專利名稱：適用于劇烈顛簸的水面條件的高速水運(yùn)工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于在相對(duì)劇烈顛簸的水面條件下高速運(yùn)行的水運(yùn)
工具(watercmft)。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種被設(shè)計(jì)成在劇烈顛簸或濕 急條件下以較高速度行駛的船舶(boat)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了 一種適用于在劇烈顛簸的水面條件下運(yùn)行的水運(yùn) 工具，該水運(yùn)工具包括 中央平臺(tái)；
至少一對(duì)船體單元，該對(duì)船體單元位于平臺(tái)的相對(duì)側(cè)上并在平臺(tái)下方 延伸，每一船體單元包括附聯(lián)到平臺(tái)的安裝部和后船體(trailing hull),該 后船體在其前沿(leading edge)處通過(guò)至少一個(gè)結(jié)合部被連接到所述安裝 部，所述結(jié)合部被安置成限制船體相對(duì)于平臺(tái)橫向和軸向運(yùn)動(dòng)，但允許其 圍繞安裝部樞轉(zhuǎn)，所述船體具有足夠的浮力以將船舶支撐于水中而平臺(tái)與 水不4妾觸(clear of the water);及
至少 一 對(duì)懸置組件(suspension assemblies),它們;故安置成支撐相應(yīng)的 船體單元，每一懸置組件包括懸置部件，該部件從平臺(tái)延伸到在對(duì)應(yīng)的安 裝部的船體后部(hull aft )上的安裝點(diǎn)且被安置成調(diào)節(jié)船體相對(duì)于平臺(tái)的運(yùn) 動(dòng)并緩沖船體的運(yùn)動(dòng)。
水運(yùn)工具也可包括兩對(duì)船體單元，前部(forward) —對(duì)，后部一對(duì)。
每個(gè)船體單元優(yōu)選包括可動(dòng)船體支撐部，該可動(dòng)船體支撐部位于附聯(lián)
到平臺(tái)的安裝部和后船體之間，通過(guò)第一鉸鏈結(jié)合部可動(dòng)船體支撐部在其 前端處被連接到安裝部的后端，且通過(guò)第二鉸鏈結(jié)合部可動(dòng)船體支撐部在 其后端處被連接到船體的前端。
優(yōu)選每個(gè)船體單元沿橫向于其縱向軸線的方向具有大致"S"形的輪廓， 并帶有由附聯(lián)到平臺(tái)的安裝部限定的前端和由對(duì)應(yīng)的后船體的后端限定的 后端，船體單元的后端低于其前端。
沿平行于平臺(tái)的縱向軸線方向可動(dòng)船體支撐部的長(zhǎng)度優(yōu)選約為沿相同
方向的后船體長(zhǎng)度的20%到40%。
在每一船體的前端處垂直運(yùn)動(dòng)的最大范圍優(yōu)選約為船體后端處的垂直 運(yùn)動(dòng)的最大范圍的10%到30%。
在水運(yùn)工具的一優(yōu)選實(shí)施例中，每個(gè)船體在其前端處沿橫向于平臺(tái)的 縱向軸線方向的寬度約為沿相同方向的船體的最大寬度的50°/。到100%。
最優(yōu)選的是，每個(gè)船體在其前端處的寬度約為船體最大寬度的60%。
此外，在該水運(yùn)工具的一優(yōu)選實(shí)施例中，每個(gè)船體在其前端處的垂直 截面深度為船體的最大垂直截面深度的2%到20%。
最優(yōu)選的是，每個(gè)船體在其前端處的垂直截面深度約為最大垂直截面 深度的10%。
優(yōu)選每個(gè)船體單元從其前端相對(duì)于平臺(tái)的縱向軸線向后和向外彎曲。 水運(yùn)工具可包括處于船體和可動(dòng)船體支撐部之間的輔助懸置單元，該
輔助懸置單元被構(gòu)成為用于控制在相關(guān)船體(hull relative )和可動(dòng)船體支撐
部之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
優(yōu)選輔助懸置單元包括彈簧和緩沖裝置。
輔助懸置單元還可包括止動(dòng)機(jī)構(gòu)，優(yōu)選使止動(dòng)機(jī)構(gòu)預(yù)先張緊，致使在 水運(yùn)工具靜止不動(dòng)時(shí)船體相對(duì)于可動(dòng)船體支撐部呈完全伸展的位置。
相對(duì)于平臺(tái)支撐船體的懸置組件的每一個(gè)可包括后臂，所述后臂在其 第一端或鄰近其第一端處可樞轉(zhuǎn)地連接到平臺(tái)，以及在其第二端或鄰近其 第二端處連接到對(duì)應(yīng)的船體。
每個(gè)懸置組件可包括懸置元件，該懸置元件在后臂兩端中間的點(diǎn)處連 接于平臺(tái)和后臂之間。
懸置元件可包括彈簧和緩沖裝置。
或者，懸置元件可包括至少一個(gè)液壓致動(dòng)器。
可預(yù)先張緊每個(gè)懸置組件，致使在水運(yùn)工具靜止不動(dòng)時(shí)每個(gè)對(duì)應(yīng)的船 體相對(duì)于平臺(tái)呈完全伸展的位置。
水運(yùn)工具可包括在至少一對(duì)船體單元和平臺(tái)之間延伸的柔性壁 (flexible walls )，借此在船體單元之間、水運(yùn)工具下方限定出空氣流動(dòng)通道。
優(yōu)選柔性壁包括多塊重疊條板，每塊條板可樞轉(zhuǎn)地安裝，以調(diào)節(jié)船體 單元和平臺(tái)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
水運(yùn)工具可包括至少 一個(gè)處于水運(yùn)工具的船尾處的擋板，該擋板被安 置成至少部分地靠近通道的后端，以便在使用中被限于通道中的空氣提供 的提升力(lift)最大。
優(yōu)選將所述擋板或一些擋板安置成當(dāng)船體受到大的偏移(substantial excursions)時(shí)所述擋板與相應(yīng)的后部船體嵌合，以便使用中使擋板升起 (lift)而不與水接觸。
水運(yùn)工具可包括至少一個(gè)安裝在平臺(tái)內(nèi)或平臺(tái)上的推進(jìn)單元以及一對(duì) 螺旋推進(jìn)器， 一個(gè)螺旋推進(jìn)器被安裝在船體單元的每個(gè)對(duì)應(yīng)的后端上，所 述螺旋推進(jìn)器通過(guò)可伸縮的驅(qū)動(dòng)軸被連接到所述至少一個(gè)推進(jìn)單元上。


圖l為本發(fā)明船舶的繪制視圖(pictorial view);
圖2為圖1所示船舶的底部平面圖3為沿圖1中線3-3剖切的截面圖4 (a)為沿圖1中線4-4剖切的截面圖4 (b)為一備選實(shí)施例的與圖4 (a)類似的局部截面圖5為所示船舶的后視圖6為所示船舶的前^f見圖7為所示船舶的船體單元的截面示意圖。
具體實(shí)施例方式
所示出的水運(yùn)工具被設(shè)計(jì)成用于在相對(duì)劇烈顛簸的水面條件下高速運(yùn)行。
簡(jiǎn)要地說(shuō)，這可通過(guò)設(shè)置中央主體或平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)，兩組獨(dú)立懸置的船 體單元、前部一對(duì)(forward pair)和后部一對(duì)(aft pair)被附聯(lián)于該中央主 體上。每一船體單元在其前端處被安裝于平臺(tái)上并具有向后延伸(extending aft )、 可大范圍運(yùn)動(dòng)(move through a substantial range of travel)的后端。彈 簧和緩沖懸置部控制每一船體相對(duì)于中央平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)。
每個(gè)船體具有用于高速運(yùn)行的流體動(dòng)力學(xué)形狀并具有比中央平臺(tái)的質(zhì) 量相對(duì)小的質(zhì)量。因此，本發(fā)明的船舶在某種程度上類似于具有帶小的非 緩沖質(zhì)量(unsprung mess )的懸置系統(tǒng)的陸路機(jī)動(dòng)車輛。
現(xiàn)參考附圖，本發(fā)明的船舶10的一實(shí)施例包括具有船首14和船尾16 的狹長(zhǎng)的中央平臺(tái)12。駕駛艙18處于船首和船尾之間，發(fā)動(dòng)機(jī)艙20設(shè)置 在駕駛艙和船尾之間。
一對(duì)彎曲的葉片狀的固定船體支撐部22.1和22.2處于船首14的各側(cè)， 它們從平臺(tái)12橫向向外延伸。借助對(duì)應(yīng)的鉸鏈26.1和26.2 —對(duì)可動(dòng)船體 支撐部24.1和24.2在其前端處被樞轉(zhuǎn)地連接到對(duì)應(yīng)的固定船體支撐部22.1 和22.2的后端上。這些鉸鏈?zhǔn)箍蓜?dòng)船體支撐部相對(duì)于固定船體支撐部樞轉(zhuǎn)， 但阻止可動(dòng)船體支撐部相對(duì)于固定船體支撐部和平臺(tái)12作橫向和軸向運(yùn)動(dòng)。
相應(yīng)的前部船體28.1和28.2樞轉(zhuǎn)地連接到每個(gè)可動(dòng)船體支撐部24.1 和24.2的后端。這些船體在它們的前端處通過(guò)鉸鏈接合部30.1和30.2被連 接到對(duì)應(yīng)的可動(dòng)船體支撐部并設(shè)有作用于這些船體和可動(dòng)船體支撐部之間 的懸置單元32.1和32.2，每個(gè)懸置單元包括可調(diào)節(jié)的盤簧和緩沖器(減震 器)組件。
除了在它們的前端處被鉸鏈30和懸置單元32支撐外，每個(gè)船體28.1 和28.2被相應(yīng)的后臂34.1和34.2支撐。每個(gè)后臂被連接到平臺(tái)前端處的樞 接點(diǎn)36.1或36.2上，而在平臺(tái)的后端處所述后臂被連接到安裝于相應(yīng)船體 的上部表面上的轉(zhuǎn)座(swivel mount) 38.1或38.2。樞接點(diǎn)36,1或36.2裝有 通常為"Rubaride"類型的軸單元的彈性襯套，該軸單元幫助分擔(dān)懸置載荷。 轉(zhuǎn)座38.1或38.2包括與后臂后端連接的樞軸頸以及連接到相應(yīng)船體的彈性 安裝部。彈性安裝部包括傳統(tǒng)類型的彈性村套。該彈性襯套提供不銹、不 卡住的軸承單元。
由于船體和后臂的運(yùn)動(dòng)弧度的差異，彈性安裝部可調(diào)節(jié)樞接點(diǎn)的前后 運(yùn)動(dòng)。后臂兩端處的樞軸頸被定向成它們的軸線與平臺(tái)12的縱向軸線呈直 角地延伸，因此可使船體相對(duì)于平臺(tái)垂直運(yùn)動(dòng)，但阻止船體相對(duì)于平臺(tái)作 才黃向和軸向運(yùn)動(dòng)。
支柱40.1和40.2從相應(yīng)的后臂兩端中部上(on the respective trailing arms intermediate the ends thereof)的安裝點(diǎn)向內(nèi)延伸，并可樞轉(zhuǎn)地凈皮連才妄到 安裝在平臺(tái)12內(nèi)的支撐部46.1和46.2上的相應(yīng)搖桿44.1和44.2的舷外端 42.1和42.2。可調(diào)節(jié)的懸置單元50.1和50.2被連接到搖桿的對(duì)應(yīng)舷內(nèi)端48.1 和48.2，每個(gè)懸置單元包括盤簧和緩沖器，而懸置單元的最下端被連接到
在一種與船體單元的一對(duì)前部類似的配置中，所示出的船舶還包括船 體單元的一對(duì)后部。固定船體支撐部54.1和54.2分別/人平臺(tái)12 ^f黃向向外 延伸并與前部船體28.1和28.2相鄰，借助相應(yīng)的沖黃向方位的鉸鏈58.1和 58.2固定船體支撐部被安裝到對(duì)應(yīng)的可動(dòng)船體支撐部件56.1和56.2上。對(duì) 應(yīng)的后部船體60.1和60.2由鉸鏈62.1和62.2以及對(duì)應(yīng)的懸置單元64.1和 64.2可樞轉(zhuǎn)地被連接到可動(dòng)船體支撐部件56.1和56.2上，每個(gè)懸置單元64.1 和64.2包括盤簧和緩沖器組件。
對(duì)應(yīng)的后臂66.1和66.2從平臺(tái)12側(cè)面上的安裝點(diǎn)68.1和68.2向后并 向外延伸并借助樞轉(zhuǎn)支架70.1和70.2以與前部船體配置類似的方式被連接 到船體60.1和60.2上。支柱72.1和72.2延伸穿過(guò)懸置配置中后臂66.1和 66.2之間的平臺(tái)12的側(cè)面上的開口，該懸置配置包括與圖3所示的配置類 似的如圖4所示的搖桿和彈簧/緩沖器組件。
固定船體支撐部54、可動(dòng)船體支撐部56、以及后部船體60組成一對(duì) 后部船體單元。
雖然圖3和4示出了舷內(nèi)懸置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，也可使用帶懸置單元的舷外 結(jié)構(gòu)，每個(gè)懸置單元包括安裝在平臺(tái)外側(cè)、在平臺(tái)和相應(yīng)船體之間的彈簧 和緩沖器組件。
可以不用圖3和4(a)中所示的機(jī)械式彈簧/緩沖器懸置系統(tǒng)，而采用 有源(active)懸置系統(tǒng)。例如，圖4 (b)示出了一種有源懸置系統(tǒng)，其包 括主致動(dòng)器118和輔助致動(dòng)器120,兩個(gè)致動(dòng)器均被安置成由位于平臺(tái)12 內(nèi)的液壓控制單元122操作。通過(guò)致動(dòng)器桿126兩個(gè)致動(dòng)器在平臺(tái)內(nèi)的安 裝點(diǎn)124和對(duì)應(yīng)的后臂34; 66之間進(jìn)行操作。主致動(dòng)器118控制使用中的 水運(yùn)工具的動(dòng)態(tài)懸置特性，而輔助致動(dòng)器120被用來(lái)調(diào)節(jié)該水運(yùn)工具的行 駛高度設(shè)置(ride height setting )。
圖3和4的懸置系統(tǒng)還裝有過(guò)度伸長(zhǎng)限制裝置，使懸置系統(tǒng)能被預(yù)張 緊并防止在極端的運(yùn)行條件下船體相對(duì)于平臺(tái)過(guò)度伸長(zhǎng)。優(yōu)選使懸置系統(tǒng) 預(yù)張緊(通常被預(yù)張緊約110%)以確保水運(yùn)工具靜止不動(dòng)時(shí)所述懸置部完 全伸展。
在懸置系統(tǒng)內(nèi)還集成有行駛高度設(shè)備(ride height facility),該設(shè)備能 調(diào)節(jié)平臺(tái)相對(duì)于船體的垂直高度。這可升高或降低使用中平臺(tái)與水面的相
對(duì)高度。
所描述的配置允許每個(gè)船體28的前端能進(jìn)行一定范圍的受控垂直運(yùn)動(dòng) 和每個(gè)船體的后端較大范圍的垂直運(yùn)動(dòng)。
通常，在樞接點(diǎn)30和62處的最大垂直運(yùn)動(dòng)是船體后端處的最大垂直 運(yùn)動(dòng)的10%到30%的范圍內(nèi)。
可將鉸鏈26; 58和30; 62以及懸置單元32; 64設(shè)計(jì)成限制可動(dòng)船體 支撐部向下移動(dòng)超過(guò)在圖7中示意地示出的位置，以防止船體單元的過(guò)度 伸長(zhǎng)?？蓜?dòng)船體支撐部24; 56的后端可從其的示出的靜止位置圍繞鉸鏈26; 58沿弧形路徑A向上樞轉(zhuǎn)，而船體28; 60的后端可圍繞鉸鏈30; 62沿具 有基本上大于路徑A的半徑的弧形路徑B向上樞轉(zhuǎn)。
單元來(lái)實(shí)現(xiàn)以保證水運(yùn)工具停止時(shí)船體單元采用中間對(duì)準(zhǔn)。使用預(yù)張緊的 懸置單元可給予船體單元一定程度的剛性，而船體只在經(jīng)受短暫沖擊力時(shí) 起伏或樞轉(zhuǎn)。使用如上面所描述的彈簧和緩沖的鉸鏈可以不需要用于可動(dòng) 船體支撐部24; 56的第二相對(duì)笨重的帶有關(guān)聯(lián)懸置零件的后臂組件，從而 提供了重量輕的和相對(duì)成本低的可供選擇的方案。
每個(gè)船體單元在橫向于其縱向軸線的方向上具有平緩的大致'S，形輪
廓，并具有由附聯(lián)到平臺(tái)的安裝部限定的前端以及由對(duì)應(yīng)的后船體的后端 限定的后端，船體單元的后端低于其前端。
從附圖中可以看到，前部船體單元的后端位于后部船體單元的前端之 下。前部船體的懸置單元被設(shè)計(jì)成限制前部船體的向上移動(dòng)，以防止前部 和后部船體之間的相互干擾。如從圖2所示的底部平面圖清楚地看到的那 樣，前部和后部船體的外邊緣基本對(duì)齊。前部船體單元略短于后部船體單 元，通常約短20%至40%。
可以注意到，每一船體單元相對(duì)于平臺(tái)的縱向軸線/人其前端向后并向 外彎曲。這提供了理想的無(wú)壓(free-flowing)平臺(tái)和船體結(jié)構(gòu)。
通?？蓜?dòng)船體支撐部件24和56的長(zhǎng)度約為相應(yīng)連接到該可動(dòng)船體支 撐部件的船體的長(zhǎng)度的20%到40%?？蓜?dòng)船體支撐部件的前端被附聯(lián)到在 平臺(tái)12的主體上的較高的相應(yīng)的固定船體支撐部件，而可動(dòng)船體支撐部件 和船體自身向下朝其后端彎曲，致使每個(gè)船體的主要部分(substantial portion)處于平臺(tái)12的下側(cè)之下。船體的容積和浮力被設(shè)計(jì)成可確保船舶
在水中處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)平臺(tái)12的底側(cè)不與水接觸。 一般而言，可按照水運(yùn)
工具的具體應(yīng)用的功能和性能需求對(duì)船體的容積和浮力進(jìn)行選擇。
可將每個(gè)船體單元的形狀設(shè)計(jì)成流體動(dòng)力學(xué)效果最佳。每個(gè)可動(dòng)船體
支撐部和船體組件形成整體的無(wú)壓的s形船體單元，以便提供沿水平和垂
直平面的最佳的減震質(zhì)量。船體單元具有總體勻稱的錐形輪廓，借助固定 船體支撐部的形狀和輪廓，可動(dòng)船體支撐部和船體可從一個(gè)平滑地變形
(flowing)到下一個(gè)。每個(gè)船體在其前端的沿橫向于平臺(tái)12的縱向軸線的 方向的寬度處于船體的最大寬度的50%到100%的范圍內(nèi)，通常約為船體的 最大寬度的60%,而在每個(gè)船體的前端處的垂直截面深度處于船體的最大 垂直截面深度的2%到20%的范圍內(nèi)，通常約為船體的最大垂直截面深度的 10%。
每個(gè)船體形成有至少一個(gè)從其前端向后并向外彎曲的脊(chine )。正好 在對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)座38或70的后部的每個(gè)船體的上部表面向下彎曲成逐漸縮小 的錐形后端。這種輪廓有助于降低可預(yù)計(jì)到的流體動(dòng)力引起的負(fù)壓。在該 區(qū)域內(nèi)減少負(fù)壓的再一措施是需要在上面提到的錐形區(qū)域內(nèi)裝入通風(fēng)管 道，管道的進(jìn)口被定位在船體的吃水線之上。
對(duì)于最佳的包括理想的快速垂直加速特性的船體動(dòng)力學(xué)而言，船體應(yīng) 具有小的質(zhì)量。同時(shí)，船體在使用中受到相當(dāng)大的壓力(substantial stresses )， 通常規(guī)定船體結(jié)構(gòu)應(yīng)由如碳纖維、凱夫拉爾(Kevlar)或鋁合金之類的耐用 的、強(qiáng)度高和重量輕的材料構(gòu)成。
在某些實(shí)施例中，為使船體質(zhì)量最小和提高它們的沖擊阻力，可使它 們的內(nèi)部增壓。例如，可用一或多個(gè)柔性氣動(dòng)加壓嚢充填每個(gè)船體。
由于每個(gè)船體的前向端(forward end)被附聯(lián)到安裝在平臺(tái)上的船體 支撐部并被該船體支撐部支撐，每個(gè)船體的大約30%的質(zhì)量基本上是靜態(tài) 和不起作用的(inactive )。每個(gè)船體的自由浮動(dòng)(free floating )的后端占據(jù) 了大約70%的有效船體質(zhì)量，這部分是承受動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)的船體的部分。
重要的是，在不考慮獲得高的緩沖質(zhì)量(sprung mass)與非緩沖質(zhì)量 比率的情況下，應(yīng)使船體質(zhì)量、特別是每個(gè)船體本身的動(dòng)態(tài)質(zhì)量最小。
雖然緩沖質(zhì)量與非緩沖質(zhì)量的高比率似乎可提供高效水運(yùn)工具的系數(shù) (index ),該系數(shù)可通過(guò)調(diào)節(jié)平臺(tái)重量、通常利用壓艙物或有效載荷來(lái)控制。
理想的是，相對(duì)于給定的平臺(tái)質(zhì)量，水運(yùn)工具應(yīng)具有盡可能最低的非
緩沖動(dòng)態(tài)質(zhì)量。簡(jiǎn)單地將水運(yùn)工具的船體分成兩個(gè)獨(dú)立的船體將增大此比 率，而使用四個(gè)船體該比率將提高到四倍。使用所述的樞轉(zhuǎn)幾何結(jié)構(gòu)能夠
進(jìn)一步提高約30°/。左右的動(dòng)態(tài)非緩沖質(zhì)量值(unsprung mess figure )。
所述配置可使水運(yùn)工具內(nèi)緩沖與非緩沖質(zhì)量的比率高，通常在10:1的 整個(gè)范圍內(nèi)。這可通過(guò)將所述船體的設(shè)計(jì)和在船體中使用重量輕的材料相 結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
如從圖5中可清楚地看到的那樣，螺旋槳86.1和86.2被安裝在后部船 體60.1和60.2的后端處并通過(guò)伸縮式驅(qū)動(dòng)軸88.1和88.2被連接到位于發(fā) 動(dòng)機(jī)艙20內(nèi)的一對(duì)船用發(fā)動(dòng)機(jī)卯.l和90.2上。
為了限定在平臺(tái)12的底側(cè)和后部船體60.1和60.2之間的通道或空氣 流動(dòng)通路，在平臺(tái)的側(cè)面和各船體之間設(shè)有柔性壁或簾隔層(curtains) 92.1 和92.2。每個(gè)壁包括一組一般的矩形重疊條板94,每一條板在上部拐角96 處樞轉(zhuǎn)到固定于平臺(tái)側(cè)面的上部支撐導(dǎo)軌98，在條板的相對(duì)的下部拐角104 內(nèi)形成有彎曲的狹槽100,該狹槽容納銷102，銷102安裝在對(duì)應(yīng)的船體的 上部、內(nèi)部邊緣上的下部支撐導(dǎo)軌104上。條板94的樞轉(zhuǎn)/滑動(dòng)結(jié)構(gòu)允許它 們運(yùn)動(dòng)，以調(diào)節(jié)船體和平臺(tái)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而在相鄰條板之間的重疊保 證了足夠的氣密性。條板優(yōu)選由輕的、結(jié)實(shí)(stiff)而呈柔性的材料構(gòu)成， 例如，碳纖維或Kevlar合成材料。
當(dāng)船舶以一定速度行駛時(shí)，空氣進(jìn)入被限定在平臺(tái)12的下側(cè)和后部船 體內(nèi)側(cè)之間的通道并產(chǎn)生正向空氣動(dòng)力壓力，以有利于減少水動(dòng)力阻力損 失。為了增加空氣動(dòng)力壓力，在船舶的船尾處設(shè)有一對(duì)向下延伸的擋板106 和108，以便在較大范圍封閉氣流通路或通道的后端，因此使被限于通道內(nèi) 的空氣提供的提升力最大。各擋板由控制擋板突然運(yùn)動(dòng)的緩沖懸置單元110 和112和彈簧獨(dú)立支撐。當(dāng)船舶運(yùn)行各船體60.1和60.2向上漂浮(ride upwardly)時(shí)，對(duì)應(yīng)的擋板的下部外拐角114和116可與對(duì)應(yīng)的船體60.1 和60.2的內(nèi)邊緣嵌合，并可在擋板和/或船體上設(shè)置滾子或其他軸承構(gòu)件以 使所述零件在不損壞的情況下彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在船體的大范圍漂移過(guò)程中 這種配置使擋板向上運(yùn)動(dòng)不與水接觸。
由于受限于平臺(tái)下方的空氣和分開的船體的有效的流體動(dòng)力學(xué)形狀的 結(jié)合效果，所述船舶^l設(shè)計(jì)成可在相對(duì)小的浸濕面積的情況下高速航行。 另外，使用多個(gè)獨(dú)立懸置的船體，每個(gè)船體的質(zhì)量比船舶的中央平臺(tái)小得
多，這可使船舶能有效對(duì)付劇烈顛簸或湍急的水面條件，使平臺(tái)、也使乘 員受到的沖擊最小。所描述的四-船體結(jié)構(gòu)在船舶和水之間提供了四個(gè)接觸 點(diǎn)，這可確保船舶在橫向和縱向平面兩者中都很穩(wěn)定。
可以理解的是，可根據(jù)需要調(diào)節(jié)平臺(tái)和船體的相對(duì)尺寸和比例、它們 的相對(duì)質(zhì)量、懸置零件的移動(dòng)程度和船體的幾何結(jié)構(gòu)。例如，可使船舶在 用于最高速度或用于承載預(yù)定的有效載荷方面是最佳的。
所述水運(yùn)工具的結(jié)構(gòu)能很好地適用于廣泛的幾何調(diào)整，并可提供適用 于適度的和極端的兩種運(yùn)行條件下的水運(yùn)工具。所述設(shè)計(jì)具有較大的減震 能力和高的系統(tǒng)效率。從根本上說(shuō)，所述水運(yùn)工具被定位于性能方面，而 不太強(qiáng)調(diào)容積和有效載荷需求。
雖然已描述了具有四-船體的水運(yùn)工具，本發(fā)明的原理也可應(yīng)用于兩-船體結(jié)構(gòu)中。在兩-船體樣式中，船體基本上沿水運(yùn)工具的全長(zhǎng)延伸，每個(gè) 船體在其本身和水運(yùn)工具的平臺(tái)之間具有柔性裙邊或簾隔層。在其他方面， 船體的懸置部基本上與上述單對(duì)船體相同。
所描述的實(shí)施例具有舷內(nèi)推進(jìn)單元，當(dāng)然也可使用舷外單元，可將其 或者安裝在平臺(tái)上或者安裝在后部船體的后端上。在帆船的情況下，可以 省略自備動(dòng)力單元。
權(quán)利要求
1.一種適于在劇烈顛簸的水面條件下運(yùn)行的水運(yùn)工具，包括中央平臺(tái)；至少一對(duì)船體單元，該對(duì)船體單元位于所述平臺(tái)的相對(duì)側(cè)上并在所述平臺(tái)下方延伸，每一船體單元包括附聯(lián)到所述平臺(tái)的安裝部和后船體，該后船體在其前沿處通過(guò)至少一個(gè)結(jié)合部被連接到所述安裝部，所述結(jié)合部被安置成限制所述船體相對(duì)于所述平臺(tái)橫向和軸向運(yùn)動(dòng)，但允許其圍繞所述安裝部樞轉(zhuǎn)，所述船體具有足夠的浮力以將該船舶支撐于水中而平臺(tái)與水不接觸；及至少一對(duì)懸置組件，其被安置成支撐相應(yīng)的船體單元，每一懸置組件包括懸置部件，該懸置部件從所述平臺(tái)延伸到在對(duì)應(yīng)的安裝部的船體后部上的安裝點(diǎn)且被安置成調(diào)節(jié)所述船體相對(duì)于所述平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)并緩沖所述船體的運(yùn)動(dòng)。
2. 如權(quán)利要求1所述的水運(yùn)工具，其中，包括兩對(duì)船體單元，前部一 對(duì)和后部一對(duì)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的水運(yùn)工具，其中，每個(gè)船體單元包括位于體支撐部通過(guò)第一鉸鏈結(jié)合部在其前端處被連接到所述安裝部的后端，且 通過(guò)第二鉸鏈結(jié)合部在其后端被連接到所述船體的前端。
4. 如權(quán)利要求3所述的水運(yùn)工具，其中，每個(gè)船體單元沿橫向于其縱 向軸線的方向具有大致"S"形的輪廓并帶有由附聯(lián)到所述平臺(tái)的所述安裝 部限定的前端和由所述相應(yīng)的后船體的后端限定的后端，所述船體單元的 后端低于其前端。
5. 如權(quán)利要求3或4所述的水運(yùn)工具，其中，沿平行于所述平臺(tái)的縱 向軸線方向的所述可動(dòng)船體支撐部的長(zhǎng)度是沿相同方向的所述后船體的長(zhǎng) 度的20%到40%。
6. 如權(quán)利要求3到5中任一項(xiàng)所述的水運(yùn)工具，其中，在每個(gè)船體的 所述前端處的垂直運(yùn)動(dòng)的最大范圍是所述船體的所述后端處的垂直運(yùn)動(dòng)的 最大范圍的10%到30%。
7. 如權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)所述的水運(yùn)工具，其中，每個(gè)船體在其 前端處的沿橫向于所述平臺(tái)的縱向軸線方向的寬度是沿相同方向所述船體的最大寬度的50%到100%。
8. 如權(quán)利要求7所述的水運(yùn)工具，其中，每個(gè)船體在其前端處的寬度 約為所述船體的最大寬度的60%。
9. 如權(quán)利要求1到8中任一項(xiàng)所述的水運(yùn)工具，其中，每個(gè)船體在其 前端處的垂直截面深度是所述船體的最大垂直截面深度的2%到20%。
10. 如權(quán)利要求9所述的水運(yùn)工具，其中，每個(gè)船體在其前端處的垂直 截面深度約為最大垂直截面深度的10%。
11. 如權(quán)利要求1到10中任一項(xiàng)所述的水運(yùn)工具，其中，每個(gè)船體單 元從其前端相對(duì)于所述平臺(tái)的縱向軸線向后和向外彎曲。
12. 如權(quán)利要求3到6中任一項(xiàng)所述的水運(yùn)工具，其中，包括處于所述 船體和所述可動(dòng)船體支撐部之間的輔助懸置單元，該輔助懸置單元被構(gòu)成 為控制所述相關(guān)船體和所述可動(dòng)船體支撐部之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
13. 如權(quán)利要求12所述的水運(yùn)工具，其中，所述輔助懸置單元包括彈 簧和緩沖裝置。
14. 如權(quán)利要求12或13所述的水運(yùn)工具，其中，所述輔助懸置單元包 括止動(dòng)機(jī)構(gòu)，該輔助懸置單元被預(yù)先張緊，致使在所述水運(yùn)工具靜止不動(dòng) 時(shí)所述船體相對(duì)于所述可動(dòng)船體支撐部呈完全伸展的位置。
15. 如權(quán)利要求1到14中任一項(xiàng)所述的水運(yùn)工具，其中，相對(duì)于所述 平臺(tái)支撐所述船體的所述懸置組件的每一個(gè)包括后臂，該后臂在其第一端 或鄰近其第一端之處可樞轉(zhuǎn)地連接到所述平臺(tái)，在其第二端或鄰近其第二 端之處連接到對(duì)應(yīng)的船體。
16. 如權(quán)利要求15所述的水運(yùn)工具，其中，每個(gè)懸置組件包括被連接 于所述平臺(tái)和所述后臂之間、所述后臂兩端中部的點(diǎn)處的懸置元件。
17. 如權(quán)利要求16所述的水運(yùn)工具，其中，所述懸置元件包括彈簧和 緩沖裝置。
18. 如權(quán)利要求17所述的水運(yùn)工具，其中，所述懸置元件包括至少一 個(gè)液壓致動(dòng)器。
19. 如權(quán)利要求15到18中任一項(xiàng)所述的水運(yùn)工具，其中，每個(gè)懸置組 件被預(yù)先張緊，致使在所述水運(yùn)工具靜止不動(dòng)時(shí)每個(gè)對(duì)應(yīng)的船體相對(duì)于所 述平臺(tái)呈完全伸展的位置。
20. 如權(quán)利要求1到19中任一項(xiàng)所述的水運(yùn)工具，其中，包括在至少 一對(duì)船體單元和所述平臺(tái)之間延伸的柔性壁，借此在所述船體單元之間、所述水運(yùn)工具下方限定出空氣流動(dòng)通道。
21. 如權(quán)利要求20所述的水運(yùn)工具，其中，所述柔性壁包括多塊重疊 條板，每塊條板可樞轉(zhuǎn)地安裝以調(diào)節(jié)所述船體單元和所述平臺(tái)之間的相對(duì) 運(yùn)動(dòng)。
22. 如權(quán)利要求20或21所述的水運(yùn)工具，其中，包括至少一個(gè)在所述 水運(yùn)工具的船尾處的擋板，該擋板被安置成至少部分地靠近所述通道的后 端，以便在使用中被限于所述通道中的空氣所提供的提升力最大。
23. 如權(quán)利要求22所述的水運(yùn)工具，其中，至少一個(gè)所述擋板被安置 成當(dāng)所述船體受到大的偏移時(shí)所述擋板與對(duì)應(yīng)的后部船體嵌合，以便在使 用中將擋板升起而不與水接觸。
24. 如權(quán)利要求1到23中任一項(xiàng)所述的水運(yùn)工具，其中，包括至少一螺旋推進(jìn)器被安裝在船體單元的每一相應(yīng)的后端上，所述螺旋推進(jìn)器通過(guò) 可伸縮的驅(qū)動(dòng)軸被連接到所述至少 一個(gè)推進(jìn)單元上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用于在劇烈顛簸的水面條件下運(yùn)行的水運(yùn)工具。該水運(yùn)工具包括中央平臺(tái)(13)以及兩對(duì)船體單元(60)，前部一對(duì)和后部一對(duì)。船體單元位于平臺(tái)的相對(duì)側(cè)上并延伸于平臺(tái)下方，每個(gè)船體單元包括附聯(lián)到平臺(tái)的安裝部(54)及通過(guò)可動(dòng)船體支撐部連接到該安裝部的后船體。通過(guò)結(jié)合部(58，62)連接這些船體單元的零件，所述結(jié)合部被安置成限制船體相對(duì)于平臺(tái)(12)的橫向和軸向運(yùn)動(dòng)但允許其圍繞安裝部(54)樞轉(zhuǎn)。每個(gè)船體單元具有懸置組件，該懸置組件被安置成支撐對(duì)應(yīng)的船體單元并包括懸置部件(66)，該懸置部件從平臺(tái)(12)延伸到相應(yīng)安裝部的船體后部上的安裝點(diǎn)(20)，并被安置成可調(diào)節(jié)相關(guān)船體相對(duì)于平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)和緩沖船體的運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)B63B1/16GK101370707SQ200580052559
公開日2009年2月18日 申請(qǐng)日期2005年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月23日
發(fā)明者托馬斯·W·邁耶 申請(qǐng)人:托馬斯·W·邁耶