CN1039530C - 半离水面与沉潜推进器装置的船舶 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种半离水面与沉潜式推进器装置的船舶，有气垫升力箱和沉潜式推进器，包括于固定在船体之支架(11)上装设固定的尾轴鳍或叶形翼(14)，及/或船体(1)或裙部(6)隔板底部之部分或整片上的通风孔(13)。

Description

半离水面与沉潜推进器装置的船舶

本发明系有关船舶在离开水面后能在水平面上高速行驶之装置，尤其是关于用在江，河，运河或湖泊相当平静的水面上运载旅客，车辆或做惯性负载类型的船舶方面。

载运旅客或车辆的轻型或中排水量的船支的缺点众所周知：主要是前进速度缓慢，靠岸或闪避来船的操作缓慢且需非常小心，以及超过有效载重，与航速加大激起波浪造成危险与公害。

我们都知道船支系利用船壳下面的硬或软板隔成的一个或数个容积箱压缩气体鼓风的原理，操纵使船舶得以在水面上行驶。在气垫船方面，只要船壳下的柔软裙部能抗拒强大的气压则形成的气垫可使船支整个脱离水面行驶。至于船壳下注入的气压弱，空气自气垫释出时，则船不会或仅部分脱离水面，此一开发完成的水上交通工具，在军事用途上最常用于两棲船艇，可在水面，沼泽及岸上行驶。此一让船支离开水面的气垫在消除水中的阻力同时大幅增加其速度。但船的推进器仍采用传统的气动马达与飞机螺旋浆，因而产生重大公害。

此外，我们也知道称为水翼船(hydropteres，hydrofoils)的水上机具，其完全或部分脱离水面是由用拉杆连接船壳支撑的尾轴鳍(aileron)增加的某种速度开始。这些尾轴鳍系由可倾斜的叶形翼构成，其在水面上激起垂直推力，让船在一定的速度时脱离水面。

大家至今仍要求减少或消除传统船支的缺点，即气垫或脱离水面的支撑力，所使用的这两种系统把重点放在减少船的阻力，而得以用一定的马达动力增加速度，或以固定的速度减低必要的动力。

但如前所述，气垫船的推进器至今仍用气式螺旋浆或空气反作用马达来推进，造成重大公害。

至于使用整组沉潜推进器及半离水面装置的水翼船的技术方面，当然有助依此设计出来的水上机具之操纵性之改良，但我们也碰到几乎难以超越的难题，尤其是体积大及/或吃水重的船支方面，当我们要采用同一组沉潜推进器时，多亏节流门使得水上机具脱离水面。

这类船舶，如船舰，动力平底船，驳船或其它水上机具均含有气垫支撑力与沉潜推进器；支撑力与推进力因特定方式的组合而产生，其包括：

——在船壳下压缩产生气浪(lame d′air)的方式使船半离水面，与

——适于再启动并垂直固定吃水面之船壳下沉潜推进方式。沉潜推进的方式之优点包括至少三组沉潜动力螺旋浆，及至少还有三组独立的沉潜式电动螺旋浆。

现在我们已发现可用下述的新方法来改善这类船支的航行力，单独或综合使用均可。

此发明系针对上述类型的船支而做，其以船壳隔板或包围船支的裙部之部分或全部具有(沉潜在船壳下水面上的那部分)通气孔，泵子的直径让空气在轻微的挤压中排出在船壳下产生气浪，并沿着船两侧激起气泡。

事实上，我们发现可借助此技术促进水与船壳之间的气浪起伏产生的船支阻力之减少，且实际延伸至沉入水中的船壳部分，并在船壳外之通气口形成水与气泡之间的稳定乳状液，构成不稳定的乳状层润滑沉在水中的隔板，且再度以一定的速度减少动力，包括鼓动空气之通风机之能源消耗。

根据变动来看，其可与以往的形式组合，而根据发明而造的船支同样地附有固定的尾轴鳍或叶形翼，将其装于可利用在离水面位置之船壳产生之气浪下的水面，因而得以维持或改善脱离水面的情形。就实际状况而言，我们可由固定整组动力螺旋浆的支架的存在及结构获得好处，并将叶形翼固定于固定在船壳的支架上。在附加变动方面，整组动力螺旋浆在螺旋浆下亦有固定于马达机组上的尾轴鳍或叶形翼，使船脱离水面，而在逻辑上亦具螺旋浆效益。船壳下的气浪之产生可与内行人熟知的传统方式结合使用。此系统能让船除了移动速度外，在极佳的技术经济状况下脱离水面。例如在船壳和水之间的气浪可借助离心式鼓风机(ventilateurs ccntrifuges)而得到，其力量则按照运用船体下以硬或软板分隔之舱室的压缩气体来平衡船与停泊时的吃水深度之压力计算而来。由连接每一马达(最好是电动的)和螺旋浆的三组以上的机组产生之推进力为较缓和且经济的解决方案。

在使用电动马达方面，其可用柴油动力机组以平均应力供应直流或交流电。动力蓄电池机组可补充微弱的航速，及柴油机组可能发生的临时故障。

下面参照附图，对本发明作详细描述，其中：

图1为根据本发明的运送旅客之船舶的纵剖视简图，

图2为同一船舶的中间横剖视简图。

根据本发明的最适合使用改善航速方法的船包括：(1)船体；(2)轻巧，表面平坦，无龙骨的平坦甲板；(3)柴油机组(接近水平面)；(4)供电蓄电池，电瓶；(5)离心式鼓风机；(6)硬式舱板，软裙部；(7)电动螺旋浆机组及(8)自动化的驾驶舱。

根据运载旅客，车辆或惯性负载的用途，船可根据其需要选择密闭式驾驶舱(9)，及多处入口(10)搭载车辆、传统装卸方式与存放各种货物的前板。

马达(7)最好用支架11(最好为圆锥筒状)悬挂在船体之下，这样电动螺旋浆机组在船脱离水面时仍浸在水中。这些马达固定在支架末端以便灵活转动，且使其可在瞬间旋转到各个方向，也就是说可转动360°，例如采用置于密闭式船体中的电动磁门，这样船在实际情况中就可在极短时间内最有效地完成起动，接近及闪避动作，且同时可全速前进。

连接直接固定在螺旋浆的主轴上之马达电源的电缆取代了传统的螺旋浆主轴。密封性不构成任何问题，反而具有绝缘作用。

在变造时，可同时清理船体之下或之中每一动力螺旋浆的马达，确保马达和螺旋浆之间的功能连接，螺旋浆本身则如上所述固定在支架末端。

在实际情况中，发电的柴油发电机组与故障备用蓄电池均安装在甲板下，靠近驾驶座(8)的位置。此为电动座位，采用自动机构控制。该船不需要舵，其速度可达每小时80公里，该速度实际上受安全要求的限制而非技术上的限制。

软、硬裙部(6)与固定舱板(12)的系统做到了空气容积箱的密封性，其在轻微的压力下，可使船脱离水面，且维持在船体一舱板一裙部(coqne-cloisons-jupes)组体的船体下的水面上。可变速的微弱功率鼓风机，最好是无噪音的离心式，采用电子控制供给轻空气压力，以给予升力箱确实需要的压力。此容积箱最好分成四份(左舷，右舷，前，后)，这样便可补充不同的负载并确保底板的水平度。这样设计的船支可相当平稳。上部结构高度不高，不需桅杆，可搭载旅客，车辆或惯性负载，或同时混合使用。旅客由两侧上船，下船；车辆则从前、后面上、下船。然而，这类船实际上并无所谓的前、后之分，而完全是对称的空间。

附图中，以I，II，III表示的线条分别代表未脱离水面的船之水位，部分脱离水面之船体外的水位及部分脱离水面之船体下的水位。

根据可用的净空高度(le tirant d′air)而论，船可以有一，二个水位。它可装备用来运载卡车与拖车，同样在某种条件下也可运送散装货。

根据本发明设计的用以行驶河川，运河与湖泊的船支不需强化的裙部来抗拒波浪；不必担心升力箱的密封性会破坏。就部分脱离水面的情况而言，也明显地减少航行激起的波浪与对岸的磨损。

船支在采用上述的方式让船脱离水面时便由沉潜式电动螺旋浆机组推进，由各马达控制不同速度变换，且可瞬间转向达360°。船的底座由控制升力鼓风机输出量之自动装置，以在各间格中注入不同空气压力再以适当方式将接收到的信息转成不同密度的气浪。没有龙骨没有舵的船之速度，方向及所有泊岸的操作与闪避均由装在驾驶座上的中央自动装置控制。

有关前述含通气孔(13)的变动方面，只要调整这些鼓风机的输出量，借助由通风孔排出空气产生的气泡幕形成的气浪使船部分脱离水面。这些孔直径不大，可让微压产生的空气通过，用以润滑浸在水中的隔板。空气的流量与压力由依这些鼓风机之电动马达的频率而行的调节器和操控器来调整。

船体与水之间的摩擦大幅减少降低了船前进驱水的阻力，且在某些方面大量减少了涡流，增加了在运河与河流上的航行速度而不损害水道两岸。

装设前述的尾轴鳍或叶形翼(14)来改善或维持脱离水面的情况可减少能源的消耗。

电动马达，起重器与安全仪器(雷达，导航设备，泊岸设备，警戒下锚及其它)组体可装在由一名合格领航员监控的自动装置下。此外，这套组体最好固定连接配有安全设备的总控制室。

所有上述配备可合理地调整空间，并在快速安全的情况下让旅客进出或装载车辆。其可装设于依本发明开发设计出来的船舶，或用于现有船支上以改善其效益。

事实上，海运运输的总效益是非常好的，这是因为大量运输与大量负载的关系有所提升，而吸收的功率因压制水中阻力而减到最低。

此类船舶很适合满足都市运输或都市间的水道运输需要，对所有有河川经过或座落于环礁湖边或宁静的海边的城市，郊区而言，它可构成传统的陆路运输网以外的辅助网路。亦可用于江河或平静水面上的观光航行之用。

单位投资额相当低廉，设备易于操作且价格不贵。

Claims (3)

1.可部分浮升和沉潜推进的船舶，包括用于在船体之下压缩产生气浪的装置和由一组电动螺旋浆构成的沉潜式推进装置，其特征在于：

—用于部分浮升的装置包括位于环绕船舶的船体(1)或裙部(16)的隔板底部的一部分或全部上的小直径通风孔(13)；

—推进装置包括至少三组独立的沉潜式电动螺旋浆(7)，它们通过支架(11)悬挂于船体(1)之下，并可360℃转动。

2.根据权利要求1的船舶，其特征在于，通风孔(13)位于浸在水中的船体(1)或裙部(6)隔板底部，且位于部分脱离水面之船只的船体下的水位上。

3.根据权利要求1或2的船舶，其特征在于，所述沉潜式电动螺旋浆组被固定在显然垂直于船舶吃水线的支架(11)上，并包括辅助翼或叶形翼(14)，它们靠在位于浮升位置的船舶之下的气浪之下的水面上。

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