CN115667063A - 具有可变几何结构的船体 - Google Patents

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Abstract

一种用于船只(11)的具有可变几何结构的船体,该船体包括:完全浸没部分(12),该完全浸没部分被构造成提供部分的浮性推力,并且该完全浸没部分借助于一个或更多个直立件(14)与该船体的露出部分(13)成一体;以及一个或更多个浸没的翼状表面件(15),在船只以足够高的速度行进的情况下,该翼状表面件被构造成提供将船只(11)保持在水面上方预定高度处所需的剩余部分的竖向推力;该船体包括一个或更多个支撑件(16a、16b、16c),该支撑件连接至翼状表面件(15)并且与浮动元件(17a、17b、17c)相关联,该浮动元件能够相对于完全浸没部分(12)移动;浮动元件(17a、17b、17c)被固定至支撑件(16a、16b、16c)或者能够相对于支撑件(16a、16b、16c)移动,因此浮动元件(17a、17b、17c)基本上与完全浸没部分(12)和翼状表面件(15)协作;翼状表面件(15)被构造成相对于完全浸没部分(12)移动或者相对于完全浸没部分保持固定,并且浮动元件(17a、17b、17c)被构造成使该浮动元件的浸没度随着船只的速度降低而增加,并且因此提供竖向推力,从而以对船只的使用来说优化且实用的方式保持或调节船只与水的距离,即使在减低的速度下或当船只处于静止时也是如此。

Description

具有可变几何结构的船体
技术领域
本发明涉及具有可变几何结构的船体,特别地,该船体可以有利地用于在运河或泻湖水域中运行的用于私人服务和用作出租船的小型船只。
背景技术
已知的是,配备有翼状表面件诸如例如水翼等的船体可以用于各种任务状况中或者用于各种类型的用途。
这些用途中的一个用途是例如所谓的“水上出租车”,或者可以理解为沿着水流域运送人员,例如沿着城市运河、港口区域或其他水体运送人员,但也在开阔水域中运送人员。
因此,这种使用类型的船只需要:在一些保护区域内以与使波浪形成减少相适应的最大可能速度行进,这一要求被证明是越来越严格的;在进入开阔水域后以高速行进,并且稳定性良好且乘客的晕动症指数较低;从阻力的角度来看尽可能高效,因为运载工具的连续使用和由此产生的能量和经济节约;具有较低的吃水深度,如果有必要的话。
如已知的,存在不同类型的船体,并且特别地存在在支撑类型方面彼此不同的船舶底部,该支撑类型可以是:流体静力型,由于底部浸没体积的推力;或者流体动力型,由于在水上滑行的底部表面的升力。
原则上,“传统”船只分为主要利用流体静力推力的排水式船只和利用流体动力升力的滑行式船只。排水式船只的阻力与水线的长度密切相关。该阻力随着速度增加而逐渐增加直至与所述长度有关的临界速度为止,随后该阻力大幅增加,使得为了使速度显著提高的任何动力增加都是低效率且不经济的。排水量的影响程度并不十分显著。在水上出租车或小型船只的情况下,长度通常是受限的,并且因此临界速度非常低,例如为几节,因此无论在阻力/重量比的方面多么高效,对于需要运行速度通常高于临界排水速度的小型船只而言,都不能采用排水式底部。
相反,对于所有形式的滑行式底部,阻力与排水量密切相关。在这些情况下,轻量化是大幅减少消耗的根本。然而,排水式底部和滑行式底部都具有连续形成波浪且对波浪运动敏感的缺点。
为减少对波浪运动的敏感性和阻力,可以采用的一个解决方案是S.W.A.T.H.类型的船只,即,使用S.W.A.T.H.类型船体的船只。在S.W.A.T.H.类型船体的最常见构型中的一种构型中,流体静力支撑是由两个完全浸没本体提供的,该完全浸没本体类似于鱼雷,并借助于具有尽可能薄的截面的竖向支撑件来连接至完全离开水中的主船只。由于竖向支撑件具有很薄的截面,竖向支撑件的向前运动的阻力很小,波浪形成也很小。由于相同的原因,海洋的状况不会影响主船只的运动,主船只对于波浪的经过几乎是透明的。
缺点是吃水深度大,承受载荷变化的能力有限,往往用压载罐进行补偿并且因此增加不必要的重量。
S.W.A.T.H.在引航船只、研究实验室、医疗船只中发现了有限的用途。然而,从阻力的角度来看,根据本领域的最新发展,S.W.A.T.H.并不是特别高效的船体。
用于高速度的另一种类型的底部是水翼,在水翼中,流体动力支撑是借助于被称为翼状件或水翼或翼片的翼状表面件来获得的,该翼状表面件完全浸没或部分浸没,并在速度高于起飞速度时使船只提升完全离开水中。优点是减少了向前运动的阻力,这主要是由于翼状件和将翼状件连接至船只的竖向支撑件的曳力/升力比。在比滑行式底部的最低滑行速度高的高速度的情况下,相对于滑行式类型的底部,该比明显较低。
该解决方案的缺点与保持水翼船飞行所需的最小速度有关,例如,在水上出租车的运行状况中,该最小速度仅可以保持有限的时间。一旦下降到低速,从阻力和适航性的角度来看,水翼船或具有翼状件的船体与没有翼状件的船体相比表现得较差,这是因为翼状件的阻力被添加至底部的阻力。
该运载工具的另一缺点往往是载荷能力的偏移量有限,这是因为对于较大的排水量偏移来说,翼状件将变得承载过多并且将开始失去效率,使得不允许太重的水翼船飞行。
另一缺点是当船只处于静止时吃水深度过大,从而减少了进入一些港口的机会。
尽管在船体形状方面进行了无数的尝试和变化,减少消耗的唯一解决方案将是降低速度,但是通过使用为那些较低速度、特别是为那些排水速度而优化的底部,在该底部处阻力/重量比明显较低并且甚至低于翼状轮廓件的阻力/重量比。
关于在保护区域诸如例如通向开阔海洋的航道中的适航性,应指出存在变化:过去的限制是降低最大速度,今天在一些情况下,无论速度如何都需要减少波浪形成,对于某些特定的底部速度可能较高。尽管具有浸没式翼状件的水翼船在飞行状态下波浪形成非常低,但是水翼船的航行仍然可能受到起飞步骤的限制。事实上,在起飞前,水翼船必须在排水状态下达到高速度,然后在高波浪形成的情况下——尽管时间有限——航行。
在Rodriguez CantieriNavali公司生产的船只——该船只在商业上称为“ALI-SWATH.”但也许是不恰当的(因为没有双船体,该船只不是SWATH)——中,由于单个浸没式本体的流体静力推力再加上翼状表面件的流体动力支撑,该单个浸没式本体对船只在海面上的航行进行支撑,该单个浸没式本体通过非常薄的竖向结构连接至船只。
因此,这种类型的底部将浸没式本体的底部的优点与水翼船的优点结合。这些优点首先与波浪阻力减少、波浪形成较低、由于海洋条件对船只运动的影响减少而使平台稳定性高有关,并且最后因为与以下事实有关,即使在低速时也可以起飞:与由于浸没式本体的存而产生的流体静力分量相比,由于翼状件而产生的流体动力支撑的分量是较小的一部分。
这些方面使得类似的底部在各种应用中的使用特别有吸引力,特别地,例如对于在运河和泻湖水域中运行的水上出租车而言特别有吸引力。
然而,这种类型的解决方案的主要缺点是,当船只处于静止或者在低速度下操纵时,由于翼状表面件的流体动力推力不足,船只的船体会下降到水中,直到船体的静水推力补偿了翼状表面件的升力损失为止。这使得吃水深度显著增加,并且直到今天还严重限制了该解决方案的推广。
因此,需要完善一种具有可变几何结构的船体,该船体可以克服现有技术的缺点中的至少一个缺点。
特别地,本发明的一个目的是提供一种具有可变几何结构的船体,该船体允许克服一些已知解决方案中典型的高吃水深度的问题,从而允许获得较少的波浪形成,并且还具有较小的对向前运动的阻力。
本发明的另一目的是提供一种具有可变几何结构的船体,该船体基本上可以用于任何类型的船只,特别地,该船体可以用于船只诸如水翼船、“Aliswath”等,这些船只可以仅作为示例而不限于用作水上出租车。
发明人已经设计、测试和实施了本发明,以克服本领域现有技术的缺点,并且获得这些和其他的目的和优点。
发明内容
在独立权利要求中对本发明进行阐述和表征。从属权利要求对本发明的其他特性或主要发明理念的变型进行描述。
根据以上目的并且根据本发明,用于船只的具有可变几何结构的船体包括:一个或更多个完全浸没部分,该完全浸没部分优选地为鱼雷形,并且被构造成提供部分浮性推力,并且该完全浸没部分借助于一个或更多个直立件与露出部分或船体的干舷部成一体;以及一个或更多个浸没的翼状表面件,在船只以足够高的速度行进的情况下,该翼状表面件被构造成提供将船只保持在水面上方预定高度处所需的剩余部分的竖向推力。
本船体还包括一个或更多个支撑件,该支撑件连接至翼状表面件并且与浮动元件相关联,该浮动元件能够相对于完全浸没部分移动;浮动元件被固定至支撑件或者能够相对于支撑件移动,因此,浮动元件基本上与完全浸没部分和翼状表面件协作;翼状表面件被构造成相对于完全浸没部分移动或者相对于完全浸没部分或元件保持固定。
特别地,浮动件被构造成使该浮动件的浸没度随着船只的速度降低而增加,并且因此提供竖向推力,从而以对船只的使用来说优化且实用的方式保持或调节船只与水的距离,即使在减低的速度下或当船只处于静止时也是如此。
因此,有利地,具有可变几何结构的本船体允许克服一些已知解决方案中典型的高吃水深度的问题,从而获得较少的波浪形成并且还具有较小的对向前运动的阻力。
因此,本船体能够减少吃水深度,或者在任何情况下,本船体能够保持相对于水线的预定高度,从而在船只处于静止或操纵的情况下,通过在短时间内以安全执行的简单操作对船体的几何结构进行修改来允许乘客的上船和下船操作。
因此,船体可以基本上由呈船体状的成对水密体积部或浮动元件构成,该水密体积部在低速时部分地浸没在水中,并且位于翼状表面件的端部处,该翼状表面件连接至中央鱼雷形本体,该鱼雷形本体借助于较薄的竖向结构连接至浸没本体。可以设置用于使翼状表面件移动的机构或系统,该系统通过改变位于翼状表面件端部处的水密体积部的位置来使该翼状表面件移动。
特别地,翼状表面件的移动改变了处于翼状表面件的端部处的船体状水密体积部与浸没本体之间的相对位置,从而改变了浸没本体的吃水深度。
翼状表面件的移动和浮动本体的移动可以根据情况以不同的系统来实现。可以使用伸缩式或铰接式的移动系统。可以使用具有手动移动、液压移动、机械移动或气动移动的机构。从采用具有可变几何结构的该船体中所取得的另一直接优点是能够在船只处于静止时改变载荷能力,同时使船只在海面外的部分相对于水线保持相同的高度。事实上,当船只处于静止时,流体静力支撑是由浸没本体和位于翼状表面件的端部处的水密体积部的浸没体积部分提供的。随着载荷增加,通过移动翼状表面件并且使浮动元件或水密体积部浸没得更多,船只相对于水线的高度不变。明显地,这允许对船只的高度相对于登船码头的高度进行调节,并且允许在所有的登船操作期间使该高度保持恒定。此外,由于是水密体积部的浸没部分决定了船只的高度这一事实,船只的吃水深度可以被保持于在码头登陆所需的限度内,即使在浅水的情况下也是如此。
此外,通过使位于翼状件的端部处的水密体积部中的一个水密体积部或另一水密体积部浸没,载荷的任何不均匀性都可以得到补偿,而无需使用压载罐,并且因此无需不必要地增加船只的重量。
本发明的船体的另一优点由以下事实构成:起飞,即水密体积部的流体静力支撑与翼状表面件的流体动力支撑之间的转换,实际上是在船只的高度没有变化的情况下发生的。
在船只的加速阶段期间,部分浸没的水密体积部不仅有助于流体静力支撑并且还有助于船只的横向稳定性,从而还用作用于使船只运动稳定的系统。水密体积部的形状可以被优化为就像水密体积部是真的船体一样,以减少船体对这些速度的阻力。
当速度达到使得翼状表面件能够补偿水密体积部的流体静力推力时,移动机构使与该移动机构连接的翼状表面件移动,直到翼状表面件完全离开水中为止。在这些条件下,船只完全地由浸没体积部以及由翼状表面件的升力支撑。
从这一刻起,船只的动态行为就是Rodriguez“Aliswath”项目的动态行为,即,船只可以具有:高载荷能力,借助于浸没本体的高浮性推力;高平台稳定性;较小的对向前运动的阻力和较少的波浪形成,借助于浸没本体和翼状表面件的竖向结构的较小水线截面。
在飞行阶段期间,船只运动的稳定性是由翼状表面件的存在来提供的,通过由自动系统控制的移动,该翼状表面件通过改变其升力来对纵倾的变化做出反应。为了对船只的运动进行控制,翼状表面件可以配备有独立的襟翼,以对纵倾进行控制和调节。
最后,通过将竖向推力的一部分传递至船只的露出部分并且将中央结构卸载,浸没本体可以与该露出部分接触。通过这种方式,翼状表面件以更加平衡的方式被加载,就像在两个支撑件上的梁而不是仅楔置在一侧的梁,从而使翼状表面件在飞行阶段期间所经受的动态应力减小,并且使翼状表面件的抗疲劳性和结构的平均寿命增加。
关于在对波浪形成具有严格要求的保护区域中的适航性,在低速下,当船只处于对浸没本体和部分浸没的浮动元件进行流体静力支撑的状况时,波浪的形成在任何情况下都将是有限的,就像传统的多船体一样:例如双体船或三体船。浮动元件可以具有非常窄的流线型截面,而浸没本体与船只的连接件——该连接件自身具有非常窄的截面——可以在该连接件与干舷部的上部连接处被方便地设计成呈现三体船的中央船体的形状。
因此,该几何结构将允许本发明在减少波浪形成的情况下达到起飞速度,并且在提升浮动元件以进一步减少波浪形成但处于高速的情况下借助于翼状件来继续航行,即使在其他船只的速度由于较高的波浪形成而受限的区域中也是如此。该特性将使本发明与具有浸没翼状件的水翼船相比甚至更加有利,该水翼船仍将必须以低速穿过排水区域,以便在到达开阔海洋时能够起飞。
附图说明
参照附图,本发明的这些和其他的方面、特性和优点将通过以下对作为非限制性示例给出的一些实施方式的描述而变得明显,其中:
-图1是具有可变几何结构的本船体的一个实施方式的示意性侧视图,其中特别地,翼状表面件或翼状件处于使设置在该翼状表面件或翼状件的端部处的水密本体或体积部完全露出的位置,在该位置处,翼状件的流体动力支撑允许施加有该流体动力支撑的船只飞行;
-图2是图1的船体的侧视图;
-图3是处于图1和图2的构型的船体的示意性截面图;
-图4是前述附图的船体的示意性截面图,其中,翼状表面件的端部处的水密体积部是部分浸没的,在该位置处,无论船只处于静止还是在低速下操纵,这些体积部的流体静力支撑对翼状件的流体动力支撑进行补偿并且将船只保持在飞行高度;
-图5是根据本发明的另一种实施方式的具有可变几何结构的船体的示意性截面图,并且其中,水密体积部或浮动元件处于第一升高位置;
-图6是图5的船体的示意性截面图,其中,水密体积部处于第二降低位置;
-图7是具有可变几何结构的本船体的另一种实施方式的示意性三维视图,其中,水密体积部处于第一升高位置;
-图8是图7的船体的示意性平面图;
-图9是图7和图8的船体的示意性后视图;
-图10是图7的本船体的实施方式的示意性三维视图,其中,水密体积部处于第二降低位置;
-图11是图10的船体的示意性平面图;
-图12是图10和图11的船体的示意性前视图;
-图13是图7的船体的实施方式的变型的示意性侧视图;
-图14是图13的船体的一区域的较大比例的示意性截面图;
-图15是图13的船体的前视图;
-图16是图7的船体的实施方式的另一种变型的示意性侧视图;
-图17是图16的船体的后视图。
为了便于理解,在可能的情况下,使用了相同的附图标记来识别附图中相同的共同元件。应理解的是,一种实施方式的元件和特性可以被方便地结合到其他实施方式中,而无需另外进行澄清。
具体实施方式
现在我们将详细参考本发明的可能实施方式,在附图中示出了可能实施方式中的一个或更多个非限制性示例。这里所使用的短语和术语也是为了提供非限制性示例。
参照附图,从图1至图4示出了船只11,该船只11包括根据本发明的第一实施方式的具有可变几何结构的船体10a。
船体10a包括:完全浸没部分12,该完全浸没部分12被构造成提供浮性推力并且借助于一个或更多个直立件14与露出部分13成一体;以及一个或更多个浸没的翼状表面件15,在船只11以足够高的速度行进的情况下,该翼状表面件15被构造成提供将船只11保持在水面上方预定高度处所需的剩余部分的竖向推力。
完全浸没部分12可以是鱼雷形元件、或翼状轮廓件或成组的翼状轮廓件、支撑结构等。
船体10a包括一个或更多个支撑件16a,该支撑件16a连接至翼状表面件15并且与浮动元件17a相关联,该浮动元件17a能够相对于完全浸没部分12移动。浮动元件17a被固定至支撑件16a或者能够相对于支撑件16a移动。因此,浮动元件16a基本上与完全浸没部分12和翼状表面件15协作。翼状表面件15被构造成相对于完全浸没部分12移动或者相对于完全浸没部分12保持固定,并且可移动的浮动元件16a被构造成使该浮动元件的浸没度随着船只11的速度降低而增加,并且因此提供竖向推力,从而以对船只11的使用来说优化且实用的方式保持或调节船只11与水的距离,即使在减低的速度下或当船只11处于静止时也是如此。
完全浸没部分12仅产生维持船只11的重量所需的总流体静力推力的一部分。该部分12借助于穿过海面的具有非常薄的截面的一个或更多个直立件14连接至船只。还存在至少一对翼状表面件15,该至少一对翼状表面件中的每个翼状表面件借助于铰接件30连接至浸没部分12。
还可以提供的是,翼状表面件15借助于以下两个铰接件连结至部分12:纵向铰接件,即铰接件30,该纵向铰接件用于改变高度;以及水平或横向铰接件,该水平或横向铰接件用于在竖向平面内改变翼状表面件15的入射角度或浮动元件17a的纵向纵倾,以改变船只的纵倾角度。
翼状表面件15与浸没部分12之间的结合部还可以包括以下两个铰接件:纵向铰接件,即铰接件30,该纵向铰接件用于改变高度;以及竖向铰接件,该竖向铰接件用于在水平平面内改变翼状表面件15的入射角度或浮动元件17a的纵向纵倾,以改变船只的方向。
在其他实施方式中,翼状表面件15与完全浸没部分12之间的结合部可以由滑动块构成,该滑动块通过滑动改变在载荷支承表面的端部处的浮动元件17a的高度。
直立件14还可以是伸缩且可调节类型的,从而使由浸没部分12、翼状表面件15和浮动元件17a构成的组件与露出部分13的距离增加或减小,作为便于航行的功能。
优选地,翼状表面件15成对地位于鱼雷形船体的两侧处的对称位置。翼状表面件15的特征在于载荷支承的翼状轮廓件,也就是说,该翼状轮廓件设置有相对于穿过翼状表面件的进入边缘和离开边缘的连结直线X2的曲率。该轮廓件还被定位成使得上述直线X2相对于入射流具有角度α1,并且该轮廓件配备有可移动的襟翼,从而改变上述直线与将翼状表面件15可以配备有的襟翼29的进入边缘和离开边缘连结的线之间的角度β1,参见图2。
弯曲的轮廓和固定的入射角度α1产生恒定的升力,而通过改变襟翼的角度β1可以改变升力,以改变船只在飞行中的纵倾。当达到并且超过起飞速度后,翼状表面件15产生流体动力推力,该流体动力推力与部分12的流体静力推力一起能够保持船只11的重量。由于翼状表面件15相对于浸没部分12的相对移动,位于翼状表面件15的端部处的成对浮动元件17a可以是部分浸没的或者完全离开水中的。在船只处于静止的情况下,当翼状表面件15没有产生升力时,浮动元件17a的浸没部分产生流体静力推力,该流体静力推力与浸没部分12的流体静力推力一起对船只的重量进行支撑。
可以借助于铰接件30使翼状表面件15和浮动元件17a相对于完全浸没部分12移动,参见图3和图4。这些铰接件30允许浮动元件17a从部分浸没到完全在海面上方的转换移动。
为了从图3的位置转换至图4的位置,以及为了从图4的位置转换至图3的位置,本船体10a配备有旋转装置31,该旋转装置31被构造成允许翼状表面件15以朝向船体10a或者远离船体10a的方式围绕铰接件30旋转。这种旋转装置31包括例如液压致动器32和杠杆结构33,该杠杆机构33允许翼状表面件15正确地移动并且因此允许浮动元件17a正确地打开和关闭。
船体10a还将配备有推进系统34,该推进系统34例如设置有安装在翼状表面件36上的成对螺旋桨35,该翼状表面件36可以配备有襟翼37,再次参见图1和图2。另外,完全浸没部分12可以配备有方向控制系统,在这种情况下,该方向控制系统是舵38。
当船只处于静止或者在低速下操纵时,位于距船只的中心线轴线X3一定距离处的两个螺旋桨35通过在相反方向上的旋转而允许船只自行转动。为了提高船只的操纵性,可以将横向操纵螺旋桨安装在浸没部分12的艏部中,或者可以使包括艏部螺旋桨的螺旋桨位于围绕竖向轴线旋转的特殊推进器中。
翼状表面件36有助于对船只在飞行中的纵倾进行控制。在这方面,α2表示翼状表面件36的入射角度,而β2表示独立翼状件的襟翼37的入射角度。
在图3的位置处,翼状表面件15可以使浮动元件17a与船只11接触,从而将由海洋的作用引起的竖向和水平的推力的一部分传递到船只11,并且因此使直立件14上的结构应力减小。特别地,浮动元件17a可以被容置于制成在船只11的底部上制成的坐置部28中。
根据翼状表面件15相对于部分12的相对位置,翼状表面件15除了可以改变浮动元件17a的浸没度以外还可以改变该翼状表面件15的表面和入射角度,或者翼状表面件15借助于襟翼29改变该翼状表面件15的轮廓,因此,翼状表面件15改变了升力,以便在船只11的所有操作条件下控制和减少船只运动:静止的船只、起飞和飞行,上述内容与部分12的流体静力推力和流体动力推力相结合,并且上述内容可以与翼状表面件36相结合,该翼状表面件36是固定的或可移动的,但独立于与浮动元件17a相关联的翼状表面件15。
因此,图2示出了例如为鱼雷形的浸没部分12和翼状表面件15和36的俯视图。
特别地,可以看出翼状表面件的一部分被专门用于襟翼29和37,该襟翼29和37通过改变入射角度β1和β2来使升力增加或减小,以便在飞行状态下调节纵倾并且减少船只运动。
图1还理想性地示出了在部署操作期间——即在浮动元件17a被浸没的情况下——船只的水线L1以及表示船只11处于飞行时水面的线L2。L3表示船只11的基线。
在船只处于静止或操纵的情况下,参见图1,浮动元件17a被部分浸没,并且使船只保持在与飞行的高度相等的预定高度H,而不需要改变浸没度D。在浮动元件17a没有被浸没的情况下,船只的浸没度将增加至高度D1,从而使得船只无法在许多无准备的登陆点停靠。另外,在船只处于静止时,浮动元件17a的移动抵消了船只运动,从而使船只保持稳定,即使在汹涌的海洋状态下也是如此。
在转换阶段,竖向推力中不由浸没部分12提供的部分是部分地通过部分浸没的浮动元件17a的流体静力推力和部分地由翼状表面件15的流体动力升力进行补偿的,并且浮动元件17a像真正的船体一样起作用,并且因此浮动元件17a的形状必须被优化,以减少波浪阻力和波浪形成。如图所示,浮动元件17a可以例如是鱼雷形的。
从图5至图6示出了本船体10b的另一种实施方式,其中,翼状表面件15是固定的,并且浮动元件17a借助于呈线缆形式的支撑件16b移动,该线缆穿过一个或更多个直立件14的内侧和外侧。这些线缆与该线缆的移动系统40相关联,该移动系统40允许浮动元件17b升高或降低,因此除了对船体10b的结构进行加强外,浮动元件17b还可以从露出位置转换至浸没位置,或者从浸没位置转换至露出位置。
在图5中,浮动元件17b处于升高位置,而在图6中,浮动元件被示出为处于降低位置。
这些线缆在直立件14的内侧和外侧,并且基本上将完全浸没部分12连接至船只11。
直立件14、线缆和船只11的组件基本上构成了闭环拉伸结构,该闭环拉伸结构使直立件14上的结构应力减小,或者如果存在不止一个直立件,则该闭环拉伸结构使得多个直立件上的结构应力减小。
浮动元件17b可以分别在船只的艉部和艏部处的两根线缆上滑动,从而使浮动元件17b可以在该浮动元件17b下降到水中的阶段期间以可调节纵倾的方式进行设置。
在图7的构型中,船体10c包括刚性支撑件16c,浮动元件17c可以沿着该刚性支撑件16c滑动。支撑件16c可以是处于张力下的线缆,该线缆与被压缩的一个或更多个直立件14或如图所示的翼状轮廓件等一起形成拉伸结构。
可以在船体10c每个侧部上设置至少一对支撑件16c,浮动元件17沿着该至少一对支撑件16c定位。
支撑件16c在一个侧部上连接至翼状表面件15并且在另一个侧部上连接至船体10c的下部部分。
支撑件16c还基本上被指向竖向方向或略微倾斜的方向,参见图9,特别地,支撑件16c朝向船体10c的内侧倾斜。这在图10的降低位置处允许较大的开口,并且在图7的升高位置处允许较小的整体尺寸。特别地,参见图8,在升高位置处,浮动元件17c基本上回缩到船体10c的下方。
翼状表面件15连接至船体10c的完全浸没部分12。
支撑件16c可以例如是薄刚性杆,或者是具有另一形状例如圆形、椭圆形等的轮廓件。可以提供能够使浮动元件17c相对于支撑件16c升高或降低的驱动系统,该驱动系统例如是在一侧与浮动元件17c相关联并在另一侧与船体10c相关联的致动器等。
此外,在一些实施方式中,浮动元件17c可以基本上是V形,如以示例的方式示出的。
参见图13和图15,船体10c可以配备有推进系统18,该推进系统18位于完全浸没部分12例如鱼雷形本体的前部端部处。图13中示出了船体的行进方向X1。
船体的该完全浸没部分12还可以用作前部推进系统18或其他推进系统所需燃料的罐。
推进系统18可以设置有例如螺旋桨39,该螺旋桨39围绕轴线X4进行旋转并且借助于壳体20被保护。
船体10c还可以配备有输送系统19,该输送系统19被构造成将经压缩的空气A输送到完全浸没部分12的表面上,从而使对船只11的向前运动的阻力、即在方向X1上的阻力进一步减小,参见图14。
系统19可以配备有与压缩机23相关联的用于对压缩空气进行储存的罐21,该罐21借助于分配器阀22将压缩空气A通过形成在部分12中的一个或更多个通道24输送到部分12的表面上。
系统19可以被容置在无论船只11还是船体10的任何方便的位置,或者系统19甚至可以被容置在完全浸没部分12内侧。
参见图16和图17,本船体10c还可以配备有轮25,该轮25在需要时可以从浮动元件17c中取出,从而使船体10c自推进并且因此使船只11自推进,例如用于船体10c和船只11沿着码头等的运输。
可以为每个浮动元件17c设置至少一对轮25。优选为惰轮的这些轮25可以借助于合适的支撑件26在浮动元件17c内侧枢转,借助于手动旋转或由船只11自动控制的旋转,该支撑件26可以从该支撑件26被容置在浮动元件17c内侧的大致水平构型转换至用于使船只11在陆地上移动的大致竖向构型。
例如参见图2的船体10a,本船体可以包括控制系统27,该控制系统27配备有惯性传感器和高度检测器,该控制系统27被配置成对翼状表面件的移动进行管理,以用于在两种主要使用条件下对船只运动进行主动控制,该两种主要使用条件即是:当通过利用浮动元件的浸没体积部的增加或减少来进行操纵时,以及通过改变翼状表面件的升力来以巡航速度飞行时。
我们希望澄清的是,参照船体的确定实施方式来描述和示出的特性还可以被方便地结合在所描述和示出的船体的其他实施方式中。
明显的是,在不脱离本发明的由权利要求所限定的领域和范围的情况下,可以对前述的具有可变几何结构的船体进行修改以及/或者添加部件。
在以下的权利要求中,括号中的附图标记的唯一目的是便于阅读:该附图标记不得被视为对特定权利要求中所要求保护的保护领域的限制性因素。

Claims (11)

1.一种用于船只(11)的具有可变几何结构的船体,所述船体包括:一个或更多个完全浸没部分(12),所述完全浸没部分(12)被构造成提供部分的浮性推力,并且所述完全浸没部分(12)借助于一个或更多个直立件(14)与所述船体的露出部分(13)成一体;以及一个或更多个浸没的翼状表面件(15),所述翼状表面件(15)被构造成在所述船只以足够高的速度行进的情况下提供用以将所述船只(11)保持在水面上方预定高度处所需的剩余部分的竖向推力,其特征在于,所述船体包括一个或更多个支撑件(16a、16b、16c),所述支撑件(16a、16b、16c)连接至所述翼状表面件(15)并且与浮动元件(17a、17b、17c)相关联,所述浮动元件(17a、17b、17c)能够相对于所述完全浸没部分(12)移动,所述浮动元件(17a、17b、17c)被固定至所述支撑件(16a、16b、16c)或者能够相对于所述支撑件(16a、16b、16c)移动,因此所述浮动元件(17a、17b、17c)基本上与所述完全浸没部分(12)和所述翼状表面件(15)协作,所述翼状表面件(15)被构造成相对于所述完全浸没部分(12)移动或者相对于所述完全浸没部分(12)保持固定,并且,所述浮动元件(17a、17b、17c)被构造成使所述浮动元件(17a、17b、17c)的浸没度随着所述船只的速度降低而增加并因此提供竖向推力,从而以对所述船只的使用来说优化且实用的方式保持或调节所述船只与水的距离,即使在减低的速度下或当所述船只处于静止时也是如此。
2.根据权利要求1所述的船体,其特征在于,所述船体包括固定的或可移动的其他翼状表面件(36),所述其他翼状表面件(36)独立于所述翼状表面件(15),并且所述其他翼状表面件(36)有助于在飞行中对所述船只的所述船体的纵倾进行控制。
3.根据权利要求1或2所述的船体,其特征在于,所述翼状表面件(15)借助于铰接件(30)和旋转装置(31)连接至所述完全浸没部分(12),所述旋转装置(31)被构造成允许所述翼状表面件(15)围绕所述铰接件(30)以朝向所述船体移动或者移动远离所述船体的方式进行旋转。
4.根据任一前述权利要求所述的船体,其特征在于,所述浮动元件(17b)与一个或更多个支撑件(16b)相关联,所述一个或更多个支撑件(16b)具有被定位在所述一个或更多个直立件(14)内侧和外侧的一个或更多个线缆的形式,所述一个或更多个线缆、所述一个或更多个直立件(14)和所述船体基本上构成拉伸结构,从而减少所述一个或更多个直立件上的结构应力。
5.根据前述权利要求1至3中任一项所述的船体,其特征在于,所述浮动元件(17c)能够沿着被定位在所述一个或更多个直立件(14)外侧的刚性支撑件(16c)移动。
6.根据任一前述权利要求所述的船体,其特征在于,所述船体包括推进系统(18),所述推进系统(18)相对于所述船只的行进方向(X1)处于前部。
7.根据任一前述权利要求所述的船体,其特征在于,所述船体包括用于将压缩空气输送至所述完全浸没部分(12)的外表面上的系统(19)。
8.根据任一前述权利要求所述的船体,其特征在于,所述船体包括轮(25),所述轮(25)被定位在所述浮动元件(17c)内侧并且能够在需要时取出,以使所述船体能够在陆地上移动。
9.根据任一前述权利要求所述的船体,其特征在于,所述完全浸没部分(12)是鱼雷形的体积部,所述体积部具有以下功能:用于所述船只的燃料的罐;以及/或者,用于电池和/或燃料电池的罐。
10.根据任一前述权利要求所述的船体,其特征在于,所述船体包括控制系统(27),所述控制系统(27)配备有惯性传感器和高度检测器,所述控制系统(27)被构造成对所述翼状表面件(15)的移动进行管理并且用于对所述船只在两种主要使用条件下的运动进行主动控制,所述两种主要使用条件即是:当通过利用所述浮动元件(17a、17b、17c)的浸没体积部的增加或减少来进行操纵时;以及通过改变所述翼状表面件(15)的升力来以巡航速度飞行时。
11.根据任一前述权利要求所述的船体,其特征在于,所述一个或更多个直立件(14)是伸缩式的。
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