板下面的多个互不相通的空气柜、和多个互不相通的流动气仓和多个互不相通的滑膜气仓，因此，万一船只被炮弹打中某个地方，也能保证船体永不下沉。

本发明与原有造船工艺存在明显区别，将不受原有造船工艺的限制，可以把部件预制好，根据需要，快速运输到目的地组装，可以根据海上作业的需要或军事用途的需要建造各种形状的船，建造船体大小不受限制。本发明的造船技术，也可以用于建造海上大小的人工移动岛，建造海上移动的飞机跑道。本发明技术结构牢固，浮力好，抗风浪力强，稳定性好，永不翻侧，永不沉没。安装方便、用途广、维护简单、使用寿命长。在船体甲板上，可以根据需要，可以建造跟陆地上一样的上层建筑，停放、起降飞机。

本发明的技术造出来的船，不受大小发动机推进器的限制，可以一台，也可以用多台同时使用、动力成倍增加。

一种安全节能的高速气膜船，其包括所述安全节能的高速气膜船体，在船体甲板上可以根据需要建造跟陆地一样上层建筑；也可以用于制造军舰，安装大炮等军用设备。

一种安全节能的高速气膜船，其包括所述安全节能的高速气膜船体，因为速度快，结构牢固，浮力好，抗风浪力强，稳定性好，永不翻侧，永不沉没。作为海上救灾船只，抢救生命最快速、最安全、最时及。

本发明可以模块化生产，在制作的过程中，可以先将骨梁和船舱等各个部分预先按设计模块制作好，然后再将各个模块拼装起来，这样制造效率高，周期短。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例，是发明人花费了巨大的人才财力和时间，在多次建造船只多次试验出来的的结果，应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明构思在现有技术基础上通过逻辑分析、推理或者根据有限的实验可以得到的技术方案，均应该在由本权利要求书所确定的保护范围之中。

Claims (15)

1.一种安全节能的高速气膜船体，其特征在于，最少包括稳定浮力气仓和位于所述稳定浮力气仓两侧的滑膜流动气仓。

2.按照权利要求1所述的一种安全节能的高速气膜船体,其特征在于，最少包括四条骨梁，四条所述骨梁排列间隔形成浮力稳定空间和位于所述浮力稳定空间两侧的两个滑膜流动空间；在所述浮力稳定空间的两个骨梁之间的前端设置前底板，后端设置后底板，将所述稳定空间间隔成为凹陷的稳定浮力气仓；在所述滑膜流动空间的两个骨梁之间的前端设置前滑模板，后端设置隔气板，将所述滑膜流动空间间隔成为凹陷的滑膜流动气仓。

3.按照权利要求2所述的一种安全节能的高速气膜船体,其特征在于，所述稳定浮力气仓设置两个以上，在所述稳定浮力气仓两侧配合设置有所述滑膜流动气仓。

4.按照权利要求3所述的一种安全节能的高速气膜船体,其特征在于，所述滑膜流动气仓内的深度比稳定浮力气仓浅。

5.按照权利要求2或者3所述的一种安全节能的高速气膜船体,其特征在于，在所述稳定浮力气仓内设置若干固定梁，将所述稳定浮力气仓间隔成若干稳定的小气仓。

6.按照权利要求5所述的一种安全节能的高速气膜船体,其特征在于，其中，所述固定梁安装于所述骨梁之间。

7.按照权利要求2所述的一种安全节能的高速气膜船体,其特征在于，所述前底板的后端相对于船体底部向下倾斜，所述后底板的后端相对于船体底部向下倾斜；所述前滑模板的后端相对于船体底部向下倾斜，所述隔气板的后端相对于船体底部向下倾斜。

8.按照权利要求2所述的一种安全节能的高速气膜船体,其特征在于，所述骨梁的横截面呈三角形形状、“T”字形或者梯形。

9.按照权利要求8所述的一种安全节能的高速气膜船体,其特征在于，所述骨梁的横截面呈等腰倒三角形形状。

10.按照权利要求8或者9所述的一种安全节能的高速气膜船体,其特征在于，所述三角形骨梁内部用隔板间隔成若干密闭空气舱。

11.按照权利要求2所述的一种安全节能的高速气膜船体,其特征在于，所述船体的船头部设置有口向下的若干栏栅。

12.按照权利要求2所述的一种安全节能的高速气膜船体,其特征在于，所述骨梁上安装侧板，所述侧板在船尾处延伸形成尾翼。

13.按照权利要求2所述的一种安全节能的高速气膜船体,其特征在于，在所述船体尾部设置有预压水板。

14.按照权利要求2所述的一种安全节能的高速气膜船体,其特征在于，所述稳定浮力气仓和滑膜流动气仓的底板与船体甲板之间设置若干不同用途及不同容量的密闭气舱。

15.一种安全节能的高速气膜船,其特征在于，其包括如权利要求1、2或者3所述安全节能的高速气膜船体。

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