TW202039306A - 船上的可伸縮水翼 - Google Patents

Abstract

本發明提供了一種包括可伸縮水翼的船及用於該船的方法、系統和裝置。該船可包括船體和連接至船體的一個或多個水翼元件。每個水翼元件可進一步包括支撐結構和經由該支撐結構可操作地連接至船體的水翼。每個水翼元件可構造成從船體縮回或延伸，使得每個水翼元件中的水翼均可移動遠離或靠近船體。在運行過程中，一個或多個水翼可浸沒在水線下，替代性地，在船的巡航速度期間，一個或多個水翼從浸沒在水線之下而縮回。

Description

船上的可伸縮水翼

【對相關申請的交叉引用】

本申請要求2019年4月08日提交申請號為No.62/830,981的美國臨時申請的權益，該臨時申請的全部內容通過引用併入本申請。

水翼船是指帶有在水面下產生升力的翼、翼板或水翼的船。隨著船的移動，翼板會因水在其表面上的運動而產生流體動力升力。產生的升力大小與翼板的平面面積、翼板的輪廓、翼板的迎角以及翼板上平均流體速度的平方成正比。

隨著船在水中的速度增加，翼板會產生越來越大的升力，直到最終升力超過船的重量為止。在某一時刻，可以產生足夠的升力，使得升力大於或等於船重量。此時，船將垂直加速，將整個船體從水中提起。這種狀態稱為水翼航行狀態。發生這種情況的速度稱為起飛速度。水翼航行狀態的船是有利的，因為當船體本身在水上漂浮時，該船將不再在船體上經歷阻力和摩擦體驗。

另一方面，隨著船繼續提高速度，翼板所產生的升力也隨船速度的平方而增加。如果此升力超過船的重量，則會發生垂直加速度。如果升力繼續大於船的重量，則船將不斷從水中升起，直到翼板衝破水面為止。這稱為翼板通風狀態。此時，升力將崩潰，船將無法控制地下降回到水面。船在翼板由於分開水面而開始通風之前可以行駛的最大速度稱為巡 航速度。

目前，裝有水翼的船具有靜態水翼元件。該水翼元件包括固定在船上的水翼，以使從水翼到船體任何點的位置的距離始終恒定。對於靜態翼板元件，起飛速度、足夠提升船水翼航行狀態的速度(取決於水翼的配置)以及巡航速度之間幾乎沒有差異。由於翼板的固定位置和配置，翼板的平面面積、輪廓、形狀以及對水線的迎角始終恒定。

這意味著唯一會影響升力的變數是船速。在具有水翼的船的這些情況下，產生的升力等於船重量的只有一個點或一個速度。

在任何較慢的速度下，船要麼不能實現水翼航行狀態，要麼將從水翼航行狀態降下來，這違背了水翼的主要目的。在任何更高的速度下，當船水翼航行狀態運輸時，將繼續垂直上升，直到船達到翼板通風狀態為止。

因此，利用水翼的當前船既未考慮巡航速度與起飛速度之間的差異，也沒有同時實現起飛速度和另一種主要是更快的巡航速度。

本公開總體上涉及用於船的系統和方法。

在一個方面，一種方法、系統或裝置可以包括具有可伸縮水翼的船。該船可以包括船體和連接至船體的一個或多個水翼元件。每個水翼元件可進一步包括支撐結構和經由該支撐結構可操作地連接至船體的水翼。每個水翼元件可被構造成從船體縮回或延伸，使得每個水翼元件的水翼可遠離或靠近船體。在運行過程中，所述水翼中的一個或多個被淹沒在水線之下。可替代地，在船的巡航速度期間，所述水翼中的一個或多個可從浸沒在水線之下的位置縮回。

在一個方面，一個或多個水翼元件中的每一個的支撐結構可 包括一對細長的吊杆。在一個方面，該水翼還可包括在水翼的相對端上的前緣、後緣和側部，使得該對細長的吊杆可操作地連接至水翼側部的相對端。在一個方面，當船以給定速度操作時，至少第一水翼可以浸沒在水線之下。在一個方面，至少第二水翼可以縮回至接近船體的位置，使得當船以巡航速度運轉時，至少第二水翼可以在水線上方並且至少第一水翼可以淹沒在水線之下。在一個方面，所述一個或多個水翼元件的每個水翼的定位可以被構造成減小水下平面面積並且在操作時使至少第一水翼的升力/阻力比最大化。在一個方面，所述一個或多個水翼元件的每個水翼可構造成優化船的穩定性、平衡性和行程。在一個方面，所述一個或多個水翼元件的每個水翼的定位可以至少基於船的速度、船的操作期間由一個或多個水翼元件引起的升力、船操作期間船經歷的湍流，或其組合。

在一個方面，一種船，可以包括船體以及可操作地連接到該船的多個水翼，所述多個水翼中的每個水翼具有平面面積，所述水翼構造成相對於船體的位置延伸或縮回一定距離，使得當船以給定速度操作時，所述多個水翼中的至少一個第一水翼可被淹沒在水下。

在一個方面，所述多個水翼可操作地連接至船體，連接至由所述船體支撐的結構，或其組合。在一個示例中，所述多個水翼中的至少第二水翼可以縮回至接近船體的位置，使得當船以巡航速度運轉時，第二水翼可以在水線上方。在一個方面，所述多個水翼中的每個水翼的定位可以構造成減小水下平面面積並且在操作時最大化所述多個水翼中的一個或多個水翼的升阻比。

在一個方面，一種水翼系統，可包括具有前緣、後緣和兩個側部的水翼，並且可包括可操作地連接至該水翼的兩個側部的一側的第一支撐結構，以及可操作地連接至該水翼的兩個側部的另一側的第二支撐結構，使得第一支撐結構和第二支撐結構可操作地連接至船。

在一個方面，梁的寬度可以基本上等於水翼的跨度。在一個方面，第一支撐結構和第二支撐結構可以在船的相對兩側的每一個處連接至該船。在一個方面，水翼以及第一支撐結構和第二支撐結構可沿著基本垂直於水線的軸線相對於船的位置垂直地可操作地延伸和縮回。

在一個方面，一種水翼，可以包括一種薄的U形結構，該結構包括一個基部，該基部可以沿第一水準軸線基本上是平坦的；以及兩個側部，其可操作地連接至該基部的相對邊緣，所述兩個側部中的每個側部均具有垂直於所述基部的相對邊緣懸掛的細長且基本平坦的表面。

在一個方面，所述基部可包括沿著第二水準軸線彎曲的兩個表面。在一個方面，所述兩個側部中的每一個均可操作地連接至船。並且在一個方面，所述兩個側部均可以構造成從船延伸或縮回，使得基部可以移動至遠離或靠近船的底表面。

其他實施例針對與本文描述的方法相關的系統和電腦可讀介質。

參照以下詳細描述和附圖，可以更好地理解本發明的實施例的性質和優點。

為期許本發明之目的、功效、特徵及結構能夠有更為詳盡之瞭解，茲舉較佳實施例並配合圖式說明如後。

10:浮動裝置

100:船

102:船運集裝箱

110:船體

115:水線

120:水翼元件

122:水翼

124:水翼支撐件

200:行進方向

300:行進方向

說明性實施例將參照以下附圖進行描述。

圖1A為示出了根據本發明的一些實施例的船的一個實施例的示意圖。

圖1B為附加圖，其示出了根據圖1A的船的實施例的替代視圖。

圖1C為示出根據本發明的一些實施例的船的另一實施例的示意圖。

圖1D為附加圖，其示出了根據圖1C的船的實施例的替代視圖。

圖1E為示出了根據本發明的一些實施例的船的另一實施例的示意圖。

圖1F為附加圖，其示出了根據圖1E的船的實施例的替代視圖。

圖1G為示出了根據本發明的一些實施例的船的另一實施例的示意圖。

圖1H為附加圖，其示出了根據圖1G的船的實施例的替代視圖。

圖1I為示出了根據本發明的一些實施例的船的另一實施例的示意圖。

圖1J為附加圖，其示出了根據圖1I的船的實施例的替代視圖。

I．引言

根據某些實施例，本文公開的方法和系統涉及船和船的操作。

設計水翼艇的挑戰在於這樣做，使得其具有低起飛速度和高巡航速度。

低起飛速度是合乎需要的，因為它降低了發動機總功率需求，這是達到水翼航行狀態低阻力狀態所需的。高巡航速度是可取的，因為它允許在起點和終點之間更快地經過境。如前所述，由於當前使用水翼的船具有靜態的水翼元件，因此產生的升力僅是速度的函數。船上產生的升力的量只能通過單個速度來實現。更高的速度和升力將繼續超過船的重量，即使該船已經處於水翼航行狀態，並且更低的速度將會導致該船掉回水中。因此，起飛速度和巡航速度是相同的，並且只能是一個速度。

這種構型不是最佳的，特別是對於在水中長途行駛的商用船。如前所述，一旦裝有水翼艇的商用船變成水翼航行狀態，則該商用船變成水翼航行狀態的速度實質上也就是該船的最大速度。

已經嘗試通過改變與速度無關的船所經歷的升力來在起飛速度和巡航速度之間建立速度範圍。但是，當前的嘗試具有明顯的缺點。

增加起飛速度與巡航速度之間的速度包絡的現有方法包括 改變與速度無關的翼板的三個參數之一：平面面積，翼板或機翼的輪廓以及迎角。可以通過設計採用隨著速度的增加而減小平面面積的翼板來減小平面面積，包括在水翼中引入反角，並且使得翼板的尖端隨著速度的提高會穿透水面。然而，這些設計具有相當大的缺點，例如對通風的敏感性。可以通過直接改變翼板的迎角，或通過改變整個艇的螺距，或改變兩者來改變迎角。可以使用附加的襟翼(類似於飛機的副翼)和其他可以改變機翼升力係數的升力調節器來改變翼板的輪廓。因為升力與速度的平方成正比，因此任何速度的增加都會導致升力的顯著增加。隨後，為了提供功能速度範圍，使得升力可以獨立於速度而變化，需要對翼板進行大而複雜的機械修改。

此外，即使通過增加或減小已浸沒翼板的平面面積來改變規劃面面積、改變翼板的輪廓和/或通過改變翼板的方向來改變迎角的現有方法，升阻比仍然沒有優化。設計水翼時，一個重要的考慮因素是阻力的最小化，因為它是燃料消耗的主要驅動力。翼板產生的阻力與翼板產生的升力非常相似，並且與平面面積，翼板輪廓、迎角和平均流體速度成比例。升力、阻力和迎角之間的關係會發生變化，以使升阻比在特定迎角下達到最大。期望的是在或接近該最佳迎角下操作翼板以促進最大升力/阻力比。

此外，與在低速下不使用水翼的船相比，當前具有固定水翼的水翼船的阻力更大。在低速下，起飛是不可能的，因此與沒有水翼的同一個船相比，包括固定位置水翼的船會增加對船的橫截面阻力。

以下規範描述了一種船，該船配置為在較大的速度範圍內運行，同時保持最佳的升力/阻力比。

II．專用水翼船

在本說明書中，詳細參照了本發明的特定實施例。在附圖中示出了一些實施例或其方面。為了解釋清楚起見，已經參照特定實施例描 述了該系統，但是應當理解的是，該系統不限於所描述的實施例。相反，該系統涵蓋了可能包含在任何專利權利要求所定義的範圍內的替代、修改和等同形式。闡述了該系統的以下實施例，不會對所要求保護的方法造成任何一般性損失，也不會對其施加限制。在以下描述中，闡述了具體細節以便提供對本方法的透徹理解。可以在沒有一些或所有這些具體細節的情況下實踐本方法。另外，可能沒有詳細描述眾所周知的特徵，以避免不必要地使該系統模糊。

此外，應該理解的是，可以以與本說明書中提出的順序不同的順序來執行在該示例性專利中闡述的示例性系統和方法的步驟。此外，示例性系統和方法的一些步驟可以並存執行而不是循序執行。

以下說明書描述了一種系統，該系統包括在水上行駛的船，該船構造成達到較寬的運行速度，同時保持最佳的升阻比。

A.具有水翼元件的船

在一個示例中，提供了一種具有水翼元件的船，使得水翼元件允許在較寬的運行速度範圍內具有最佳的升力/阻力比。具體地，該船被構造在實現最佳升力/阻力比的同時運行寬範圍的水翼航行狀態速度。在此示例中，一艘船或輪船配備了水翼元件，當以一定速度運行時，該水翼元件可對船產生升力並使該船進入水翼航行狀態。一旦該船進入水翼航行狀態，施加在船上的阻力和拖曳將大大減少，並且船可以更有效地穿越水面。

在一個示例中，船可以通過利用帶有推進器的電動機在水中推進。該電動機可以例如安裝在船上，使得電動機上的推進器浸沒在水線之下，不論船是否處於水翼航行狀態。在另一個示例中，燃氣渦輪機可以產生推力並在有或沒有處於水翼航行狀態的情況下移動該船。在另一個示例中，燃氣渦輪機或內燃機利用螺旋槳向電動馬達產生電力。船運行時，電動機可以浸入水線以下。在另一個示例中，具有可操作地連接至船的噴 嘴的噴水器可以推動船。在另一個示例中，水翼元件包括例如由內燃發動機驅動的電動機系統，其中，推進器可操作地連接至水翼元件或作為水翼元件的一部分。

此外，在該示例中，水翼元件還可以伸縮，從而可以根據速度改變升力。在這種情況下，水翼元件可以構造成最大升力以實現低起飛速度。水翼元件還可以構造成產生所需的精確升力，以使移動速度或巡航速度最大化。此外，水翼元件還可以構造成優化船的穩定性、平衡性和行程。

在此示例中，最大速度是通過將水翼元件本身的一部分從水中移出而去除的，從而可以達到更高的速度，並且仍然實現相同的升力，而其餘的翼板在接近最佳升阻比或在最佳升阻比下運行。

在一個示例中，水翼船具有一個或多個可收縮和可延伸的水翼。總升力可以隨著速度的增加而減少，方法是當船增加速度時，將一個或多個翼板從水中收回來。這將導致平面面積減少的數量等於每個從水中縮回的水翼的平面面積(例如，如果從水中縮回四個大小相等的水翼中的兩個可縮回的水翼，則平面面積減少50%)。留在水中的翼板可以保持在或接近其最佳迎角以最小化阻力，一旦縮回，翼板將以最小的空氣阻力固定在船體上。可以通過連接到水翼船的機械系統來縮回和延伸水翼，在一個示例中，該機械系統可以是液壓系統，包括使用液壓致動器的液壓系統。

圖1A示出了根據本發明的一個示例的具有可伸縮水翼的示例性浮體或船。圖1B以不同視圖示出了與圖1A相同的示例性船。如圖圖1A至圖1B所示，提供了示例性浮動裝置10或船。在該示例中，浮動裝置10包括具有船體110的船100，船體110擱置在水線115上，其中，包括船體110的船100的一部分浸沒在水線115之下，使得船100漂浮在水線上。船100還包括在船體110處或在附接至船體110的結構上可操作地連接至該 船的水翼元件120。在一個示例中，船100是包含多個船運集裝箱102的商業船。圖1A至圖1B中所示的船100僅為說明性的。該船可以是任何種類的船，例如，商用船、商船、貨運船、軍用船、競賽船、衝浪板、單體船、雙體船等。如圖1A中的側視圖所示，船100包括四個水翼元件120。在另一示例中，取決於船100的尺寸、形狀等，在船100上可以有任何數量的水翼元件120。在該示例中，所述四個水翼元件120中的每一個都在船100的中心線上均勻地間隔開。這種構造允許施加在船體品質上的升力均勻分佈，從而在船100工作時產生均勻升力。

在一個示例中，如圖1A至圖1B中所示的船100處於靜止位置。每個水翼元件120均完全縮回，並且每個水翼元件120幾乎均沒入水下。在另一個示例中，船100處於操作過程中，使得連接至發動機或任何種類的動力運動裝置的螺旋槳使船在水上運動。在該示例中，船100可以以足夠慢的速度操作，從而不需要發生阻撓，因此，水翼元件120處於完全縮回的構造。

在如圖1A至圖1B所示的一個示例中，每個水翼元件120包括水翼122和水翼支撐件124。當船100運行並且水流過水翼122的表面時，水翼元件120的水翼122可引起升力。水翼支撐件124在船體110或可操作地連接至船100的另一結構上將水翼122連接至船100。

1.翼板

在一個示例中，水翼可包括具有典型飛機翼輪廓或形狀的前緣或凸出部緣，後緣。在該示例性構造中，翼板的頂表面是彎曲的，並且翼板的底表面也是彎曲的，使得當流體在翼板的上方和下方流動時，來自翼板運動的壓力不平衡導致淨升力到達該翼板。該特定構型應僅被解釋為說明性的。在另一示例中，翼板的至少一個表面可以是平坦的或凹入的。例如，像典型的航空飛機機翼一樣，一個表面，例如飛機機翼的底表面將 是平坦的或基本平坦的，並且一個表面，例如，機翼的頂表面將彎曲成凹形。從橫截面圖來看，其他翼板形狀可以包括但不限於直線形、錐形、凹形、新月形等。

在一個示例中，翼板可以繞軸線樞轉，使得翼板的迎角可以改變，其中在某些情況下，根據翼板的特定構造，翼板在水中的運動將不引起升力，而根據翼板的其他構造等，翼板在水中的運動會引起升力。

在一個示例中，水翼122可以在水翼122的後緣處包括小翼或副翼或襟翼。該襟翼可以改變水翼的整體輪廓以及對水的迎角並因此改變升力。

2.翼板和支撐結構

在一個示例中，水翼122通過一個或多個結構在船100的船體110處或在船的不同部分處可操作地連接至船100。水翼122通過水翼支撐件124連接至船體110。在一個示例中，水翼支撐件124可包括一對支撐結構。所述一對支撐結構可以是兩個細長的吊杆或支柱，所述懸臂或支柱基本上筆直地佈置在垂直配置並連接至船體的水翼122的相對端。水翼支撐件124的兩個細長的吊杆可以上下移動以從船上延伸和縮回。

在一個示例中，所述支撐結構從船下方的船體的兩個側部的每一個側部延伸，並且在翼板的兩個側部中的每一個側部處連接到單個翼板結構。在另一示例(未示出)中，單個支撐結構可沿船體的中心線，相對于梁的中心部分或從船的正視圖的中心部分延伸，並且從正視圖看在船體下方延伸並在翼板的中心處連接至翼板的一部分。

在一個示例中，支撐結構也像水翼122的一樣薄。在一個示例中，水翼元件120是U形結構，其包括沿第一水準軸線基本平坦的基部。在該示例中，第一水準軸線可以是與船100的梁的軸線平行的軸線。U形結構還可以包括可操作地連接至基部的相對邊緣的兩個側部，所述兩個側部 中的每個側部均具有類似於基部的細長且基本平坦的表面。所述兩個側部垂直於所述基部的相對邊緣懸掛，從而形成U形。在一個示例中，該基部沿著第二水準軸線彎曲，使得當基部以一定的迎角流過水時，曲率產生升力。該第二水準軸線可以是平行於船100的中心線軸線的軸線。該U形結構被構造成可操作地連接至船，使得該基部用作水翼，並且整個U形結構可以可變地垂直懸掛在船體下方，並垂直縮回至船的船體。

在一個示例中，水翼122的跨度與船100的梁的寬度基本相同。

在另一個示例中，並非所有的水翼122都必須具有相同的形狀、輪廓、取向或尺寸。可以構造多個水翼機構，使得一些水翼元件120用於阻撓並產生大量的升力，並且一些水翼元件120被構造成用於在水翼航行狀態時使船100保持穩定。

B.操作

如圖1C至圖1D所示，船100包括多個可收縮且可延伸的水翼元件120。當延伸時，每個水翼元件120的水翼122都浸沒在水線之下並且與船體110的底表面相距一定距離。在多個水翼元件中的每一個均延伸的該延伸構型中，當船100處於操作狀態時，每個水翼122可引起升起至船100。如前所述，該速度會在某個時候產生足夠的升力，從而使船進入水翼航行狀態，即起飛速度。一旦船100進入水翼航行狀態，沿行進方向200前進，船100受到的水阻力僅歸因於水翼元件120的包括所有水翼122和部分水翼支撐件124的部分。

在圖1C至圖4D所示的示例中，存在四個水翼元件120，並且每個水翼元件120被延伸並且水翼122被完全浸入水中。在一個示例中，在全部四個水翼元件120完全浸沒的情況下，實現了產生升力並使船進入水翼航行狀態的最低起飛速度。

C.高速運行

一旦船100在圖1C至圖D所示的水翼元件120構型下完全進入水翼航行狀態，速度的任何增加都會引起更大的升力，一旦升力將船100升到如此之高，最終將導致問題，使得水翼122到達水線115。

在一個示例中，如圖1E至圖1F所示，一旦船100處於水翼航行狀態，則船100可以在減小水翼平面面積的情況下以較高的速度運行，從而使升力保持與圖1C和1D中的示例性構型的那些(升力與船的重量相同)升力相同。如圖1E至圖1F所示，兩個中心縮回的水翼元件120將至少使水翼122的總平面面積的平面面積減小(例如，減少50%，因為四個完全浸沒的水翼122中的兩個已經從水中完全縮回)。然而，為了維持相同的升力，船100可以在行進方向300上增加其速度，使得由兩個外部的浸沒水翼元件120產生的升力將增加，並且船所經歷的總升力將繼續保持與船100首次進入水翼航行狀態的相同，等於船的重量。結果將是，在相同的水翼航行狀態下，船100將經歷新的更快的速度。該速度是新的巡航速度。

此外，在圖1E至圖1F中所示的構型中的升阻比是優化的，其中，一個或多個水翼元件120完全浸沒並且一個或多個水翼元件120完全縮回。在該示例中，代替改變每個浸沒水翼122的迎角或輪廓，移除了50%的浸沒水翼元件120。因此，全部的浸沒水翼元件120所經歷的水阻力的大致50%也被去除，從而優化了升阻比，並優化了以巡航速度使船100移動所需的效率和功率。

在一個示例中，為了最小化整個平面面積的1/4或1/2的突然影響，即從水中去除的全部翼板中的翼板數量，水翼還可以構造通過繞其自身的軸線樞轉來改變迎角，改變平面面積或用副翼改變輪廓，或其組合，以便當一個或多個水翼元件120從水線115縮回而船100突然缺少升力 時，船100不會發生突然的顛簸。

由於將整個水翼從水中縮回通常會產生突然的顯著升力變化，因此船上每個翼板產生的升力可以通過繞其自身的軸線樞轉來改變迎角、改變平面面積、改變副翼輪廓的或其組合來進行改變。這將有助於從水中順利去除翼板，而不會對產生的總升力產生突然影響。

D.水翼元件的可變構型

圖1G至圖1J示出了與圖1C至圖1F基本相同的概念，但分別略有變化。在圖1G至圖1J所示的示例中，水翼元件120的水翼支撐件124可以延伸和縮回至最小縮回長度與最大延伸長度之間的任何長度。例如，如圖1G和1H所示與先前示例相比，四個示例性水翼元件120僅部分地延伸。在該示例中，即使沒有如先前示例中所描述的船那樣的豎直爬升，船100仍可以實現升力並進入水翼航行狀態。在該示例中，水可以是非湍流的，也可以是層流的，使得波浪輪廓很淺，並且最小的升力可以使整個船懸停在船100當前正在移動的所有水浪之上。這是有利的，因為與具有水翼的水翼元件120相比，船100的水阻力比具有完全浸沒的水翼元件120的船更少，因為水翼支撐件124的至少一部分將在水線115上方。水翼支撐件124完全在水線115的下方延伸。

如圖1I至圖1J所示，相同的概念適用於船100從起飛速度到巡航速度的過渡。在該示例中，與水翼元件相比，一個或多個水翼元件120保持延伸的阻力比水翼元件120完全延伸的阻力小，因為相比于水翼支撐件完全在水線115下方延伸的水翼元件120，該水翼支撐件的至少一部分將縮回並位於水線以上。所述一個或多個完全縮回的水翼元件120仍將完全縮回並位於在水線115上方。

在本說明書中，詳細參照了本發明的特定實施例。在附圖中示出了一些實施例或其方面。

為了清楚起見，已經參照特定實施例描述了本發明，但是應當理解，本發明不限於所描述的實施例。本發明涵蓋可被包括在任何專利權利要求書所限定的範圍內的替代、修改和等同物。闡述了本發明的以下實施例不會對所要求保護的發明造成任何一般性損失，並且不對所要求保護的發明施加任何限制。在以下描述中，闡述了具體細節以便提供對本發明的透徹理解。可以在沒有一些或所有這些具體細節的情況下實踐本發明。另外，可能沒有詳細描述眾所周知的特徵，以避免不必要地混淆本發明。

此外，應當理解的是，可以以與本說明書中提出的順序不同的順序來執行本示例性專利中闡述的示例性方法的步驟。此外，示例性方法的一些步驟可以並存執行而不是循序執行。可以在每個所描述的構型中以特徵的不同組合來實踐本發明。

在此使用的術語僅出於描述特定方面的目的，並且不旨在限制本公開。如本文所使用的，單數形式“一”，“一個”和“該”也意圖包括複數形式，除非上下文另外明確指出。還應該理解的是，當在本說明書中使用術語“包括”和/或“包含”時，其規定了所述特徵、整數、步驟、操作、元件和/或的存在，但並不排除一個或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、部件和/或其組合的存在或添加。

儘管已經參照本發明的特定實施例具體地示出和描述了本發明，但是應當理解的是，在不背離本發明範圍的情況下，可以對所公開的實施例的形式和細節進行改變。儘管這裡已經參照各種實施例討論了本發明的各種優點、方面和目的，但是應當理解，本發明的範圍不應限於這些優點、方面和目的。相反，本發明的範圍應參照專利權利要求書來確定。

故，本發明在同類產品中具有極佳之進步性以及實用性，同時查遍國內外關於此類之技術資料文獻後，確實未發現有相同或近似之構 造或技術存在於本案申請之前，因此本案應已符合『發明性』、『合於產業利用性』以及『進步性』的專利要件，爰依法提出申請之。

10:浮動裝置

100:船

102:船運集裝箱

110:船體

115:水線

120:水翼元件

122:水翼

124:水翼支撐件

Claims (20)

1. 一種水翼船，包括：

   船體；以及

   連接至所述船體的一個或多個水翼元件，每個水翼元件包括：

   支撐結構；以及

   通過所述支撐結構可操作地連接至所述船體的水翼，其中，每個所述水翼元件均構造成從所述船體縮回或伸出，使得每個所述水翼元件的所述水翼均能夠移開或靠近所述船體。
2. 如申請專利範圍第1項所述的水翼船，其中，所述一個或多個水翼元件中的每一個的所述支撐結構均包括一對細長的吊杆。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的水翼船，其中，所述水翼進一步包括前緣、後緣和位於所述水翼的相對端上的側部，使得所述一對細長的吊杆可操作地連接至所述水翼的所述側部的所述相對端。
4. 如申請專利範圍第1-3項中任一項所述的水翼船，其中，當所述水翼船以給定速度運行時，至少第一水翼浸沒在水線之下。
5. 如申請專利範圍第1-4項中任一項所述的水翼船，其中，至少第二水翼能夠縮回至接近所述船體的位置，使得當所述船以巡航速度運行時，所述至少第二水翼在所述水線上方，並且所述至少第一水翼淹沒在所述水線之下。
6. 如申請專利範圍第1-5項中任一項所述的水翼船，其中，所述一個或多個水翼元件中的每個水翼的定位被構造成在運行時減小淹沒的平面面積並使所述至少第一水翼的升阻比最大化。
7. 如申請專利範圍第1-6項中任一項所述的水翼船，其中，所述一個或多 個水翼元件中的每個水翼被構造成優化所述水翼船的穩定性、平衡性和行程。
8. 如申請專利範圍第1-7項中任一項所述的水翼船，其中，所述一個或多個水翼元件中的每個水翼的定位至少基於所述水翼船的速度、在所述水翼船的運行期間由所述一個或多個水翼元件引起的升力、在所述水翼船運行期間所述水翼船經歷的湍流，或其組合。
9. 一種船，包括：

   船體；以及

   可操作地連接至所述船的多個水翼，所述多個水翼中的每個水翼均具有平面面積，所述水翼構造成相對於所述船體的位置延伸或縮回一定距離，使得當所述船以給定速度航行時，所述多個水翼中的至少第一水翼能夠淹沒在水下。
10. 如申請專利範圍第9項所述的船，其中，所述多個水翼可操作地連接至所述船體，連接至由所述船體支撐的結構，或其組合。
11. 如申請專利範圍第9項或第10項所述的船，其中，所述多個水翼中的至少第二水翼能夠縮回至接近所述船體的位置，使得當所述船以巡航速度運行時，所述第二水翼位於水線上方。
12. 如申請專利範圍第9項至第11項中任一項所述的船，其中，所述多個水翼中的每個水翼的定位均被構造成在操作時減小淹沒的平面面積，並使所述多個水翼中的一個或多個水翼的升阻比最大化。
13. 一種水翼系統，包括：

    翼板，所述翼板包括

    前緣；

    後緣；以及

    兩個側部；

    第一支撐結構，所述第一支撐結構可操作地連接至所述翼板的所述兩個側部的一個側部；以及

    第二支撐結構，所述第二支撐結構可操作地連接至所述翼板的所述兩個側部的另一側部，使得所述第一支撐結構和所述第二支撐結構可操作地連接至船。
14. 如申請專利範圍第13項所述的水翼系統，其中，所述梁的寬度大致等於所述翼板的跨度。
15. 如申請專利範圍第13項或第14項所述的水翼系統，其中，所述第一支撐結構和所述第二支撐結構在所述船的相對側部的每一個側部處連接至所述船。
16. 如申請專利範圍第13項至第15項中的任一項所述的水翼系統，其中，所述翼板以及所述第一支撐結構和所述第二支撐結構能夠沿著基本垂直於水線軸線的軸線相對於所述船的位置垂直地可操作地延伸和縮回。
17. 一種水翼，包括：

    薄的U型結構，所述薄的U型結構包括：

    沿第一水準軸線基本平坦的基部；以及

    兩個側部，所述兩個側部可操作地連接至所述基部的相對邊緣，所述兩個側部中的每個側部均具有垂直於所述基部的相對邊緣懸掛的細長且基本平坦的表面。
18. 如申請專利範圍第17項所述的水翼，其中，所述基部包括沿著第二水準軸線彎曲的兩個表面。
19. 如申請專利範圍第17項或第18項所述的水翼，其中，所述兩個側部中的每個側部均可操作地連接至船。
20. 如申請專利範圍第17項至第19項中任一项所述的水翼，其中，所述兩個側部構造成從所述船延伸或縮回，使得所述基部能夠移動移開或靠近所述船的底表面。

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