CN115923988A - 三体船 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种三体船，该三体船与现有三个瘦型船体共用一个主甲板的三体船结构不同，该三体船用空间杆系结构（1）替代了部分现有三体船主甲板与水线面之间的船体，缩小了这部分船体的体积，减小了波浪对这部分船体的冲击力量，该三体船耐波性更好，该三体船可分为相连接的上中下三部分，上部为上层设施，上层设施是指平台（4）、驾驶室、休息室、起重设备等安装在该三体船上部的设施，中部为由杆件组成的空间杆系结构（1），下部为三个瘦型船体，空间杆系结构（1）可以承受该三体船在使用时产生的弯曲和扭转力矩，该三体船的中船体（2）和上层设施之间有围壳（6）相连通，本发明三体船还可以设计成小水线面三体船。

Description

三体船

技术领域

本发明涉及一种利用三个瘦型船体，通过上部的强力构架连成一体的三体船。

背景技术

《百度百科》中，“三体船”这一词条对三体船做了详细介绍，三体船同单体船比有更大的甲板面积，更好的稳性和耐波性。现有三体船中有一种类型是三个瘦型船体共用一个主甲板的三体船，例如法国多体船制造商NEEL TRIMARANS集团制造的三体动力艇Leen56、Leen72，Leen56和Leen72的图片和资料可以在百度上搜索到，该类型三体船在波浪的高度低于主甲板的水域使用时，波浪会冲击三体船主甲板与水线面之间的船体，这部分船体的体积越大，受到波浪冲击的力量越大，该类型三体船的缺点是主甲板与水线面之间的船体体积过大，这部分船体的体积在提供该三体船正常航行所需储备浮力的情况下，还有多余的体积，在波浪高度低于主甲板的水域使用时，波浪会冲击到这部分多余船体，降低了该类型三体船的耐波性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种与现有三个瘦型船体共用一个主甲板的三体船结构不同的三体船，该三体船缩减了现有三体船主甲板与水线面之间的船体体积，减小了波浪对这部分船体的冲击力量，使该三体船耐波性更好。

现有三体船主甲板与水线面之间的船体体积，在提供该三体船正常航行所需储备浮力的情况下，还有多余的船体体积，本发明三体船采用空间杆系结构代替了这部分船体，《百度百科》中“杆系结构”这一词条，对杆系结构做了详细的解释，简单来说杆系结构是由若干杆件组成的结构，全部杆件和全部载荷均处于同一平面内的，称为平面杆系结构，不处于同一平面内的称为空间杆系结构，本发明三体船的杆系结构是空间杆系结构，本发明三体船的空间杆系结构按照结点可分为两种，第一种全部为刚结点，本发明三体船空间杆系结构为刚架，第二种为刚结点和铰结点并存的混合型构架；由于空间杆系结构的体积远远小于它所替代的船体体积，所以它受到波浪冲击的力量就小，该三体船耐波性就好；本发明三体船可分为相连接的上中下三部分，上部是上层设施，本发明把安装在空间杆系结构上部的船用设施称为上层设施，本发明三体船的上层设施是指平台、栏杆、驾驶室、休息室、起重设备，救生装置等船用设施，上层设施根据本发明三体船的用途可增加、可减少，中部是由杆件连接成的空间杆系结构，本发明三体船的空间杆系结构可以承受该三体船在使用时产生的弯曲和扭转力矩，本发明三体船的空间杆系结构，可以采用不同截面形状、不同材料的杆件，杆件的强度不同，所用杆件数量不同，本发明三体船空间杆系结构在满足强度要求的情况下各杆件分布可以不同，本发明三体船空间杆系结构的杆件之间的连接，优先选用固定连接，可供参考的空间杆系结构有杆件组成的输电塔、杆件组成的建筑塔吊主体部分，本发明所述空间杆系结构的部分杆件可以伸入瘦型船体内部，用来加强、加固与瘦型船体的连接；本发明三体船的空间杆系结构在设计时，可以设计数倍于实际所需强度，以增强本发明三体船的安全性；空间杆系结构的高度要根据该三体船所使用水域的波浪高度决定，如果波浪的高度高，那么该三体船的空间杆系结构的高度就高；本发明三体船的下部是三个瘦型船体，三个瘦型船体满载水线以上部分要留出本发明三体船正常航行所需储备浮力的体积，三个瘦型船体的上表面要做的平顺，以减小波浪的冲击力量，三个瘦型船体满载水线以下部分的形状可以和现有三体船满载水线以下部分的形状相同，也可以根据本发明三体船的用途和实际情况适当改进，三个瘦型船体可以做成穿浪型，也可以做成小水线面型，或者其它现有类型，三个瘦型船体中间那个船体为中船体，两侧的船体为侧船体，本发明三体船在使用时允许波浪没过三个瘦型船体，为了不让水或燃油自由出入三个瘦型船体的舱室，三个瘦型船体与外界相通舱室的出入口都设有控制装置，例如储物舱、动力舱的控制装置可以是水密门、水密舱盖等，淡水舱、燃油舱、压载水舱等通过管道与外界相通的舱室的控制装置可以是阀门、泵等，因为不同用途的本发明三体船有不同的与外界相通的舱室，所以不同用途的本发明三体船的控制装置可以不同，控制装置的用途就是控制水和燃油进出三个瘦型船体，例如压载水舱可以通过压载水舱的控制装置水泵吸入或排出水，来调节淡水舱和燃油舱的液体量变化，减小淡水舱和燃油舱液体量变化对本发明三体船漂浮状态的影响；为了便于上层设施的人员和物资出入中船体，本发明三体船设置了外形类似潜艇指挥台围壳的围壳，围壳的形状可以像潜艇指挥台围壳那样做成流线型，也可以做成前端流线型后端方型，或者其它形状，设计围壳形状时要考虑内部通道和水的阻力，围壳的体积根据需要设计，围壳的体积越大，受波浪冲击的力量越大，围壳的位置可以在中船体的中部，也可以靠前或靠后，目的是方便人员或物资进出中船体，围壳上部与上层设施相连接，可以与上层设施的平台连接，此时围壳上口需要加防水盖，防水盖可以是水密也可以是风雨密，此时与围壳相通舱室的控制装置是防水盖，围壳的上部也可以连入驾驶室或休息室等属于上层设施的上层建筑内部，驾驶室或休息室的门窗等与外界相通的出入口要做到风雨密，此时该上层建筑可以看作是与围壳相通舱室的控制装置，围壳下部连接中船体，围壳内部为人员和物资的上下通道，如果需要可设置多个围壳，如果一些舱室的出入口不常用，例如只在检修时才开启，可以设水密舱口盖作为控制装置，内置发动机的进气管道和排气管道和冷却水的进水口和排水口，不属于舱室的出入口，而且冷却水的进入量和排出量基本相同，对本发明三体船漂浮状态影响很小；船在水中航行时，波浪的波高不同、波长不同、波速不同、波形不同，对船的影响不同，同样波高、波长、波速、波形的波浪对不同形状、不同大小的船影响也不同，所以在真正风浪条件下实验，是确定本发明三体船空间杆系结构高度的可行办法，本发明三体船的制造过程可以是这样的，首先设计并制造一艘实验用三体船，要求实验用三体船的三个瘦型船体和上层设施都与下一步设计使用的三体船相同，当实验用三体船在水中航行时，刚好冲击不到上层设施的波浪的浪高，就是该实验用三体船设计抵御浪高，可参考实验用三体船空间杆系结构的高度，在不改变三个瘦型船体和上层设施的情况下，通过改变空间杆系结构的高度，设计出抵御不同浪高的本发明三体船，为了安全，本发明三体船的空间杆系结构的高度在设计时可以比实际所需高度高零点二倍至两倍；本发明三体船在水里航行时，有可能遇到天气骤变风浪突然加大，超过设计的浪高，少数波浪会冲击到上层设施，本发明三体船的上层设施要能够承受少量波浪的冲击。

本发明三体船设计航速低时空间杆系结构的杆件截面可以是圆形、方形、长方形等，本发明三体设计船航速高时，为了进一步减小本发明三体船在航行时的阻力，本发明三体船被波浪冲击到的空间杆系结构的杆件的截面可以为前尖后方形、两头尖形或流线形，该形状的杆件在连接空间杆系结构时，尖头的一面向着船头方向，要根据材料制造的难易和实际需要选择杆件截面形状。

为了进一步增强本发明三体船的耐波性， 本发明三体船的三个瘦型船体可以做成小水线面船体，即可以做成中船体为小水线面船体而两个侧船体不是小水线面船体的三体船，也可以做成中船体和两个侧船体都是小水线面船体的三体船；因为本发明三体船缩减了上层设施到水线面之间多余的船体部分，本发明三体船的三个瘦型船体在穿浪时受到波浪的冲击力量小，所以本发明三体船还适合做成穿浪型三体船。

本发明三体船可以采用现有动力三体船的动力装置；本发明三体船还可以在空间杆系结构上安装船外机，可以安装电动船外机或汽油船外机或柴油船外机；本发明三体船可以在中船体两侧对称位置的空间杆系结构上各安装了一台电动船外机，在中船体内部设置蓄电池，用两条电源线分别连接到两台电动船外机上，在上层设施上安装控制手柄，通过信号线分别连接到电动船外机上，通过控制两台电动船外机的差速和正反转，来实现本发明三体船的前进和转向。

为了加大本发明三体船的储备浮力，增强本发明三体船的安全性，本发明三体船在空间杆系结构的上部安装了具有水密空间的浮体，浮体属于上层设施，根据需要浮体的数目可多可少，可以设置一个环绕整个平台的环形浮体，也可以在平台周边设置若干个浮体，浮体的总体积为本发明三体船满载排水量的百分之五至百分之五十；本发明三体船可以在平台的两侧各安装一个细长的船型或流线型浮体；浮体能够在本发明三体船增加临时性载荷而下沉时产生浮力。

本发明三体船的驾驶室休息室可以风雨密，在风浪大时保护人员和设备安全。

本发明三体船可以加装风帆，借助风力航行，可以把现有的风帆技术应用到本发明三体船上。

本发明三体船的三个瘦型船体的内部由水密隔壁，分割成若干个水密隔舱，这样在一个或者数个水密隔舱受到损坏时，本发明三体船不会沉没。

本发明三体船的空间杆系结构，替代了现有三体船主甲板到水线面之间的部分船体，由于空间杆系结构的体积远远小于其所替代的部分船体体积，减小了波浪对这部分船体的冲击力量，所以本发明三体船与现有三体船相比，在水线面以下船体的大小和形状都相同的情况下，本发明三体船的耐波性更好；本发明三体船的空间杆系结构的各个杆件的受力可以通过计算机模拟和分析，便于本发明三体船的设计和制造。

附图说明

图1是本发明三体船一种实施方式的侧视示意图。

图2是图1所示实施方式的后视示意图。

图3是图1所示实施方式的俯视示意图。

图4是图1所示实施方式的空间杆系结构示意图。

图5是本发明三体船一种实施方式的侧视示意图。

图6是图5所示实施方式的后视示意图。

图7是图5所示实施方式的俯视示意图。

具体实施方式

图1是本发明三体船的一种实施方式的侧视示意图，图2为图1所述实施方式的后视示意图，图3为图1所述实施方式的俯视示意图。该实施方式是本发明三体船为近海垂钓设计的海钓三体船，该三体船可乘坐五人，该三体船可分为上中下三部分，上部是上层设施，该三体船上部的上层设施包括平台4、驾驶台、栏杆、救生圈、顶棚、伸缩桅杆、折叠帆、锚、锚绳、防撞球等，平台4由玻璃钢制成，平台4的长和宽都是四米、平台4的正中间为一个玻璃钢制成的驾驶台，平台4周围为高为一米的栏杆，栏杆上挂了四个救生圈，一个长和宽都是四米的顶棚，顶棚可打开和收起，伸缩桅杆可以用螺丝固定在平台预设的安装螺丝上，桅杆和帆可在蓄电池没电时使用，该三体船的中部是空间杆系结构1，平台4用铆钉连接在空间杆系结构1上，空间杆系结构1用角钢和扁钢焊接而成，空间杆系结构1的长和宽都是四米，空间杆系结构1的高是一米，图4是该三体船空间杆系结构1的示意图，该空间杆系结构1的最上层杆件用的是五毫米厚五十毫米宽的角钢，其余杆件用的是五毫米厚五十毫米宽的冷拔扁钢，各杆件的连接方式是焊接，该空间杆系结构在承受两倍该三体船在使用时产生的弯曲和扭转力矩时形变在弹性限度以内，为了便于安装三个瘦型船体，下层扁钢的宽面在同一水平面上，下层扁钢上有和瘦型船体上的螺栓对应的安装孔，为了减小该三体船在波浪中前进时的阻力，该空间杆系结构1上下层之间的扁钢在焊接时窄的一面向着该三体船船头方向，该三体船的下层是玻璃钢制作的三个瘦型船体，三个瘦型船体的横截面为封闭的半个椭圆，侧船体3长为六米，侧船体3的甲板为无开口的封闭甲板，单个侧船体3的体积为零点四立方米，每个侧船体内部由水密隔壁分成五个水密隔舱，侧船体3在制作时设置了与空间杆系结构1上的安装孔对应的螺栓，中船体2长为八米，由水密隔壁把中船体2分为五个水密隔舱，其中有两个水密隔舱有围壳6与该三体船平台相连，这两个有围壳6的船舱作为储物舱，另外三个水密隔舱为全封闭，围壳6在平台4上的开口设水密舱口盖，水密舱口盖就是储物舱的控制装置，水密舱口盖可以让该三体船在使用时不会进水，该三体船只有两个储物舱与外界相通；中船体2的体积为二点三立方米，满载水线9到中船体2上表面的距离为零点二米，中船体2有零点六立方的体积提供储备浮力，每个侧船体3有零点一五立方的体积提供储备浮力，整个三体船加上人员物资的总重是二点二吨，该三体船的储备浮力是其满载排水量的大约百分之四十，该三体船在使用时上层设施距离水面约一点二米，该三体船在浪高一米以下的水域航行时，越过三个瘦型船体的波浪冲击不到上层设施；该三体船的空间杆系结构1上安装着两台电动船外机7，电动船外机7安装在中船体2两侧对称位置，中船体2内部安装着蓄电池，蓄电池有电源线与两台电动船外机7相连，上层设施的驾驶台上有控制两台电动船外机的手柄，手柄的信号线连接电动船外机7，该三体船可通过两台电动船外机7的转速差别实现转向；该三体船在制作时各部件的重量可能有些偏差，例如手糊玻璃钢船体时不同人做出的船体重量会有差异，最终可以通过调节所用蓄电池的重量来达到船体总重的一致。

图5是本发明三体船一种实施方式的侧视示意图，图6是图5所述实施方式的后视示意图，图7是图5所述实施方式的俯视示意图。该实施方式是本发明三体船为水上救生、水上实验、水上养殖看护、水上休闲垂钓等用途设计的小水线面三体船，该三体船设计船上人员十人，该三体船可分为上中下三部分，该三体船的上部是上层设施包括平台4、驾驶室休息室5、栏杆。救生设施等船用设施，根据该三体船的用途，可安装不同的船用设施，该船的平台4是用木板使用螺丝固定在空间杆系结构1上面而成，该三体船的驾驶室和休息室连为一体，该船的驾驶室休息室5为玻璃钢制成，驾驶室休息室5用螺丝固定在空间杆系结构1上，驾驶室休息室5的门窗等与外界相通的出口可以达到风雨密，该三体船把怕水浸湿的上层设施都安装在驾驶室休息室5内部；该三体船在平台的两侧安装着两个浮体8，浮体8通过螺丝固定在空间杆系结构1上，浮体8可以根据需要更换，浮体8的形状可以是船型或鱼雷型，两个浮体8的总体积可以为满载排水量的百分之十至百分之二十；该三体船优选的浮体8由玻璃钢制作，鱼雷型，长度为十米，每个浮体8的体积为一点八立方米，浮体8安装在平台4两侧，该三体船在增加临时性载荷而下沉时，浮体8会接触水面提供浮力；该三体船的中部是由矩形钢管焊接成的空间杆系结构1，这些矩形钢管的横截面长一百六十毫米，宽八十毫米，矩形钢管厚六毫米，该矩形钢管在焊接时窄面向船头方向，平台以下露在外面的矩形管外部都粘着特质的流线型塑料外套，还有可供更换的一头尖的塑料外套和两头尖的塑料外套，塑料外套的作用是在三体船前进时，减小阻力，该空间杆系结构1在图4所示空间杆系结构上增加了连接瘦型船体的杆件，这些连接瘦型船体的杆件的一部分伸入瘦型船体内部，与瘦型船体内部钢质的隔舱板焊接在一起，该空间杆系结构1能够承受该三体船在使用时产生的弯曲和扭转力矩。该三体船的下部是三个由钢板经过弯曲、冲压、焊接而成的瘦型船体，该三体船的中船体2水线面比常规三体船的中船体水线面小，该三体船为小水线面三体船。该三体船的中船体2内部由钢板隔成八个水密隔舱，其中设有储物舱、压载水舱、发动机舱、淡水舱、油料舱等，中船体2的储物舱上有一个钢质围壳6伸入驾驶室休息室5，围壳6在驾驶室休息室5内的开口有一个水密舱口盖，该舱口盖就是储物舱的控制装置，围壳6外形为流线型，中船体2内部的压载水舱有管道在水线以下与外界相通，压载水舱通过水泵控制压载水量，该水泵为压载水舱的控制装置，中船体2内部的淡水舱有水泵和阀门控制与外界相通的管道，该水泵和阀门为淡水舱的控制装置，中船体2内部的油料舱有管道与外界相通，在油料舱管道的出口，有一个密封盖，该密封盖就是油料舱的控制装置，该中船体内部的发动机舱，有一个水密的舱口盖与外界相通，该舱口盖就是发动机舱的控制装置，该舱口盖在该三体船上岸检修时可以打开，该三体船发动机舱内有一台一百五十马力柴油发动机，可带动中船体2后部的螺旋桨，该发动机的进气口和排气口都有管道直通平台以上，该发动机的冷却水进口在船水线以下，冷却水出口在水线以上，该三体船中船体2长十五米，构成中船体的钢板厚八毫米，中船体2正中间横截面面积为一点三五平方，中船体2的体积为十五立方米，侧船体3由五毫米厚钢板冲压、弯曲焊接而成，侧船体3为全封闭的中空结构，每个侧船体3内部由五毫米厚钢板隔成五个密闭的隔舱，侧船体3长十三米，侧船体中间截面面积为零点三平方，单个侧船体3的体积是三立方，空间杆系结构长八米、宽五米，三个瘦型船体到平台的距离为两米，该三体船满载重量十五吨，满载时的重量包括该三体船的重量加上人员物资还有压载水的重量，该三体船在制造时产生的重量误差还有人员物资的重量差别，都可通过压载水调整到十五吨，满载水线9以下船体体积约十五立方米，满载水线9以上三个瘦型船体的密闭空间约六立方米，加上两个浮体8的三点六立方米，该三体船储备浮力约为百分之六十四，该三体船可通过更换不同体积的浮体8，来改变该三体船的储备浮力，该船的满载水线9到驾驶室休息室5底部的距离为二点四米，该三体船在一点八米以下浪高水域可安全航行，该船还在中船体2两侧的空间杆系结构1上，各安装了一台电动船外机，电动船外机的电力由蓄电池提供，电动船外机可协助该三体船转弯。

本发明三体船，可以根据需要采用多种形状的瘦型船体，例如穿浪型、小水线面型等；本发明三体船的空间杆系结构在满足强度的要求时，可以采用多种不同结构，上层设施和三个瘦型船体都相同的本发明三体船可以采用不同的空间杆系结构，本发明三体船的空间杆系结构和瘦型船体可用金属材料制成，也可用复合材料制成；本发明三体船可以根据需要安装现有船舶上的设施。

Claims (8)

1.一种利用三个瘦型船体，通过上部的强力构架连成一体的动力三体船，其特征是：本发明三体船可分为相连接的上中下三部分，上部是上层设施，中部是由杆件连接成的空间杆系结构（1），下部是三个瘦型船体，中船体（2）有围壳（6）和上层设施相连通，三个瘦型船体与外界相通舱室的出入口有控制装置。

2.根据权利要求1所述三体船，其特征是：所述三体船能够被波浪冲击到的空间杆系结构（1）的杆件的横截面是前尖后方形或两头尖形或流线形，该杆件在连接时杆件截面尖头所指方向与船头所指方向相同。

3.根据权利要求1所述三体船，其特征是：所述三体船的三个瘦型船体的中船体2为小水线面船体。

4.根据权利要求1所述三体船，其特征是：所述三体船的空间杆系结构（1）上安装着两台电动船外机（7），电动船外机（7）安装在中船体（2）两侧对称位置，中船体（2）内部安装着蓄电池，蓄电池有电源线与两台电动船外机（7）相连，上层设施上有控制两台电动船外机的手柄，手柄的信号线连接电动船外机（7）。

5.根据权利要求1所述三体船，其特征是：本发明三体船在平台的两侧安装着两个细长的船型或鱼雷型浮体（8），两个浮体（8）的总体积为本发明三体船排水量的百分之十至百分之二十。

6.根据权利要求1所述三体船，其特征是：所述三体船的驾驶室休息室（5）的门、窗等与外界的出入口可以风雨密。

7.根据权利要求1所述三体船，其特征是：所述三体船安装着风帆。

8.根据权利要求1所述三体船，其特征是：所述三体船的三个瘦型船体内部由水密舱壁分割成多个水密隔舱。

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