CN106005242A - 一种空气润滑船 - Google Patents

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熊鳌魁
王丽铮
陈顺怀
杨超
石若瑜
杨帆
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Abstract

本发明是一种空气润滑船，其包括船体(1)和喷气装置(2)，喷气装置(2)与船底中纵剖面处焊接相连，使气层沿船底向船两侧进行喷气。本发明能够有效克服气泡逃逸导致气层覆盖面不够的问题，所采用的喷气装置可以单独制造，相当于一个附体外接到船底，要求低，易于实现。

Description

一种空气润滑船
技术领域
本发明涉及一种运载工具，特别是一种采用空气润滑减阻的船舶。
背景技术
空气润滑船舶是指在船舶表面利用气泡、气膜(层)或气腔改变与船体接触介质的物性参数及边界层结构来减小摩擦阻力。由于这种减阻方式具有很明显的减阻作用，因此国内外对于这种减阻技术有很多的研究，并取得了较好的结果(参见“气层减阻研究进展”，董文才、郭日修，2004年船舶水动力学学术会议论文集)。
对于空气润滑减阻，也有很多不同的方式，例如：在船舶的首部迎流进行喷水喷气；顺着来流进行喷气；在平行中体部位横向设置喷口进行喷气等。这些喷气方式和喷口位置的不同，主要是希望在船底表面最大范围形成空气层，以减小湿水面积，从而减小摩擦阻力。
由于气体较水轻，所注入的气体在顺流过程中极易向船体两侧逃逸而不能较大范围覆盖船底表面，从而影响减阻效果。为减小这种逃逸常不得不采取一些附加措施，而这些附加措施同时又会带来其他一些问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种具有充分覆盖船体底部表面气层的，低阻力的空气润滑船。
本发明解决上述技术问题所采用以下的技术方案：
本发明提供的空气润滑船，包括船体和喷气装置，其中喷气装置与船底中纵剖面处焊接相连，使气层沿船底向船两侧进行喷气。
所述的喷气装置，其前后均设有流线型气腔壳体、壳体导气段、壳体喷气段，它们之间均是通过焊接的方式进行连接，其中壳体导气段用于加强喷气装置的强度。
所述的壳体喷气段，其两侧开有喷气口，用于向两侧沿船底进行喷气，达到气体覆盖船底进行减阻的作用。
所述的喷气口，其根据喷气装置的长度分为两段或多段，沿纵向布置，向船体两侧喷气，以便增加气膜的覆盖率。
所述的壳体导气段和壳体喷气段，其结构形状和尺寸保持一致，其外形是矩形或者是半圆形，其与船底焊接的部分为楔形，以利于气体与船底接触。
所述的喷气装置，其两侧纵向设置两个对称的气流通道，用于向船尾方向导气。
所述的船体，在其船首和船尾方位均设有气腔，其中：船首的气腔用于接收通过通气口过来的气体，并向喷气装置两侧的气流通道分配气体流量，通气口位于气腔处上面的船底；船尾的气腔，用于减轻喷气装置的重量。
本发明相对于现有技术相比，具有以下主要的优点：
1.能够有效克服气泡逃逸导致气层覆盖面不够的问题。
2.喷气装置单独制造，相当于一个附体外接到船底，要求低，易于实现；在喷气装置的前后段各设有一气腔，中间段具有左右两个气流通道，从而方便分别向船舶左右两侧喷气。
3.喷气装置可起到船龙骨的作用。
4.船底仅需开一个通气口，保证船体的完整性，不会影响船舶的结构强度。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是图1的B-B剖视图。
图中：1.船体，2.喷气装置，3.气腔，4.喷气口，5.通气口，6.气流通道,7.流线型气腔壳体，8.壳体导气段，9.壳体喷气段。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明创新的具体实施方式作进一步说明。
本发明提供的空气润滑船，其结构如图1至图3所示，包括船体1和与之船底中纵剖面处焊接相连的喷气装置2。
所述的喷气装置2，类似船龙骨，使气层沿船底向船两侧进行喷气。
所述的喷气装置2，如图2和图3所示，由前后流线型气腔壳体7，壳体导气段8、壳体喷气段9组成，它们之间均是通过焊接的方式进行连接。
在喷气装置2首尾两端的气腔壳体，设计成流线型气腔壳体7，用于衔接船体后能以流线型方式进行过渡，尽量减小喷气装置所带来的附加阻力。
在船首气腔3处上面的船底开有一个圆形的通气口5，用于外接气源，向喷气装置供气。
在喷气装置2船首方位设有的气腔3，用于接收通过通气口5过来的气体，并向气流通道6分配气体流量，船尾方位开设气腔3仅起减轻喷气装置2重量的作用
在喷气装置2两侧，纵向设置两个对称的气流通道6，用于向船尾方向导气。
在喷气装置2的壳体喷气段9两侧，开有喷气口4，该喷气口4是沿纵向(沿船长方向)布置的，用于向两侧沿船底进行喷气，达到气体覆盖船底进行减阻的作用。现有技术都是沿船宽方向布置或者沿船长离散布置2-3个圆形喷气口，这些喷气口都是向船尾或向下喷气，因而不具有本发明喷气口4的作用。
现有技术中喷气口都是直接在船上进行开口，本发明的喷气口4为专门设计的喷气附体结构。所述喷气附体结构是沿船体长度分布的截面如图2所示的独立构件，其中开设两道气流通道，并向外开设楔形开口，作为喷气装置的喷气口。
在喷气装置2设有壳体导气段8，用于加强喷气装置2的强度。
单独按图1-图3所示制造加工喷气装置2，其中：前后气腔壳体7外形制成流线型；壳体导气段8和壳体喷气段9结构形状和尺寸保持一致，其外形可以是如图2和图3所示的矩形也可以是半圆形；与船底焊接的部分做成如图2和图3所示楔形以利于气体与船底接触。喷气口4根据装置长度分为两段或多段，沿纵向(船体长方向)分布式布置，喷气方向向船体两侧，以便增加气膜的覆盖率。该喷气装置2制成后焊接于船底中纵剖面处，在喷气装置前气腔处船底开一通气口5(图1)，并接上气源，即形成一艘空气润滑船。
本发明提供的空气润滑船，其工作过程是：由气源提供的气体通过船底的通气口5向喷气装置2供气，气体首先流入气腔3，由于左右两个气流通道6和气腔3相通，气体将通过该两个气流通道6向船尾方向流动，途中经过如图2所示的喷气口4时，部分气体流出气流通道6向船底两侧扩散，包裹船底形成空气膜，达到减阻的目的。由于气体在气流通道6向船尾方向流动时压力逐渐递减，越接近船尾，通过喷气口4流出气流通道6的流量越小，自动起到船底前部流出气流通道6的气流流量要求大，后部流出的流量要求小的一般规律。

Claims (7)

1.一种空气润滑船，其特征是包括船体(1)和喷气装置(2)，喷气装置(2)与船底中纵剖面处焊接相连，使气层沿船底向船两侧进行喷气。
2.根据权利要求1所述的空气润滑船，其特征在于所述的喷气装置(2)，其前后均设有流线型气腔壳体(7)、壳体导气段(8)、壳体喷气段(9)，它们之间均是通过焊接的方式进行连接，其中壳体导气段(8)用于加强喷气装置(2)的强度。
3.根据权利要求2所述的空气润滑船，其特征是在壳体喷气段(9)两侧，开有喷气口(4)，用于向两侧沿船底进行喷气，达到气体覆盖船底进行减阻的作用。
4.根据权利要求3所述的空气润滑船，其特征在于所述的喷气口(4)根据装置长度分为两段或多段，沿纵向布置，向船体两侧喷气，以便增加气膜的覆盖率。
5.根据权利要求2所述的空气润滑船，其特征在于所述的壳体导气段(8)和壳体喷气段(9)，其结构形状和尺寸保持一致，其外形是矩形或者是半圆形，其与船底焊接的部分为楔形，以利于气体与船底接触。
6.根据权利要求1所述的空气润滑船，其特征是在喷气装置(2)两侧，纵向设置两个对称的气流通道(6)，用于向船尾方向导气。
7.根据权利要求1所述的空气润滑船，其特征在于所述的船体(1)，在其船首和船尾方位均设有气腔(3)；船首的气腔(3)用于接收通过通气口(5)过来的气体，并向喷气装置(2)两侧的气流通道(6)分配气体流量，通气口(5)位于气腔(3)处上面的船底；船尾的气腔(3)，用于减轻喷气装置(2)的重量。
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