CN103723239B - 部分气垫支撑浅吃水高速双体船 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供部分气垫支撑浅吃水高速双体船，包括片体、垂直翼、首气囊、尾气囊、连接桥，所述的片体有两个，连接桥固定在两个片体之间，连接桥包括上、下两层板组成的中空结构，其中空结构形成增压室，垂直翼固定在连接桥的底部，两个片体以及连接桥的底部所形成的空间构成气垫舱，两个片体、连接桥、垂直翼组成船体支架，首气囊和尾气囊分别安装在船体支架的首尾两端，船体支架的首端还安装首跳板，连接桥的下层与片体相连的部位设置倒角，倒角上设置通气孔，增压室里的气体通过通气孔喷入气垫舱形成气垫，从而抬高船体支架减小吃水深度。本发明在垫升状态航行时湿表面积极大地减少，大大提高了适航性。

Description

部分气垫支撑浅吃水高速双体船

技术领域

本发明涉及的是一种船，具体地说是双体船。

背景技术

全垫升气垫船四周用尼龙等物料围成一个软性的围裙，利用风机把空气充入底部形成气垫，推进则多数使用空气螺旋桨或喷气方式。全垫升气垫船具备两栖能力，可以在陆上行走。气垫的作用大大减小了运动阻力，提高了船的行驶速度，但是压缩空气喷出后向四周逸散，掀起相当大的波浪，溅起大量水花，这要消耗不少能量。所以，船虽然提高了速度，但是需要的马力也是很大的。同时气垫船耐波性较差，在风浪中航行失速较大，操纵性很差。

双体船有宽大的甲板面积、空间，同时可以比较方便的获得较高的航速，每个片体更加瘦长，从而减小了高速时的兴波阻力，使其可以适应较高航速的要求。由于双体船的宽度比单体船大得多，其横稳性明显优于单体船，且具有承受较大风浪的能力；双体船不仅具有良好的操纵性，而且还具有阻力峰不明显、装载量大等特点，与同吨位的单体船相比，双体船的总宽度较大，因而往往有更大的甲板面积和舱室容积，尤其适合于装载那些体积很大而重量不大的低密度货物，可以具有较高的运输效率。

发明内容

本发明的目的在于提供将流体力学和空气动力学性能较好地结合起来的部分气垫支撑浅吃水高速双体船。

本发明的目的是这样实现的：

本发明部分气垫支撑浅吃水高速双体船，其特征是：包括片体、垂直翼、首气囊、尾气囊、连接桥，所述的片体有两个，连接桥固定在两个片体之间，连接桥包括上、下两层板组成的中空结构，其中空结构形成增压室，垂直翼固定在连接桥的底部，两个片体以及连接桥的底部所形成的空间构成气垫舱，两个片体、连接桥、垂直翼组成船体支架，首气囊和尾气囊分别安装在船体支架的首尾两端，船体支架的首端还安装首跳板，连接桥的下层与片体相连的部位设置倒角，倒角上设置通气孔，增压室里的气体通过通气孔喷入气垫舱形成气垫，从而抬高船体支架减小吃水深度。

本发明还可以包括：

1、首气囊包括首囊袋和囊指，首囊袋一部分与首跳板下表面相连，另一部分与连接桥下表面相连，首囊袋与连接桥相连处设置有贯通首囊袋与增压室的气孔，囊指安装在首囊袋底部，在囊指与首囊袋相连处设置有贯通首囊袋和气垫舱的气孔。

2、首气囊包括囊指，囊指与连接桥底面相连，在连接桥底面与囊指相连处设置有贯通增压室和气垫舱的气孔。

3、尾气囊与连接桥下表面相连，且尾气囊夹在两侧片体之间与并片体相连，尾气囊上均匀布置出气孔和进气孔，增压室气体经由进气孔注入尾气囊，穿过出气孔后注入到气垫舱内。

4、倒角下面的片体内侧为一竖直的平面，该平面下侧的片体向内弯折突出；片体横截面下部的轮廓线包括底滑行线和斜滑行线，底滑行线从距船体支架首部1/10片体长处至船体支架尾部处组成的底滑行面为平面，底滑行线从距船体支架首部1/10片体长处至船体支架首部处组成的底滑行面为上升延伸的曲面；斜滑行线与水平面成5°-30°角；底滑行线与斜滑行线连接处有一折角线；斜滑行线与片体横截面外侧部轮廓线之间有两条折角线，该两条折角线之间有一瘦长型压浪面。

5、垂直翼底部端面形状为中间是矩形，沿纵向向两侧延伸渐变收缩；顶部端面形状为瘦长型条状，从中间部位沿纵向向两侧延伸收缩；底部端面与连接桥下层连接，并向顶部端面光滑收缩过渡；底部端面周围均匀布置透气孔；

所述垂直翼包括短垂直翼或长垂直翼两种形式：当垂直翼采用短垂直翼时，短垂直翼沿纵向布置在气垫舱的中部位置，气垫舱的长宽比在5-15之间；当垂直翼采用长垂直翼时，长垂直翼沿纵向贯穿气垫舱，当长垂直翼为一个时，将气垫舱分隔成两块，气垫舱的长宽比在4-20之间，当长垂直翼为两个时，将气垫舱分隔成三块，气垫舱的长宽比在6-30之间。

本发明的优势在于：本发明在垫升状态航行时湿表面积极大地减少，因而摩擦阻力减小。吃水小能够较大幅度地拓宽航行区域。同时，高速航行时气垫还具有明显的缓冲、减振、减少砰击的作用，大大提高了适航性。

附图说明

图1为本发明采用短垂直翼时的底部结构示意图；

图2为本发明采用长垂直翼时的底部结构示意图；

图3为本发明采用短垂直翼、带首囊袋的纵剖示意图；

图4为本发明采用长垂直翼、不带首囊袋的纵剖示意图；

图5为本发明前视图；

图6为本发明后视图；

图7为本发明半剖轴测图；

图8为本发明船舯横剖外轮廓图；

图9为本发明气体流通示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1～9，船体由左右对称布置的两个大小相同的具有滑行面的片体1、位于两个片体1之间的连接桥7、连接桥7内的增压室8、布置在连接桥7底面的垂直翼9、位于连接桥7和两个片体1之间的气垫舱10以及首尾气囊12、11等部分组成。

船体由片体1静浮力与气垫共同提供支撑，在高速时片体1产生动升力提供辅助支撑。通过增压室8向气垫舱10喷气形成气垫，提升船体，减小吃水深度，有效地减小船湿表面积，减小摩擦阻力，同时由于吃水减小，较大幅度地拓宽了航行区域。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

1.所述片体1的内侧与连接桥7连接处有一倒角5，倒角5上沿船长方向布置一排气孔6；倒角5下面的片体1内侧为一竖直的平面，此平面下侧的片体1向外弯折突出。底滑行面2从船首1/10船长处到船尾为平面，到船首方向为光滑上升延伸的曲面；斜滑行面3与水平面成5°-30°角；底滑行面2与斜滑行面3有一折角线；斜滑行面3与片体1外侧面之间有两条折角线，两条折角线之间有一瘦长型压浪面4。

2.所述连接桥7左右两侧连接两个片体1，连接处底部为倒角5结构；连接桥7内有增压室8；增压室8沿船长方向贯穿连接桥7；增压室8通过倒角5以及首尾气囊12、11上的气孔6与气垫舱10贯通。

3.所述垂直翼9分短垂直翼和长垂直翼两种。短垂直翼布置在船舯位置，其纵向与船长方向一致；长垂直翼沿船长方向贯穿气垫舱10。垂直翼9底部端面形状为中间是矩形，沿纵向向两侧延伸渐变收缩；顶部端面形状为瘦长型条状，从中间部位沿纵向向两侧延伸收缩；底部端面与连接桥7连接，并向顶部端面光滑收缩过渡；底部端面周围均匀布置气孔6，周围气孔6与可选垂直翼同时存在；顶部端面高于片体1底部向内弯折突出结构的上表面高度。长垂直翼沿船长方向贯穿气垫舱10，将气垫舱10分隔成两个，增大每个气垫舱10的长宽比。当船体主尺度和排水量增大时，可沿船长方向设置两条贯穿气垫舱的垂直翼，进一步增大每个气垫舱的长宽比。

4.具有大长宽比气垫舱10。安装有短垂直翼的气垫舱10的长宽比在5-15之间；安装有一条长垂直翼的气垫舱10的长宽比在4-20之间；安装有两条长垂直翼的气垫舱10的长宽比在6-30之间。

5.所述尾气囊11位于船体尾部，与连接桥7下表面贴合，夹在两侧片体1之间与片体1贴合；尾气囊11的最低高度高于片体1底部弯折突结构的上端面；尾气囊11沿船宽方向均匀布置出气孔和进气孔，气体从连接桥7内增压室8经由进气孔直接注入尾气囊11，穿过出气孔后注入气垫舱10内。

6.所述首气囊12位于船体首部，分为带首囊袋13和不带首囊袋两种形式。带首囊袋形式的首气囊12包含首囊袋13和囊指14；其首囊袋13一部分与首跳板15下表面贴合，一部分与连接桥7下表面贴合，贴合处有一排气孔贯通首囊袋13与增压室8；囊指14粘合在首囊袋13底部，并在粘合处有一排气孔贯通首囊袋13与气垫舱10。不带首囊袋13形式的首气囊12，其囊指14直接与连接桥7底面粘合，并在连接桥7底面有一排气孔贯通增压室8与气垫舱10。

7.船体由片体1静排水与气垫提供支撑，在高速时片体产生动升力提供辅助支撑。非垫升时两个片体1占整个艇体全部排水量，垫升时两个片体占整个艇体排水量的30%-80%。

当部分气垫支撑浅吃水高速双体船非垫升时，片体1提供船体所需的全部浮力；当垫升时，气体从增压室8增压后从气孔6注入气垫舱10内，此时船体被向上抬升，片体1提供部分浮力，气垫提供辅助支撑。当部分气垫支撑浅吃水高速双体船航行时，随着航速的提高，流体动升力作用明显，船体进一步抬升，片体1的吃水将变得更小。当船体出现埋首现象时，垂直翼9入水，提供部分抬升力，改善埋首现象。气垫舱内气体直接由倒角上气孔、可选垂直翼周围气孔、首尾气囊气孔6注入，使得气垫舱内压强更均匀稳定，改善船舶的稳定性。片体1内侧底部向外弯折突出，减小气垫舱口的面积，使气体不易从片体两侧逸出，减少喷泵吸气现象，提高推进效率，同时增大滑行面提高流体动升力。

船体由左右对称布置的两个大小相同的具有滑行面的片体、位于两个片体之间的连接桥、连接桥内的增压室、布置在连接桥底面的垂直翼、位于连接桥和两个片体之间的气垫舱以及首尾气囊等部分组成，船体由片体静浮力与气垫共同提供支撑，在高速时片体产生动升力提供辅助支撑；通过增压室在双片体之间沿船长方向喷气形成气垫，来抬高船体减小吃水深度。片体的内侧与连接桥连接处有一倒角，倒角上沿船长方向布置一排气孔；倒角下面的片体内侧为一竖直的平面，此平面下侧的片体弯折突出；片体底滑行面从船首1/10船长处到船尾为平面，到船首方向为光滑上升延伸的曲面；片体斜滑行面与水平面成5°-30°角；片体底滑行面与斜滑行面有一折角线；片体斜滑行面与片体外侧面之间有两条折角线，两条折角线之间有一瘦长型压浪面。连接桥左右两侧连接两个片体，连接处底部为倒角结构；连接桥内有增压室；增压室沿船长方向贯穿连接桥；增压室通过倒角以及首尾气囊上的气孔与气垫舱贯通。垂直翼分短垂直翼和长垂直翼两种；短垂直翼布置在船舯位置，其纵向与船长方向一致；长垂直翼沿船长方向贯穿气垫舱；垂直翼底部端面形状为中间是矩形，沿纵向向两侧延伸渐变收缩；顶部端面形状为瘦长型条状，从中间部位沿纵向向两侧延伸收缩；底部端面与连接桥连接，并向顶部端面光滑收缩过渡；底部端面周围均匀布置气孔；顶部端面高于片体底部弯折突出结构的上表面高度；长垂直翼沿船长方向贯穿气垫舱，将气垫舱分隔成两个，增大每个气垫舱的长宽比；当船体主尺度和排水量增大时，可沿船长方向设置两条贯穿气垫舱的垂直翼，进一步增大每个气垫舱的长宽比。具有大长宽比气垫舱；安装有短垂直翼的气垫舱的长宽比在5-15之间；安装有一条长垂直翼的气垫舱的长宽比在4-20之间；安装有两条长垂直翼的气垫舱的长宽比在6-30之间。尾气囊位于船体尾部，与连接桥下表面贴合，夹在两侧片体之间与片体贴合；尾气囊的最低高度高于片体底部弯折突结构的上端面；尾气囊沿船宽方向均匀布置出气孔和进气孔，气体从连接桥内增压室经由进气孔直接注入尾气囊，穿过出气孔后注入气垫舱内。首气囊位于船体首部，分为带首囊袋和不带首囊袋两种形式；带首囊袋形式的首气囊包含首囊袋和囊指；其首囊袋一部分与首跳板下表面贴合，一部分与连接桥下表面贴合，贴合处有一排气孔贯通首囊袋与增压室；囊指粘合在首囊袋底部，并在粘合处有一排气孔贯通首囊袋与气垫舱。不带首囊袋形式的首气囊，其囊指直接与连接桥底面粘合，并在连接桥底面有一排气孔贯通增压室与气垫舱。

Claims (2)

1.部分气垫支撑浅吃水高速双体船，其特征是：包括片体、垂直翼、首气囊、尾气囊、连接桥，所述的片体有两个，连接桥固定在两个片体之间，连接桥包括上、下两层板组成的中空结构，其中空结构形成增压室，垂直翼固定在连接桥的底部，两个片体以及连接桥的底部所形成的空间构成气垫舱，两个片体、连接桥、垂直翼组成船体支架，首气囊和尾气囊分别安装在船体支架的首尾两端，船体支架的首端还安装首跳板，连接桥的下层与片体相连的部位设置倒角，倒角上设置通气孔，增压室里的气体通过通气孔喷入气垫舱形成气垫，从而抬高船体支架减小吃水深度；

首气囊包括首囊袋和囊指，首囊袋一部分与首跳板下表面相连，另一部分与连接桥下表面相连，首囊袋与连接桥相连处设置有贯通首囊袋与增压室的气孔，囊指安装在首囊袋底部，在囊指与首囊袋相连处设置有贯通首囊袋和气垫舱的气孔；

首气囊包括囊指，囊指与连接桥底面相连，在连接桥底面与囊指相连处设置有贯通增压室和气垫舱的气孔；

尾气囊与连接桥下表面相连，且尾气囊夹在两侧片体之间与并片体相连，尾气囊上均匀布置出气孔和进气孔，增压室气体经由进气孔注入尾气囊，穿过出气孔后注入到气垫舱内；

倒角下面的片体内侧为一竖直的平面，该平面下侧的片体向内弯折突出；片体横截面下部的轮廓线包括底滑行线和斜滑行线，底滑行线从距船体支架首部1/10片体长处至船体支架尾部处组成的底滑行面为平面，底滑行线从距船体支架首部1/10片体长处至船体支架首部处组成的底滑行面为上升延伸的曲面；斜滑行线与水平面成5°-30°角；底滑行线与斜滑行线连接处有一折角线；斜滑行线与片体横截面外侧部轮廓线之间有两条折角线，该两条折角线之间有一瘦长型压浪面。

2.根据权利要求1所述的部分气垫支撑浅吃水高速双体船，其特征是：垂直翼底部端面形状为中间是矩形，沿纵向向两侧延伸渐变收缩；顶部端面形状为瘦长型条状，从中间部位沿纵向向两侧延伸收缩；底部端面与连接桥下层连接，并向顶部端面光滑收缩过渡；底部端面周围均匀布置透气孔；

所述垂直翼包括短垂直翼或长垂直翼两种形式：当垂直翼采用短垂直翼时，短垂直翼沿纵向布置在气垫舱的中部位置，气垫舱的长宽比在5-15之间；当垂直翼采用长垂直翼时，长垂直翼沿纵向贯穿气垫舱，当长垂直翼为一个时，将气垫舱分隔成两块，气垫舱的长宽比在4-20之间，当长垂直翼为两个时，将气垫舱分隔成三块，气垫舱的长宽比在6-30之间。