CN105164012B - 具有底部气腔的船只 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在底部上具有气腔的排水船的设计领域。排水船在所述底部中具有用于形成具有波浪轮廓的单个气腔的凹槽，所述凹槽从船首中的阶梯处开始并且由沿着侧面的尾鳍和成斜板形式的船尾拱定界。所述凹槽的空腔连接至压缩空气源；在所述凹槽内侧，存在纵向龙骨以限制空气的横向运动，并且成斜板形式的横向挡板相继地布置在顺流方向上，从而使得它们可以部署到工作位置中并且折回与所述底部相邻。在形成所述凹槽的所述船首中的所述阶梯下游，板被安装为使得其能够借助于其的前导边缘的围绕与所述底部横向的心轴的降低或升高枢转，所述心轴连接至所述板并且紧固至所述底部凹槽的所述表面。板的顺流长度是使得当板围绕心轴枢转时，所述板将所述底部的在所述阶梯上游的表面与所述底部的在所述凹槽内侧的表面接合，以便防止在所述阶梯下游的流动分离。所述板能够把其的前导边缘的降低限制至在阶梯的区中的船舶的底部的水平。本发明提供了一种具有改进的性能特征的船舶。

Description

具有底部气腔的船只

技术领域

本发明涉及造船业和在底部上具有气腔的排水船的设计，提供水动力阻力降低以及改进的操作性能。

背景技术

现有技术公开了一种原型：船只，具有在底部下方的空气层，空气层被在底部中的凹槽形成，该凹槽由在船首中的阶梯、侧龙骨、在船尾的斜板围成并且通过纵向龙骨和横向挡板分成分开的部分，横向挡板在沿着凹槽的顺流方向延伸凹槽的完全的宽度，以及压缩空气源，该压缩空气源连接至在底部中的凹槽空间以便在横向挡板下游生成并且维持空气层，即，人造空腔(前苏联发明人证书第1145587号，日期1994年4月30日，在日期1983年9月29日的申请第3664908/11号下)。该结构的主要部件是在底部的凹槽，其旨在容纳作为具有波浪轮廓的一体的气腔的所生成的空气层。放置在凹槽内侧的纵向龙骨将该气腔分成多个部分，以限制空气的横向运动，使得船只的横向稳定性得以改进。横向挡板使得可以当船只正在行驶时在凹槽中产生具有波浪轮廓的气腔并且防止其破裂。

然而，当船只正在在高海状态下行驶时，一体的气腔破裂，并且如果船只正在以明显的首尾吃水差行驶，那么不可能产生这种气腔。这导致在阶梯附近的船只底部处的流动分离，并且，因此，极大地增加了船只运动的阻力。因此，考虑到船只的经济上的表现的改进，这种排列的效率下降。在这种情况中，与不具有上面提及的凹槽的常规船只相比，具有底部气腔的船只的水动力阻力甚至更大。具有气腔的船只的阻力的最关键的增加被空气源的故障导致。

而且，当船只正在在上面提及的不利的条件下行驶时，刚性固定的横向挡板不确保会形成在凹槽内侧具有波浪轮廓的一体的气腔并且不能防止其破裂。

发明内容

所提出的发明目标是通过在一体的气腔破裂或者空气源故障的情况下减少以明显的首尾吃水差以及在高海状态下行驶的船只的水动力阻力，来改进具有底部气腔的排水船的操作性能和经济效率。

为了该目的，具有在底部上的气腔的排水船具有从在船首中的阶梯开始的凹槽，所述凹槽用于具有波浪轮廓的一体的气腔的产生并且由沿着侧面的尾鳍和由斜板形成的船尾拱围成，所述凹槽空间连接至压缩空气源，并且具有装配在所述凹槽内侧以限制空气的横向运动的纵向龙骨，并且以斜板的形式的所述横向挡板被在流线方向相继地排列，并且现在，因此，根据本发明，在形成所述凹槽的所述船首中的所述阶梯下游，所述船只装配有板，所述板能够借助于其的前导边缘的围绕心轴的降低和升高被枢转，所述心轴跨所述底部取向并且连接至所述板，并且紧固至所述凹槽底部的所述表面。在这种情况下，所述板的顺流长度是使得当所述板围绕所述心轴枢转时，所述板将所述底部的在所述阶梯上游的表面与所述底部的在所述凹槽内侧的表面接合，以便防止在所述阶梯下游的流动分离；并且所述板能够把其的前导边缘降低限制于在所述阶梯的附近的所述底部的水平。同时，在所述凹槽的所述底部上的所述横向挡板被以使得它们能够借助于其的围绕所述心轴的枢转被展开入工作位置中以及装载返回至所述底部的方式安装，所述心轴相对于所述船只的中心线横向并且在邻近所述挡板的前导边缘处连接于所述挡板。

而且，在所述阶梯附近的底部端具有跨越在所述凹槽在其处开始的所述阶梯的下游的凹槽区域的悬垂部分，提供所述底部表面和在所述阶梯附近的所述枢转的板的无间隙匹配，并且限制所述板前导边缘下降到低于在所述阶梯附近的所述船只底部水平。

枢转的板和挡板另外装配有用于其的枢转的驱动器。

在形成凹槽的阶梯的下游的板以使得其能够借助于把其的前导边缘围绕心轴降低或升高被枢转的方式装配，所述心轴紧固至所述凹槽底部的表面，与所述底部横向取向并且固定至所述板，当在所述底部凹槽中的气腔不存在或者破裂时，由于在阶梯的上游的底部表面和凹槽的内侧的平滑的过渡，确保在所述阶梯的下游的平滑的流动，并且由此能够防止在阶梯下游的流动分离。

横向挡板被安装在凹槽底部处，使得它们能够借助于它们的围绕心轴的枢转被展开入工作位置中以及装载返回至底部，所述心轴相对于所述船只的中心线横向并且在邻近所述挡板的前导边缘处连接于所述挡板，使得能够生成并且维持在船只的底部上的以具有波浪轮廓的一体的气腔的形式的连续的空气层，防止其破裂。

附图说明

利用附图图示了所提出的本发明的实质，其中：

图1是在底部上具有空气层的排水船(侧视图)；

图2是图1的A-A横截面；

图3是横向挡板折叠构思；

图4是枢转的板操作构思；

在附图中使用的附图标记和缩写的列表：

1：船只的底部；

2：在船只底部用于生成具有波浪轮廓的一体的气腔的凹槽

3：具有波浪轮廓的整体腔；

4：阶梯；

5：管路；

6：空气源；

7：纵向龙骨；

8：横向挡板；

9：枢转的横向挡板的心轴；

10：枢转的板；

11：枢转的板的前导边缘；

12：枢转的板的心轴；

13：枢转的板的倾斜角度；

14：跨越凹槽开始的阶梯的下游的区域的悬垂部分；

OII：船只中心线。

具体实施方式

所提出的具有在底部1上的空气层的船只(图1)具有：凹槽2，该凹槽2用于形成空气层，即，具有制成在船只底部1中的波浪轮廓的一体的空腔3(其从阶梯4处开始)；以及空气源6，该空气源6通过管路5与凹槽2空间连接，该管路5用于向空腔传输空气以便在底部1下方产生空气层。在凹槽2内侧，存在：纵向龙骨7，该纵向龙骨7与中心线平行放置并且旨在约束在凹槽2底部上的空气的横向运动(图2)；以及横向挡板8，横向挡板8在沿着凹槽2的顺流方向相继地排列。上面提及的横向挡板8(图3)被以使得它们能够借助于其的围绕心轴9的枢转被展开入工作位置中和装载返回至凹槽2底部的方式安装，心轴9与船只中心线横向并且在邻近横向挡板8的前导边缘处与横向挡板8连接并且位于在凹槽2底部上。

在形成凹槽2的阶梯4的下游，存在板10(图4)，该板被以使得其可以借助于其的前导边缘11的围绕心轴12的下降或升高枢转的方式安装，心轴12紧固于凹槽2底部的表面并且与底部横向并且连接于板10。板10的顺流长度是使得当板被枢转时的板的朝向凹槽2底部的倾斜角度13确保在阶梯4的上游的底部1表面与在凹槽2内侧的底部的表面的接合，以便防止在阶梯4下游的流动分离。在这种情况下，板10能够把其的前导边缘11下降限制至在阶梯4的附近的船只底部1的水平。

在阶梯4附近中的底部1端被制造为具有跨越在凹槽在其处开始的阶梯4的下游的区域的悬垂部分14，提供底部1表面和在阶梯附近的枢转的板10的无间隙表面匹配，并且限制板前导边缘11下降到低于船只底部水平面。

枢转的板10和枢转的横向挡板8装配有用于其的枢转的驱动器(该驱动器未在附图中示出)。

工业适用性

下面描述了所提出的布置的操作原理。

当船只正在在静水中或者低海状态下行驶时，来自空气源6的空气被空气管路5传输至阶梯4和横向挡板8，以便产生以在凹槽2内侧的人造空腔3的形式的空气层。被供应的空气被保持在在阶梯4和横向挡板8的下游的具有减少的液体压力的区中，导致在阶梯4和每个横向挡板8的下游形成的分离的相继地排列的气腔的体系。由于空气源的影响，一些空腔的长度逐渐增加，并且随着时间过去，在船只的经济速度下，达到这些空腔的最大值，该最大值等于在横向挡板8的下边缘之间的距离。当气腔的尾部分达到横向挡板8的下边缘时，分离的气腔被融合为具有波浪轮廓的一体的气腔3。对于不同的操作模式最优的分别的空腔的向一体的气腔3的融合通过合适的空气体积的在凹槽2中的供应以及借助于横向挡板8的围绕它们的位于凹槽2底部处与船只中心线横向的心轴9的合适的枢转被实现。在该时刻，一体的空腔3中的压力增加，导致波浪轮廓幅度下降并且使空腔3表面(空气/水界面)与不再接触水的横向挡板8分离。

当船只正在以明显的俯仰或者滚动运动在高海状态下行驶时，一体的气腔3破裂。当船只正在以大首尾吃水差行驶时，可能根本不会生成气腔。这导致在凹槽2底部表面处的摩擦阻力增加。而且，在阶梯4和横向挡板8下游的流动分离导致水动力阻力的急剧增加。因此，因为气腔3破裂或者不存在，所以船只运动的总阻力急剧增加，并且甚至超过在底部不具有凹槽2的相似船只的总阻力；这使功耗更高，并且因此，使具有用于气腔的凹槽2的船只的操作性能降低。在这种情况下，为了防止在阶梯下游的流动分离，在船只底部1处的邻近阶梯4的流动型式待被调整，使用板10借助于在阶梯4的上游的底部1表面和凹槽2的内侧的平滑的过渡提供无分离的流动。为了该目的，在板10正在围绕心轴12枢转的同时，其的位于阶梯4的下游的前导边缘11被下降至在阶梯4的上游的船只底部1的水平，具有板枢转的后续的约束。使用底部悬垂部分14，使板10围绕心轴12枢转直到其前导边缘11到达底部悬垂部分14的内表面。作为结果，在阶梯4附近的流动变为无分离的。为了防止在横向挡板8下游的流动分离，横向挡板8借助于其的围绕心轴9的枢转被折叠在凹槽2底部上，心轴9位于凹槽2底部上并且与船只中心线横向并且在邻近横向挡板的前导边缘11处与横向挡板连接。作为结果，横向挡板8下游的流动也变为无分离的。这可以防止在阶梯4和横向挡板8下游的流动分离，并且，作为结果，减少水动力阻力并且改进在高海状态或者大首尾吃水差中的船只操作性能和经济效率。

板10和横向挡板8的枢转被枢转驱动器导致。

优选地与原型相比，通过减少在一体的气腔破裂或者空气源发生故障的情况下的水动力阻力，所提出的具有底部气腔的船只提供这样的船只的在高海状态或明显的首尾吃水差下的操作性能和经济效率的改进。

Claims (3)

1.一种具有底部气腔的船只，所述船只具有从在船首中的阶梯开始的凹槽，所述凹槽用于具有波浪轮廓的一体的气腔的产生并且由沿着侧面的尾鳍和由斜板形成的船尾拱围成，凹槽空间连接至压缩空气源，并且具有装配在所述凹槽内侧以限制空气的横向运动的纵向龙骨，并且以斜板的形式的横向挡板被在流线方向相继地排列，其特征在于，在形成所述凹槽的所述船首中的所述阶梯下游，存在板，所述板被安装为使得其能够借助于其的前导边缘围绕第一心轴的降低或升高枢转，所述第一心轴紧固于底部凹槽的表面并且与所述底部横向并且连接于所述板；所述板的顺流长度是使得当所述板围绕所述第一心轴枢转时，所述板将所述底部的在所述阶梯上游的表面与所述底部的在所述凹槽内部的表面接合，以便防止在所述阶梯下游的流动分离，所述板能够把其的前导边缘降低限制于在所述阶梯的附近的所述底部的水平，其中在所述凹槽的所述底部上的所述横向挡板被以使得它们能够借助于它们的围绕第二心轴的枢转被展开入工作位置中以及装载返回至所述底部的方式安装，所述第二心轴位于所述凹槽底部处并且相对于所述船只的中心线横向并且在邻近所述挡板的前导边缘处连接于所述挡板。

2.根据权利要求1所述的船只，其特征在于，在所述阶梯附近的底部端具有跨越在所述凹槽在其处开始的所述阶梯的下游的凹槽区域的悬垂部分，提供所述底部表面和在所述阶梯附近的枢转的板的无间隙匹配，并且限制所述板前导边缘下降到低于在所述阶梯附近的所述船只底部水平。

3.根据权利要求1或者2中任一项所述的船只，其特征在于，所述枢转的板和所述枢转的横向挡板具有用于其的枢转的驱动器。