專利名稱：帶有加壓氣墊的船的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及航海船舶，通過使用在船體底面凹座內(nèi)設(shè)置的加壓支承氣墊，使船的行駛效率更高。
本發(fā)明是對(duì)本申請人早期在這方面(通常叫做“空氣調(diào)節(jié)船體”)的若干發(fā)明的進(jìn)一步完善。所有這些發(fā)明都要求將壓縮空氣引入船體底面的凹座中，以增大航行速度，提高運(yùn)載能力，并提高穩(wěn)定性。這種改善是由于在多數(shù)情況下加壓氣墊支承著大約80%～90%的船的重量。提高了在高速行駛中的效率主要是由于降低了浸水面積阻力，與普通形式的船體相比，通?？山档蛶讉€(gè)數(shù)量級(jí)。
本發(fā)明與申請人早期的專利相比，從使用多個(gè)的、大致平行的和寬艙位的船體的觀點(diǎn)來看，有明顯的進(jìn)步。這種效果就是與普通的氣墊支承航海器例如水上活動(dòng)船(SES)相比，在許多情況下改變了和改善了船的穩(wěn)定性和行駛阻力以及各種性能特征。現(xiàn)有技術(shù)的水上活動(dòng)船(SES)具有薄的平行的舷側(cè)船體，這種船體用全跨度柔性密封件從頭到尾橫向連接，由此形成的空間充入壓縮空氣，以產(chǎn)生大的提升力。這樣，可以看到，這種船在水面上具有一種整體的相當(dāng)寬的矩形復(fù)蓋面。
美國海軍于80年代初投資研究了一種采用雙船體式舷側(cè)船體的船，每個(gè)舷側(cè)船體是一艘普通的SES，如前所述，普通的SES是一種加壓縮空氣的氣墊船，它的前后(船頭、船尾)在平行的舷側(cè)船體之間裝有全跨度柔性密封件。在海軍的構(gòu)想中，成對(duì)的普通SES舷側(cè)船體由跨接甲板或浸水底板結(jié)構(gòu)隔開并連接。它們的舷側(cè)船體不僅是平行的，而且每個(gè)舷側(cè)船體都具有薄板狀的并且完全延伸到浸水底板處的側(cè)面，浸水底板向外延伸實(shí)際形成了加壓氣體凹座的上表面，這一點(diǎn)可以從F.W.Wilson等人的文章“水上活動(dòng)雙體船-設(shè)計(jì)進(jìn)展的評(píng)價(jià)”的圖2中看出來，這篇文章刊登在美國海軍工程師協(xié)會(huì)出版的《海軍工程師雜志》1983年5月號(hào)P301～311。該文章詳細(xì)綜述了海軍的雙體船舷側(cè)船體氣墊的設(shè)計(jì)方案。為了簡化起見，本文下面將把海軍的設(shè)計(jì)方案簡寫為SECAT(“水上活動(dòng)雙體船”的縮寫)。
SECAT的概念是每個(gè)舷側(cè)船體的柔性船頭密封件將接觸波浪，而且，只要波浪的高度不會(huì)接觸到凹座浸水底板，它們便能順利地通過舷側(cè)船體的凹座。盡管SECAT的分析和模型研究還在進(jìn)行中，但是對(duì)于實(shí)際的全尺寸船只或原型船只似乎已經(jīng)不再作持續(xù)的研究。SECAT還要求給瘦長的懸臂式舷側(cè)船體板以額外的結(jié)構(gòu)重量，而且其離墊性能甚差?？磥?，上面所述的問題加上在每個(gè)側(cè)船體的凹座中十分高而窄的并且難于維修的柔性密封件造成在波濤中行駛時(shí)浸水面積阻力的驚人增大，可能阻礙著上述研究的繼續(xù)進(jìn)行。因?yàn)?，與普通的單艙SES相比，該柔性密封件在每個(gè)舷側(cè)船體的船內(nèi)側(cè)上的附加上下運(yùn)動(dòng)，會(huì)造成浸水面積的增加。
美國專利No.1，307，135采用了雙氣墊浮體，其浮體是由一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣充氣的。該專利的主要意圖是制造一種裝置來提高水上飛機(jī)的性能，該水上飛機(jī)能實(shí)現(xiàn)水上航行或空中航行。按照該專利說明書的第2頁96～106行所述，“而且，還可認(rèn)識(shí)到，當(dāng)水上飛機(jī)在空中飛行時(shí)，水翼與支承壓力之間將發(fā)生相應(yīng)的傳輸作用，(支承壓力是廢氣壓力源所提供的)，在此情況下所產(chǎn)生的摩擦阻力的減小將是明顯的，因?yàn)檫M(jìn)入水翼與空氣壓力之間的彈性流體的密度相對(duì)地較輕”。這一點(diǎn)在美國專利No.1，307，135的說明書第2頁22～24行進(jìn)一步闡述了，它說“浮體就像用支桿9支承機(jī)身8一樣，代表支承機(jī)構(gòu)的機(jī)翼由10表示”。所述的支承機(jī)構(gòu)10實(shí)際上是飛機(jī)的機(jī)翼。
美國專利No.4，393，802公開了一種單船體，它具有一個(gè)中央加壓氣墊和雙重外凹座，該凹座在不帶尾部密封機(jī)構(gòu)的尾端敞開，以便限制側(cè)氣墊中的壓力。美國專利No.3，191，572;3，606，857;和4，031，841提出了各種改型的空氣潤滑多船體。但是，所有這些在它們尾端都存在不能封閉的空氣層，因?yàn)樗鼈儧]有尾部氣墊密封件。因此它們不能密封舷側(cè)船體下的空穴或凹座內(nèi)的空氣壓力。它們簡單地采用活塞或空壓機(jī)壓縮的空氣來潤滑舷船體的底部，或采用一種裝置加速水流從空氣潤滑的舷側(cè)船體底部后端的開口排出。由于它們都沒有限制舷側(cè)船體凹座中氣墊壓力的機(jī)構(gòu)，故不能用加壓氣墊支承大部分的船體重量。
本發(fā)明的目的是發(fā)揚(yáng)先前的“空氣調(diào)節(jié)船體”發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，并同時(shí)進(jìn)一步改善船的穩(wěn)定性和性能。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供了一種帶有設(shè)置在雙船體式舷側(cè)船體中的支承氣墊的船，所述的雙船體式舷側(cè)船體與船體連接結(jié)構(gòu)機(jī)械連接，所述的支承氣墊由氣體壓縮機(jī)構(gòu)供給加壓氣體，其特征在于每個(gè)雙體船式舷側(cè)船體有一凹座，該凹座至少部分地限制加壓氣墊，每個(gè)所述的雙體船式舷側(cè)船體有內(nèi)側(cè)壁和外側(cè)壁，并且如果在所述船的水平浸水平面上看去，至少一個(gè)上述雙船體式舷側(cè)船體中，上述的凹座在其從前頭過渡到船尾的縱向長度的至少一部分長度上寬度加大，當(dāng)上述的船在平靜海面以25海里/小時(shí)以上的速度行駛時(shí)，氣墊增壓到足以支承著船的大部分重量。
舷側(cè)船體最好基本上是普通的船形，如果在貫穿船只高速行駛的平靜海面水線的平面上看，它實(shí)際上是尖船頭形。舷側(cè)船體可以是對(duì)稱的或是不對(duì)稱的。而且，一個(gè)或者兩個(gè)舷側(cè)船體的側(cè)壁的浸水面可以發(fā)散，以便使氣墊從船頭至船尾加寬。一個(gè)舷側(cè)船體的側(cè)壁的浸水面可以從前面向外發(fā)散，并使其后部的至少一部分變成平行。舷側(cè)船體的外側(cè)壁浸水面可以比該舷側(cè)船體的內(nèi)側(cè)壁浸水面寬一些。而且，舷側(cè)船體的側(cè)壁的浸水面最好是較直的舷，或者前面較平坦，至后面變成比較彎曲。再者，舷側(cè)船體內(nèi)側(cè)壁的下表面，平均說來，其高度高于該舷側(cè)船體外側(cè)壁的下表面。而且，舷側(cè)船體可以向前伸出主船體結(jié)構(gòu)外。還可以應(yīng)用中央船頭形式，在此情況下，這種中央船頭增加了船頭和船尾的穩(wěn)定性，并減小浸水底板的浸水面積，特別是當(dāng)船在巨浪中行駛的時(shí)候，更是如此。中央船頭可以向前伸出舷側(cè)船體外。中央船頭可做成不同形狀，例如，最好是深V形、倒V形等。還可以做成大致上是垂直的臺(tái)階，用以減小船在波濤中行駛時(shí)舷側(cè)船體的垂直浸水面積。周圍的空氣向下充入垂直的臺(tái)階內(nèi)。垂直臺(tái)階可以傾斜，所以水不僅從舷側(cè)船體沖向外，而且沖向下，從而增加對(duì)舷側(cè)船體的升力。舷側(cè)船體的形狀可以做成垂直臺(tái)階前面寬些，后面窄些，從而減小對(duì)舷側(cè)船體臺(tái)階向后面噴射的沖擊力。舷側(cè)船體在變窄臺(tái)階部分之下可以是全寬度，從而形成全寬度氣墊，并形成一個(gè)全寬度提升表面，同時(shí)又仍然保持沿著垂直設(shè)置的通風(fēng)臺(tái)階成錐形的舷側(cè)船體側(cè)壁的優(yōu)點(diǎn)?？梢栽诮装宓牡酌嫜b上一個(gè)空氣紊流發(fā)生器，以限制浸水底板下的氣流，從而在浸水底板下面形成靜氣壓升力?？梢匝b上船頭和/或凹座的活動(dòng)密封件，它們相對(duì)于舷側(cè)船體是可活動(dòng)的?；顒?dòng)的船頭密封件可以與它前面的尖船頭形狀結(jié)合起來應(yīng)用，從而獲得成本低且外觀誘人的簡單固定的破浪船頭?；顒?dòng)的船頭密封件的設(shè)計(jì)包含一系列密封件或零件，每個(gè)密封件都能浮在水面，從而形成有效的氣體密封。船頭密封件最好是能夠從側(cè)面自密封，而且后面的密封件有助于在它們前面的密封件的密封?；顒?dòng)的船頭密封件最好具有彎曲的或者與后面密封件的相應(yīng)位移成一角度的尾部表面，從而使氣墊中形成良好的加壓氣體的密封。活動(dòng)密封件最好盡可能用結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高的材料來制造，因?yàn)檫@種活動(dòng)密封件不需要用柔性材料來制造。隨意活動(dòng)的密封件的優(yōu)點(diǎn)在于，活動(dòng)密封件可用鉸鏈或其他簡單機(jī)構(gòu)連接到船體上。隨意活動(dòng)的船頭密封件最好做成有成形的下表面，例如最好是倒V形，以提供良好的水面軌跡，并降低破浪沖擊載荷。在氣墊凹座中可裝上輔助的弓形件，以助提高船體的穩(wěn)定性，并幫助在波濤中行駛時(shí)沖破船體下的波浪。上述輔助的弓形件可做成倒V形，其下部置于接近舷側(cè)船體的側(cè)面，從而增加船體在搖擺中的穩(wěn)定性，并且減小倒V形密封件順流浸水的凹座內(nèi)表面積。一個(gè)受向下的力偏壓的活動(dòng)密封件裝在前后舷側(cè)船體增壓氣墊之間。這種密封件可做成多個(gè)浸水雪撬式零件。凹座的輔助的弓形件內(nèi)可能受到偏壓，或者，凹座的船外側(cè)低于船內(nèi)側(cè)，因而進(jìn)一步提高船的搖擺穩(wěn)定性。結(jié)構(gòu)上完整而可靠的船尾固定密封件可以隨意地與活動(dòng)的船尾密封件連接，這有助于氣體密封，控制船體平衡，和/或使水流沖向位于船尾活動(dòng)密封件后面的推進(jìn)器。船尾的固定密封件可以具有一個(gè)較低的表面，該表面比該固定式船尾密封件的前面部分稍為平坦些，這就為航行船只的尾端提供了高效的滑行表面。船尾密封件可以具有一個(gè)有低的波浪沖擊力，并且至少部分是倒V形(從航行中的一個(gè)底平面看去或從魚眼看去)的下表面。船尾密封件可嵌入一個(gè)嵌塊，以減少船尾密封件高阻力的浸水面積。船尾密封件中的這一嵌塊可以充入加壓氣體。船尾密封件的固定的結(jié)構(gòu)部分可以擴(kuò)大，按照其各部分的數(shù)學(xué)求和來說，可超過凹座寬度的大半。從船體的垂直橫向平面上看去，船尾密封件的固定結(jié)構(gòu)部分在它們的寬度的大部分上可以與水平面成一定角度，以減小在狂濤中的波浪沖擊力?？梢匝b入氣體壓力控制機(jī)構(gòu)用以調(diào)節(jié)至少在凹座部分的氣體壓力。調(diào)節(jié)該凹座部分的氣體壓力有助于維持船體在巨浪中有最佳的平衡?？梢杂每刂破鱽砜刂茪鈮嚎刂茩C(jī)構(gòu)的動(dòng)作，從而控制凹座中的氣壓。上述控制器可以接受有關(guān)船體方向和船體凹座中壓力值的輸入信號(hào)。
按照本發(fā)明的最佳實(shí)施例，相隔開較寬的瘦長形氣墊船體，綜合地說，具有比單一的寬氣墊船體顯著降低了低速或“峰值”速度阻力的特征。而大型的具有單一氣墊的寬氣墊船體在很高速度下通常具有較小的阻力。那是部分地由于在分開的雙船體式舷側(cè)船體的船內(nèi)側(cè)上增加了所需的額外側(cè)壁，而使浸水面積阻力增大。本發(fā)明作了一些努力來減少那種浸水面積的影響，其方法是應(yīng)用了垂直設(shè)置臺(tái)階的新概念，最好是將表面的空氣向下引入垂直設(shè)置的臺(tái)階中。最好其側(cè)壁沿垂直向在船后方向逐漸向里的錐形狀，以減小由于浪花對(duì)臺(tái)階沖擊造成的阻力。
由于本發(fā)明在其最佳實(shí)施例中采用了實(shí)質(zhì)上是船形的舷側(cè)船體，所以以其最佳的狀態(tài)完成了上述的設(shè)計(jì)方案，所述的舷側(cè)船體，如果從船體的浸水的一個(gè)動(dòng)態(tài)水線平面來看，具有一個(gè)普通的尖船頭和平切的船尾形狀。至少有一塊舷側(cè)船體龍骨板在船頭的后面向外發(fā)散，然后在其后面長度的大部分變成基本上平行。在最佳實(shí)施例中，舷側(cè)船體是對(duì)稱的，但是，不對(duì)稱的舷側(cè)船體也可以用。固定的和/或活動(dòng)的密封件可以用在舷側(cè)船體的增壓氣體凹座內(nèi)，也可以用在靠近舷側(cè)船體凹座的地方。
本發(fā)明的另一實(shí)施例在雙體船式氣墊舷側(cè)船體上采用了比船外側(cè)壁更窄的船內(nèi)側(cè)壁。其理由是，穩(wěn)定船體的橫向的瞬時(shí)力多半是由船外側(cè)壁提供的，因?yàn)樗鼈兙啻w垂直中心線平面的距離更大得多。因此，從橫向穩(wěn)定性的觀點(diǎn)來說，采用寬的船內(nèi)側(cè)壁對(duì)穩(wěn)定性的提高極其有限，而采用較窄的船內(nèi)側(cè)壁則可產(chǎn)生較低的浸水船體阻力。
至于進(jìn)一步減小船體阻力，本研究表明采用前頭具有直的或更確定的船舷而后面有較彎曲的側(cè)壁形狀會(huì)有好處。前頭較直的船舷可帶來在狂濤中更好的穩(wěn)定性，而后尾較彎曲的側(cè)壁形狀將產(chǎn)生較小阻力。船尾彎曲的側(cè)壁形狀通常是圓弧形的。
船內(nèi)側(cè)壁的下表面的高度最好高于船外側(cè)壁的下表面，其作用是減小船體阻力，因?yàn)榇瑑?nèi)側(cè)壁浸在水中的部位較少。這是有可能的，因?yàn)榇瑑?nèi)側(cè)壁距船體垂直中心線平面較近，因此，在船體搖擺過程中，它經(jīng)受較小的垂直位移。
如上所述，在最佳實(shí)施例中，舷側(cè)船體具有大致成尖形的、可以采用淺的凹座的船頭，因?yàn)檫@種尖的船頭可分開迎面而來的波浪，使它們直沖舷側(cè)船體的兩側(cè)，而不允許它們?nèi)客ㄟ^舷側(cè)船體的凹座。舷側(cè)船體具有頗似船形的尖船頭和平切的船尾，這一點(diǎn)可從其最佳實(shí)施例中的一個(gè)舷側(cè)船體的水平水線橫截面的輪廓線上看出來。這可以與SECAT相比較，在SECAT中，每個(gè)SECAT的舷側(cè)船體在水面上有矩形的覆蓋面，如上面所提到的SECAT文章中P306圖11所示。而且，在舷側(cè)船體中具有垂直臺(tái)階的最佳實(shí)施例將大大限制在巨浪中航行時(shí)舷側(cè)船體的外側(cè)或海面?zhèn)冉娣e阻力的增加。上面所述的優(yōu)點(diǎn)哪一條也不會(huì)降低性能，并且在增壓系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)確實(shí)至少能提供相當(dāng)良好的普通雙體船式船體的性能。這是由于較淺的氣墊和任意的凹座密封件能形成比SECAT的雙氣墊設(shè)計(jì)要多得多的船體在水下。這是由于SECAT的設(shè)計(jì)對(duì)船頭船尾的浸水底板采用了全深度的凹座，并帶有全深度的柔性密封件，這種設(shè)計(jì)采用平行的瘦的側(cè)船身，并從頭到尾都延伸至浸水底板，而組成雙船體式舷側(cè)船體的每一側(cè)面。很容易看到，當(dāng)關(guān)掉增壓機(jī)時(shí)，SECAT的設(shè)計(jì)的功能一定很像一葉百合的浮葉。
采用密封件將凹座分開幾部分也有好處，可減小在巨浪中行駛時(shí)浸水的凹座表面積。尤其是在采用擇優(yōu)的倒V形密封件設(shè)計(jì)時(shí)更是如此，因?yàn)檫@樣的設(shè)計(jì)形狀在舷側(cè)船體側(cè)壁上有最低點(diǎn)，因而導(dǎo)引波浪順流離開倒V形密封件下游的凹座垂直表面。凹座密封件也在前后形成若干個(gè)較小的能夠被分別加壓的凹座，以便幫助船體平衡。采用由船上的控制器操縱的壓力控制閥進(jìn)行分別的加壓，所述控制器可顯示船體的航向和凹座中的壓力。
在采用舷側(cè)船體中的前后分離開的氣墊的情況下，本研究表明需要一個(gè)活動(dòng)的密封件，該密封件的最佳結(jié)構(gòu)形式是彈簧或其他加力構(gòu)件向下偏壓，并安裝在兩個(gè)氣墊之間，因此活動(dòng)密封件可有效地浮在水面。當(dāng)前頭的氣墊受到比后部的氣墊更大的壓力時(shí)便對(duì)密封件施加向下的力。需要活動(dòng)密封件的原因在于，舷側(cè)船體的前端和后端跟隨著波浪型式，而靠近舷側(cè)船體的中間部分則經(jīng)歷了氣墊內(nèi)的升起和降落的波浪型式。
在最佳實(shí)施例中，設(shè)置在舷側(cè)船體的內(nèi)部(通常部分地在其前頭)的中央船頭大有好處。首先，在外觀上，如果中央船頭向前延伸，從頂面看或從輪廓上看，頗像一艘游艇的尖船頭;第二，可提供在巨浪中航行時(shí)良好的乘坐平穩(wěn)性，因?yàn)橹醒氪^有助于防止船在狂濤中船頭向下傾斜;第三，中央船頭有助于防止船在惡浪中航行時(shí)浸水底板受到猛擊，因?yàn)楫?dāng)遇到大浪時(shí)，它能提起船的前面部分，然后導(dǎo)引波浪脫離浸水底板。
下面結(jié)合


本發(fā)明，附圖中圖1是按照本發(fā)明的船的右側(cè)視圖;
圖2是圖1所示的船的底視平面圖;
圖3是圖1所示的船在巨浪中行駛時(shí)的右側(cè)視圖，圖中示出其船頭向上傾斜;
圖4是沿圖2中4-4線的中心線剖視圖;
圖5是沿圖2中5-5線的剖視圖;
圖6是沿圖2中6-6線的剖視圖;
圖7是圖1所示的船去掉甲板后的頂視平面圖;
圖8是沿圖4的8-8線的剖視圖;
圖9是圖1所示船的正視圖;
圖10是圖1所示船的后視圖;
圖11是沿圖2、5、6、7中的11-11線的剖視圖;
圖12是沿圖2、5、6、7中的12-12線的剖視圖;
圖13是沿圖2的13-13線的剖視圖;
圖14是圖13中所示的密封機(jī)構(gòu)的透視圖;
圖15是右舷側(cè)船體的中間活動(dòng)密封機(jī)構(gòu)沿圖2的15-15線的剖視圖;
圖16是沿圖2的16-16線的剖視圖;
圖17是沿圖2的17-17線的剖視圖;
圖18是沿圖2的18-18線的剖視圖;
圖19是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的船的右側(cè)視圖，這種船帶有很長的、向前延伸的舷側(cè)船體的頭部;
圖20是圖19所示船的底視平面圖;
圖21是沿圖20的21-21線的剖視圖;
圖22是沿圖20的22-22線的剖視圖;
圖23是沿圖20的23-23線的剖視圖;
圖24是沿圖20的24-24線的剖視圖;
圖25是沿圖20的25-25線的剖視圖;
圖26是沿圖20的26-26線的剖視圖;
圖27是沿圖20的27-27線的剖視圖;
圖28是沿圖20的28-28線的剖視圖;
圖29是沿圖20的29-29線的剖視圖;
圖30是一些典型的中間活動(dòng)密封件和一個(gè)鉸銷的透視圖;
圖31是一個(gè)中間密封件和作動(dòng)器的透視圖。
下面參見附圖，特別是圖1。圖1示出了一艘行駛在如海面水線34所示的平靜的海面上的船37。圖中示出了右舷側(cè)船體95、右舷側(cè)船體外側(cè)壁113、舷側(cè)船體船舷42、主船體船舷72、主船體中央船頭38、甲板線46、艉構(gòu)架97、位于船體水面36附近的推進(jìn)器131(圖中是一個(gè)水面螺旋漿驅(qū)動(dòng)器)和位于垂直方向上的通風(fēng)階梯式水密艙47。在本發(fā)明的一些最佳實(shí)施例中，垂直設(shè)置的通風(fēng)階梯式水密艙47包括成一定角度的斜線48和一個(gè)垂直方向上的錐形臺(tái)階49。垂直設(shè)置的臺(tái)階式通風(fēng)水密艙47可減少右舷側(cè)船體95的浸水面積(以圖中海平面水線34作為檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn))。當(dāng)船只行駛在巨浪中時(shí)，浸水面積的降低將更為明顯。
圖2示出了船37的底視平面圖，它示出了連接船體的結(jié)構(gòu)99，在在結(jié)構(gòu)99的下面是帶有一個(gè)空氣紊流發(fā)生器39的浸水底板41。在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，連接船體的結(jié)構(gòu)99一般是用機(jī)械辦法與中央船頭38、左舷側(cè)船體96和右舷側(cè)船體95相連接的。在本實(shí)施例中，浸水底板41也與艉構(gòu)架97、主船體上舷72和73相連接。中央船頭38最好以船的垂直中心線平面32為準(zhǔn)對(duì)中，但是也可采用一個(gè)以上的中央船頭38并且中央船頭38也可不必以船的垂直中心線平面32而對(duì)中。船37帶有一個(gè)垂直的中心線平面32、一個(gè)左舷側(cè)船體的垂直中心線平面33和一個(gè)右舷側(cè)船體的垂直中心線平面98。圖中還示出了甲板線46、推進(jìn)器131、舷側(cè)船體外船舷42和內(nèi)船舷43、舷側(cè)船體外龍骨板44和內(nèi)龍骨板45左舷側(cè)船體內(nèi)側(cè)壁110、左舷側(cè)船體外側(cè)壁111、右舷側(cè)船體內(nèi)側(cè)壁112、右舷側(cè)船體外側(cè)壁113、加壓氣源管道84以及舷側(cè)船體的前凹座58、中間凹座59和尾部凹座60。值得注意的是，不管是舷側(cè)船體95還是96都可設(shè)置任意數(shù)量的凹座(從1個(gè)到很多個(gè));并且，其他的船體構(gòu)件例如中央船體38，需要時(shí)也可設(shè)置加壓氣槽。
從圖2還可看出，在左舷側(cè)船體上設(shè)置有固定的倒V字形凹座密封件，并在右舷側(cè)船體上設(shè)置有含有相對(duì)于船體是活動(dòng)的密封件和固定密封件的綜合密封機(jī)構(gòu)。一般說來，兩側(cè)船體上的密封件的形狀最好相同，但是，如圖所示的綜合式密封機(jī)構(gòu)則是非常切實(shí)可行的。固定密封件有前密封件90、中間密封件89和船尾密封件88。從船的一個(gè)垂直剖面圖中可以看出，斜角的密封段100與位置較低且比較水平的密封段101相似。當(dāng)船在波濤中行駛時(shí)，在前面使用更加傾斜的表面100可提供良好的乘坐平穩(wěn)性而較為水平的下表面101則提供較高的動(dòng)力學(xué)效率，因此，這種綜合結(jié)構(gòu)是合理的。左舷船尾密封件88含有一個(gè)嵌塊93，由來自凹座60或其他氣源經(jīng)由導(dǎo)管94送來的增壓氣體作用到嵌塊93上，以便在嵌塊93上形成一個(gè)氣體層，從而降低了船尾密封件88的浸水面積，因而也降低了浸水面積的阻力。
右舷側(cè)船體95的隨意密封機(jī)構(gòu)是位于前面的活動(dòng)密封件51、52、53和54;中間活動(dòng)密封件55和56以及船尾活動(dòng)密封件91?；旧鲜谴怪钡?或者是相平行的)舷側(cè)船體內(nèi)表面通常與活動(dòng)密封件相鄰，并且這種平行的舷側(cè)船體內(nèi)表面57在鄰近活動(dòng)密封件51、52、53、54、55和/或56的尾部處可以成發(fā)散狀。這些活動(dòng)密封件的功能將在下面進(jìn)一步闡述，但是，它們的主要目的是提供此左舷側(cè)船體上的固定密封件更好的氣體密封。
右舷側(cè)船體95的前端可以截掉而形成如圖所示的沒有尖端船頭的船體。本發(fā)明的一種任意實(shí)施例是舷側(cè)船體的船頭可以部分地被截去而使活動(dòng)密封件51之前的舷側(cè)船體形成一個(gè)只有一點(diǎn)或者設(shè)有尖端的中央船頭。
圖3示出了船37行駛在如海面水線34所示的巨浪中時(shí)右舷側(cè)船體的外形。在本實(shí)施例中，中央船頭38向上傾斜?？梢钥闯?，活動(dòng)密封件51、52和53前面的右舷側(cè)船體95向下延伸至龍骨線44的下面以便幫助密封增壓氣體。
圖4示出了中央船頭38后面的浸水底板41的垂直剖視圖(中央船頭38有助于防止波浪猛擊浸水底板41)。浸水底板41實(shí)際上是在船體連接結(jié)構(gòu)99的下面。圖中還示出空氣紊流發(fā)生器39及其對(duì)空氣流的影響(如氣流箭頭40所示)。所產(chǎn)生的紊流減少了空氣流的面積從而增加了空氣紊流發(fā)生器39前面的空氣靜壓力，結(jié)果提高了作用在浸水底板41上的升力。當(dāng)然，這種作用也提高了船37的總效率。圖4中還示出了橫向的前增壓氣流管道82和后增壓氣流管道83。
圖5示出了左舷側(cè)船體96的氣體增壓系統(tǒng)的工作及其他特征。本實(shí)施例所示的氣體增壓系統(tǒng)含有一個(gè)氣體增壓裝置或增壓器驅(qū)動(dòng)馬達(dá)69、前增壓器67、前氣流控制閥75、進(jìn)氣管86、排氣管85、后增壓器68和后氣流控制閥76。在本實(shí)施例中，前增壓器67向前凹座58和中間凹座59供應(yīng)增壓氣體而后增壓器68向后凹座60供應(yīng)增壓氣體。
由于有可能通過氣流控制閥75和76來調(diào)節(jié)凹座58、59和60中的氣壓，因此顯著地改善了船37的俯仰、搖擺和上下起伏特性。這些閥門的工作通常由控制器79控制，控制器79通過連接器92接收作為輸入信號(hào)的來自壓力傳感器87的凹座壓力數(shù)據(jù)。控制器79通常還接收來自陀螺穩(wěn)定器(未示出)的船體方位數(shù)據(jù)(俯仰搖擺和偏航數(shù)據(jù))和來自通常是安裝在控制器79內(nèi)部的加速度計(jì)(未示出)的慣性力加速度數(shù)據(jù)?？刂破?9對(duì)上述信息進(jìn)行處理并依次將控制信號(hào)送到氣流控制閥75和76中?？刂破?9的工作是這樣的，如果船頭的狀態(tài)是向下傾斜的，則控制器79將全部打開前氣流控制閥75并限制流過后氣流控制閥76中的氣流。這種作用將增加前凹座58和中間凹座59中的氣壓并降低后凹座60中的氣壓從而使船37回到了更加正常的平衡位置上。應(yīng)該注意到，如果需要的話，氣流控制閥可以設(shè)置在增壓器67、68和凹座58、59、60之間。氣流控制閥也可設(shè)置來降低凹座58、59和60中的壓力以便調(diào)整船體的位置，但是這種設(shè)計(jì)沒有上述設(shè)計(jì)那樣有效，因?yàn)樗鼘⒗速M(fèi)增壓器的動(dòng)力。
圖5中還示出嵌入船尾固定密封件88的嵌塊93，密封件88帶有比較水平的下表面101，來自后凹座60的增壓氣體就作用在這個(gè)表面上。圖中還示出了中間固定密封件89和前固定密封件90以及更傾斜的密封表面100。氣流用氣流箭頭74表示。
圖6示出了船37航行在如海面水線34所示的狂濤中的剖視圖，此時(shí)，其船頭處在向上傾斜的位置上。至此，采用活動(dòng)的前密封件51、52、53、和54的優(yōu)點(diǎn)就更清楚了，因?yàn)檫@種密封件在船體露出水面時(shí)限制了中間凹座59的漏氣量?？梢钥闯?，在這個(gè)實(shí)施例中，前凹座58露出了海面34從而失去了它的增壓氣體，直到它重新進(jìn)入水里為止。圖6中還示出了本實(shí)施例中位于凹座水線35之上的中間活動(dòng)密封件55和56?？梢钥闯觯诒鞠蟼?cè)船體的中心線剖面圖上，只有活動(dòng)密封件51和55上求出了活動(dòng)密封件的鉸銷50。圖6還示出了由作動(dòng)器62控制其位置的后活動(dòng)密封件91。在本實(shí)施例中，后活動(dòng)密封件91可幫助控制后凹座60中的水平面并協(xié)助將水流引導(dǎo)至水面螺旋漿推進(jìn)器131上。
圖6還示出了氣體增壓和控制系統(tǒng)。它包含增壓器驅(qū)動(dòng)馬達(dá)61、前增壓器67、前氣流控制閥77、后增壓器68、后氣流控制閥78、進(jìn)氣管86、排氣管85、氣流箭頭74、壓力傳感器87、控制器79和連接器92。這種氣體增壓系統(tǒng)的工作和功能基本上與圖5的說明相同，故可參考上面的說明。但是，圖6的控制器79還可通過控制作動(dòng)器62的工作而控制活動(dòng)密封件例如后活動(dòng)密封件91的運(yùn)動(dòng)。圖6中還示出了主驅(qū)動(dòng)馬達(dá)130、中央船頭38和甲板線46。
圖7示出了一種最佳的氣體增壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的平面圖。在這一系統(tǒng)中，左舷側(cè)增壓器65和66由左舷側(cè)增壓器馬達(dá)61驅(qū)動(dòng)，進(jìn)入增壓器中的氣流由氣流控制閥75和76控制。右舷側(cè)增壓器67和68由增壓器驅(qū)動(dòng)馬達(dá)69驅(qū)動(dòng)，進(jìn)入增壓器的氣流由氣流控制閥77和78控制。還有互相連通的導(dǎo)管82和83，萬一左舷側(cè)的增壓器馬達(dá)61失效，它們也可保證有增壓氣體流入左舷側(cè)船體96中，或者，萬一右舷側(cè)的增壓器馬達(dá)69失效，則可保證有增壓氣體流入右舷側(cè)船體內(nèi)。閥80和81通常位于互相連接的導(dǎo)管82和83中。氣流控制閥75、76、78、79、82和83用控制器79通過連接器92協(xié)調(diào)控制。
圖8示出了類似于圖1、3和4的剖面圖中所示的垂直方向上的通氣階梯式水密艙47的工作。這些階梯式水密艙47可顯著地減少舷側(cè)船體的浸水面積(或者單側(cè)船體的浸水面積)，從而降低了船體的浸水面積總阻力。從圖中可以看出，左舷側(cè)船體沿垂直設(shè)置的通風(fēng)階梯式水密艙47的船內(nèi)側(cè)壁(圖8中的下側(cè))基本上平行于左舷側(cè)船體的垂直的中心線剖面33，而船的外側(cè)壁(圖8的上側(cè))則越往船尾的艉構(gòu)架97越朝垂直的中心線平面33往里斜。這種側(cè)壁向里傾斜的理由在于它可減小或消除水(用鄰近船體的水面36的水平面表示)從前一個(gè)垂直設(shè)置的臺(tái)階到下一個(gè)垂直設(shè)置的臺(tái)階49沖擊引起的向后阻力。當(dāng)然，垂直設(shè)置的階梯式水密艙47和/或側(cè)壁的向里傾斜可以設(shè)置在船體的任一側(cè)或兩側(cè)，并且，如果適用的話，也可設(shè)置在中央船頭的其他部位上。
從圖8也可以看出，在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，外船舷42仍保持與內(nèi)船舷43基本平行，并且它們都基本上平行于垂直的中心線平面33。從圖1、3、4可以看出，在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，垂直設(shè)置的階梯式通氣水密艙47實(shí)際上是終止于(或終止在高于)船舷42和43處，因此，可提供更寬、更有效的氣墊和/或船體結(jié)構(gòu)在水面上的覆蓋面積。
圖9是船37的船頭視圖，它示出了本發(fā)明的船具有十分高的、從海面34到浸入底板41間的排除波浪的距離。
圖10和11進(jìn)一步示出了當(dāng)船在無風(fēng)浪的海面上高速行駛時(shí)離開船體的噴水圖型。
圖11是通過后增壓器66和68的典型剖視圖。圖中示出了增壓器排氣管85、互相連接的氣流導(dǎo)管83、互相連接的閥81和氣流箭頭74。
圖11還示出了右舷側(cè)船體95下部為倒V型的活動(dòng)密封件55。通常在兩個(gè)基本上是平行的或垂直的內(nèi)表面57之間動(dòng)作，如右舷側(cè)船體95中所示。通常希望活動(dòng)密封件的底面(至少是它的部分長度)具有一定的形狀，以便提供良好的于恕濤中行駛時(shí)的乘坐平穩(wěn)性。從左舷側(cè)船體96中可以看出，后凹座60的上表面具有最佳的倒V字形。在這一最佳實(shí)施例中，凹座的表面被偏壓使船外側(cè)比船內(nèi)側(cè)占有更大的表面，這樣做的目的實(shí)際上是當(dāng)船與水接觸時(shí)，由于這種偏移會(huì)在船外側(cè)上給予船以較大的升力，從而增加了船的搖擺穩(wěn)定性(也就是，船外側(cè)的升力更加大與船的垂直中心線平面32處的升力差異，結(jié)果便可得到更大的搖擺彎矩)。
圖12是通過前氣流控制閥75和77的剖面圖。圖12也是表示船行駛在狂濤中的情況，其左舷側(cè)船體96的凹座58露出水面，因此，增壓氣體被排空，而右舷側(cè)船體95的凹座仍保持其氣壓，因?yàn)樗幕顒?dòng)密封件52向下延伸到龍骨44和45之下，因此至少有部分密封可防止漏氣。在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，前活動(dòng)密封件52在兩個(gè)基本上是平行的舷側(cè)船體的內(nèi)表面57間動(dòng)作，如本實(shí)施例右舷側(cè)船體95中所示。
圖12也示出了左舷側(cè)船體96的凹座58的上表面上存在類似于圖11所示一樣的偏壓。注意，對(duì)于本發(fā)明的功能，凹座表面不需要向外偏壓可以采用對(duì)稱的凹座表面，或者的確需要時(shí)，也可采用向凹座的船內(nèi)側(cè)偏移的凹座表面。而且，為了使本發(fā)明發(fā)揮作用，盡管舷側(cè)船體的兩側(cè)以它們的垂直中心線平面成對(duì)稱這樣做是最好的，但并不是必須的。
從圖5、6、11和12中可以看出，凹座的平均深度(舷側(cè)船體龍骨44和45以上的距離)比浸水底板41高于舷側(cè)船體的龍骨44和45之上的深度小得多。這是本發(fā)明與本說明書前面背景部分所述的SECAT相比的一個(gè)十分重要的特征，后者的浸水底板的深度與凹座的深度相等。SECAT在前后的每個(gè)舷側(cè)船體凹座中都采用全深度的柔性密封件，以便允許波浪基本都順利地通過，只要波浪的高度比浸水底板的高度低。在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，波浪由每一舷側(cè)船體前端上像弓一樣的船尖分開而引導(dǎo)它們離開凹座。因此，本發(fā)明能夠采用只有浸水底板深度的一半或更少的平均凹座深度。實(shí)際上，在本發(fā)明的很多情況下，可以認(rèn)為，凹座深度為浸水底板深度的25%是合適的和切實(shí)可行的數(shù)值。本發(fā)明采用較淺的凹座深度有下列幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)(1)關(guān)掉增壓器時(shí)，吃水深度較淺;(2)是一種固有的較強(qiáng)的和較輕的結(jié)構(gòu);(3)關(guān)掉增壓器時(shí)具有較好的乘坐平穩(wěn)性和駕駛特性。
圖13示出了右舷側(cè)船體95的前活動(dòng)密封件51、52、53和54處在向下延伸并與海面水線34相接觸的位置上。在本實(shí)施例中，這些前密封件51、52、53和54由鉸銷50固定到舷側(cè)船體的凹座結(jié)構(gòu)58中。圖中只示出最前的活動(dòng)密封件51的鉸銷50，因?yàn)槠渌你q銷50不通過這一結(jié)構(gòu)的舷側(cè)船體的中心線。從圖中可以看出，最后一個(gè)前活動(dòng)密封件54的工作在本實(shí)施例中是由作動(dòng)器62控制的(盡管不一定要用作動(dòng)器來完成這一控制)，也可采用彈簧偏壓機(jī)構(gòu)、緩沖器等(未示出)來對(duì)一個(gè)或全部的活動(dòng)密封件提供復(fù)原力。
圖14示出前密封件51、52、53和54處于它們退回的位置。正如這一最佳實(shí)施例中所示，這些活動(dòng)密封件不僅前后重疊，而且它們的兩側(cè)也互相重疊，這是一種最佳的位置，因?yàn)樗稍诎甲冻鏊鏁r(shí)防止氣流從凹座的兩側(cè)漏出。圖14還清楚地示出了活動(dòng)密封件的鉸銷50式連接機(jī)構(gòu)。值得注意的是，在本實(shí)施例中，鉸銷50并沒有穿透密封件52、53和54，因?yàn)檫@樣做會(huì)妨礙密封件52、53和54的運(yùn)動(dòng)。
圖15示出了放入后凹座60中的中間活動(dòng)密封件55和56。在這種情況下，活動(dòng)密封件55和56緊跟在凹座水線35之后，并且活動(dòng)密封件55和56被退回。圖中還示出了活動(dòng)密封件的鉸銷50。這些后活動(dòng)密封件55和56的結(jié)構(gòu)中含有一種封閉的胞狀泡沫填料70和外蒙皮71。這種制作方法提供了一種重量極輕而強(qiáng)度較高的活動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，這種結(jié)構(gòu)是防潮的，因?yàn)樗捎昧艘环N封閉的胞狀塑料泡沫填料70。最好所有的活動(dòng)密封件都用這種方法制造，但是，其它的制造密封件的方法(包括采用柔性密封材料)也可使用。
圖16示出了用來定位右舷側(cè)船體95中的后活動(dòng)密封件91的傳動(dòng)裝置62。可以看出，在這個(gè)特殊的實(shí)施例中，采用了某種形狀的后活動(dòng)密封件91。
圖17示出了一種任選的緩沖減震器或緩沖器63和右舷側(cè)船體后活動(dòng)密封件91。在后活動(dòng)密封件91的底部做成某種形狀以降低在波濤中水的沖擊載荷。值得注意的是，可以使用一種簡單的彈簧(未示出)或其它的偏壓機(jī)構(gòu)與所示的緩沖減震器63連接在一起或者代替它。
圖18示出了一種后活動(dòng)密封件91的最佳實(shí)施例，它采用一種氣壓彈簧承壓波紋管64來控制右舷側(cè)船體95的后密封件的位置。在本發(fā)明最佳實(shí)施例中，與水接觸的構(gòu)件實(shí)際上是一塊玻璃纖維或其它材料的板狀構(gòu)件。采用氣壓彈簧波紋管的優(yōu)點(diǎn)是(1)在船上就已經(jīng)載有加壓氣源;(2)氣壓波紋管不僅可用作緩沖構(gòu)件，而且也可對(duì)后活動(dòng)密封件進(jìn)行定位;(3)后活動(dòng)密封件91的位置能夠很容易地由圖5、6、7中所示的控制器的輸出信號(hào)進(jìn)行控制，控制器調(diào)節(jié)氣壓閥(未示出)，而氣壓閥則調(diào)節(jié)氣壓彈簧波紋管64中的壓力。
圖19～29示出了一種帶有如右舷側(cè)船體95所示的、具有極其伸長的、向前延伸的舷側(cè)船體的船37的實(shí)施例。這種船具有更有效的長舷側(cè)船體的優(yōu)點(diǎn)和更好的在巨浪中行駛的乘坐平穩(wěn)性，因?yàn)樗南蟼?cè)船體的船頭實(shí)際上是破浪前進(jìn)的而不是越浪前進(jìn)的。在這一實(shí)施例中，舷側(cè)船體的船舷42(通常稱為直舷)終止于船的中部附近。這是因?yàn)樵诒景l(fā)明的這一實(shí)施例中，直舷船體的外側(cè)壁113的前端較平的表面在它們向船中央過渡時(shí)隔合成一個(gè)較為光滑的且較彎曲的表面。這種過渡將使前面船頭處產(chǎn)生更好的穩(wěn)定性而在船尾處又降低了阻力。
圖20是圖19的船37的底視平面圖。左舷側(cè)船體96和右舷側(cè)船體95兩者都帶有前凹座58和后凹座60，前后凹座間由限制在鉸銷50上的活動(dòng)密封件103～108隔開。增壓氣體通過排氣孔84按表示氣流的方向的氣流箭頭74噴入到前凹座58中。舷側(cè)船體后密封件下表面88處的氣墊由傾斜表面115和116引導(dǎo)。舷側(cè)船體的內(nèi)舷43和內(nèi)龍骨板45與右舷側(cè)船體內(nèi)側(cè)壁112和右舷側(cè)船體外側(cè)壁113相鄰接。在這一最佳實(shí)施例中，由于側(cè)壁向后過渡時(shí)是由平的變成彎曲的，故船舷在向船中央的后部前進(jìn)時(shí)就看不見了。至于左舷側(cè)船體內(nèi)側(cè)壁110和外側(cè)壁111，情況也是一樣。
圖20也示出了噴水入口102，從圖20可以看出，舷側(cè)船體和氣墊形狀是不對(duì)稱的，而左舷側(cè)和右舷側(cè)船體的內(nèi)側(cè)壁110和112則基本上是直的。雖然對(duì)稱的舷側(cè)船體船頭的設(shè)計(jì)(如上面圖2所示)是最好的，但是如果適用的話，也可采用任何對(duì)稱的和不對(duì)稱的舷側(cè)船體形狀。這是因?yàn)閷?duì)稱的、或部分對(duì)稱的舷側(cè)船體的形狀將部分波浪偏導(dǎo)到舷側(cè)船體船頭尖部的每一側(cè)，而圖20所示的不對(duì)稱舷側(cè)船體則將所有的波浪都偏導(dǎo)到外側(cè)上。因此，對(duì)稱的舷側(cè)船體在大浪中行駛時(shí)具有最好的乘坐平穩(wěn)性。
圖21示出了舷側(cè)船體的船頭向下傾斜而進(jìn)入海面34的波浪中。從圖中可以看出，尖形的舷側(cè)船體進(jìn)入了一個(gè)波浪中而不是越過它，因而具有較平穩(wěn)的乘坐性能。在船處在圖示的向下傾斜的狀態(tài)時(shí)，前氣墊將自動(dòng)加壓而大于后氣墊的壓力以便使船糾正到水平的位置上。此時(shí)，向左舷前增壓器65供氣的左舷前乘坐品質(zhì)控制閥75將自動(dòng)地全部打開，而向左舷后增壓器65供氣的左舷后乘坐品質(zhì)控制閥76則至少部分關(guān)閉。這種程序?qū)⑹骨鞍甲?8的氣墊獲得最大的壓力而使后凹座60的氣墊的壓力則降至最小，從而使船37恢復(fù)到更加水平的位置上。
最好將浮在或貼在氣墊水面35上的活動(dòng)密封件(如圖示的活動(dòng)密封件106)設(shè)置在舷側(cè)船體的前、后凹座58、60的氣墊之間。通常必須設(shè)置有一種能強(qiáng)迫活動(dòng)密封件向下的機(jī)構(gòu)，例如彈簧109，以便在前凹座58氣墊的壓力高于后凹座60的氣墊時(shí)能保證活動(dòng)密封件仍停留在它的位置上。還應(yīng)該提醒一點(diǎn)，如果需要的話，也可在任何一側(cè)的舷側(cè)船體上設(shè)置附加的氣墊凹座。
圖22示出了左舷側(cè)船體95和右舷側(cè)船體96前端的剖視圖。從圖中可以看出，其下表面與水平線的夾角小于上表面與水平面的夾角。因此可獲得大于入水力的升力，從而在船37的船頭向下傾斜后能協(xié)助恢復(fù)其水平狀態(tài)。
圖23示出了船37前面的形狀，包括位于連續(xù)浸水底板的舷側(cè)船體前端的任選中央船頭38的前端。注意，在本最佳實(shí)施例中，左舷側(cè)和右舷側(cè)船體的外側(cè)壁111、113的這些前端的部位帶有直外舷42和與舷側(cè)船體外龍骨板44相連接的比較平的表面。左舷側(cè)和右舷側(cè)船體的內(nèi)表面110、112十分窄，最好基本上是像一把刀片一樣的削水，以便使阻力減至最小。
圖24示出了左舷側(cè)和右舷側(cè)后增壓器66和68以及它們是如何將增壓氣體送到活動(dòng)密封件103～108的?；顒?dòng)密封件103～108通常是用鉸銷50固定到船體37上的?？諝獍礆饬骷^40所示進(jìn)入到左舷側(cè)和右舷側(cè)的氣流控制閥76、78中，然后由后增壓器66、68增壓并按照氣流箭頭74所示的方向排出。在本實(shí)施例中，由于船37被表示行駛在平靜的海面上，因此，活動(dòng)密封件103～108是水平的，并且浮在氣墊水面35上。它們通常是基本上與船體的活動(dòng)密封件表面57垂直相鄰的。
下面再參見圖24，值得注意的是，左舷側(cè)和右舷側(cè)船體側(cè)壁111和113的下部形狀最好做成比圖22和圖23中所示的前部分的形狀更加彎曲。這種從前面的較平的斜角表面或直舷側(cè)壁表面過渡到后面的較彎曲的表面的方法使船頭具有良好的傾斜穩(wěn)定性并使船尾具有良好的動(dòng)力學(xué)效率。從圖中也可以看出，左舷側(cè)和右舷側(cè)船體的外側(cè)壁111、113比左舷側(cè)和右舷側(cè)船體的內(nèi)側(cè)壁110、112更寬、更深。因此可獲得最高的橫向穩(wěn)定性和最小的阻力。
圖25是與圖24一樣的剖面圖，但是在圖25中，船37向右舷側(cè)搖擺。此時(shí)，活動(dòng)密封件103～108成一定角度因?yàn)樗鼈兏櫄鈮|水面35。最好活動(dòng)密封件(不是固定密封件)如圖2和圖5實(shí)施例所示的左舷側(cè)船體一樣位于舷側(cè)船體氣墊之間，因?yàn)樗鼈兡芨≡谙蟼?cè)船體的內(nèi)側(cè)或氣墊水面35上，而固定密封件則不能，圖25中所示的其他構(gòu)件與上面剛剛詳細(xì)介紹過的圖24中所示的相同，所以就不再重復(fù)了。
圖26是最佳實(shí)施例典型船體的橫截面圖，它示出了剛剛露出水面的船頭剖視圖，而且任何中間活動(dòng)密封件都與圖24和25中所示的相同。在這一最佳實(shí)施例中，舷側(cè)船體僅僅帶有前氣墊和后氣墊，活動(dòng)密封件最好位于舷側(cè)船體水線長度中點(diǎn)的附近或者在水線長度中點(diǎn)偏前一點(diǎn)的位置上。
了解下面的事實(shí)是十分重要的，即左舷側(cè)和右舷側(cè)船體的內(nèi)側(cè)壁110、112比左舷側(cè)和右舷側(cè)船體的外側(cè)壁111、113窄，并且它們與水接觸的下表面的終點(diǎn)也比后者高，因此其動(dòng)力學(xué)阻力最小且搖擺穩(wěn)定性最大。這種效應(yīng)將在下面對(duì)圖27的說明中進(jìn)一步討論。
從圖26中可以看出，在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，舷側(cè)船體的內(nèi)表面115和外表面116是向內(nèi)成一定角度的。
圖27是與圖26一樣的剖視圖，只是此時(shí)船或船體37向右舷側(cè)搖擺。了解下面事實(shí)是很重要的，即在本最佳實(shí)施例中，舷側(cè)船體的內(nèi)側(cè)壁比外側(cè)壁窄并且它們與水接觸的下表面也比后者高，因此，船體的內(nèi)側(cè)壁阻力較小。從圖27中可以看出，在船處于這種搖擺的條件下，左舷側(cè)凹座氣墊的水面35基本上由左舷側(cè)船體相等高度的內(nèi)和外側(cè)壁110和111所限制。同樣重要的是，在正視圖中，右舷側(cè)船體氣墊的水面35較低，因此在較高的壓力下能使右舷側(cè)船體獲得最大的糾正搖擺的上升力矩，因?yàn)榇藭r(shí)右舷側(cè)船體的氣墊壓力較高。
圖28示出了最佳的倒V字形船尾密封件。注意，凹座的內(nèi)、外傾斜表面115、116與水平面的夾角更大，而且，這些表面115、116向上延伸在最佳的倒V字形的頂點(diǎn)處匯合?？梢哉J(rèn)為，本發(fā)明的特征就在于這個(gè)倒V字形，也就是說，凹座的傾斜表面115、116直接地或延長地(如圖所示)在頂點(diǎn)114匯合而形成一個(gè)倒V字形。最好是這一頂點(diǎn)位于船體37的甲板線46之下，至少要比后密封件的形狀高許多，因?yàn)檫@樣就能夠形成一個(gè)能獲得良好的、在狂濤中行駛的乘坐平穩(wěn)性的最佳倒V字形密封件。
圖29示出了船尾凹座的氣體密封件的剖視圖。從圖中可以看出它已演變成幾乎是全跨度的水平表面88，但仍有一處小的倒V字形部位，頂點(diǎn)為114。在最佳的低阻力形狀下，則進(jìn)一步演變成全跨度的基本上是平的船尾密封表面88，如圖20中所示的一樣。從使高速行駛的阻力減至最小的觀點(diǎn)看，也希望左舷側(cè)和右舷側(cè)的內(nèi)壁110、112融合此處的密封表面88中。
圖30示出了某些典型的中間活動(dòng)密封件106、107、108和密封件的鉸銷50。在本實(shí)施例中，活動(dòng)密封件的底面可以處在各種高度上，就像它們浮在波動(dòng)的水面一樣。在圖30中，為了簡化起見，沒有示出向下加力的構(gòu)件(如上面圖21中所示的彈簧)。
圖31示出了一個(gè)單個(gè)的密封件106和鉸銷50，它由彈簧109和固定到船體37上的緩沖器或緩沖減震器63進(jìn)行強(qiáng)行偏壓和緩沖。緩沖器63和彈簧109(單獨(dú)的或如圖所示的綜合的)是一種能對(duì)活動(dòng)密封件106產(chǎn)生附加的向下壓力的好機(jī)構(gòu)，其他的機(jī)構(gòu)也可使用，包括(但不限于)前面圖16、17、18所示的產(chǎn)生力的裝置。
權(quán)利要求
1.一種帶有設(shè)置在雙船體式舷側(cè)船體內(nèi)的支承氣墊的船，所述的雙船體式舷側(cè)船體與船體連接結(jié)構(gòu)機(jī)械連接在一起，所述的支承氣墊由氣體增壓機(jī)構(gòu)供給增壓氣體，其特征在于在每個(gè)雙船體式舷側(cè)船體內(nèi)有一凹座，該凹座至少部分地限制著加壓氣墊，每個(gè)上述的雙船體式舷側(cè)船體具有內(nèi)、外側(cè)壁，若在該船的水平浸水平面上看去，至少一個(gè)上述的雙船體式舷側(cè)船體中的凹座在從其前頭部分過渡到其后部的縱向長度的至少一部分長度上其寬度加寬，當(dāng)上述的船在平靜海面以大于25海里/小時(shí)的速度行駛時(shí)，其氣墊增壓到足以支承船的大部分重量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的船，其特征在于，所述的在一個(gè)雙船體式舷側(cè)船體中的凹座先加寬然后在縱向長度的至少一部分長度上寬度變成較為恒定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的船，其特征在于，所述的在上述的一個(gè)雙體船式舷側(cè)船體中的凹座從前頭到后頭寬度至少加寬25%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的船，其特征在于，如果在上述船的水平浸水平面上看去，至少一個(gè)上述的凹座是至少部分地不對(duì)稱的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4的任一項(xiàng)的船，其特征在于，至少一個(gè)上述的舷側(cè)船體的內(nèi)、外側(cè)壁具有外浸水表面，該表面是至少部分地互相不對(duì)稱的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)的船，其特征在于，至少一個(gè)所述的凹座在雙體船式舷側(cè)船體龍骨的最低部分以上的平均高度比從雙體船式舷側(cè)船體龍骨的最低部分到上述船的浸水底板的距離的50%還小。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)的船，其特征在于，一個(gè)中央船頭與上述的船體連接機(jī)構(gòu)機(jī)械地連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)的船，其特征在于，至少一個(gè)基本上剛性的密封件設(shè)置在至少部分地靠近一個(gè)上述的雙船體式舷側(cè)船體凹座處，所述的基本上剛性的密封件的底面，若在船的至少一個(gè)垂直的橫向剖面上看去，包含若干表面，該表面在所述密封件的大部分寬度上與水平面成一角度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的船，其特征在于，上述的基本上剛性的密封件是至少部分地不對(duì)稱的。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的船，其特征在于，上述的基本上剛性的密封件至少部分地包含若干下密封表面，若在船的一個(gè)垂直橫向剖面上看去，該表面比上述的基本上剛性的密封件的靠近并在上述的下密封表面前面的表面大致更加水平些。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)的船，其特征在于，在至少一個(gè)上述的雙船體式舷側(cè)船體的側(cè)面上垂直設(shè)置通風(fēng)臺(tái)階。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的船，其特征在于，若在上述的船的一個(gè)水平面上看，沿著上述垂直設(shè)置的通風(fēng)臺(tái)階的至少一部分上，上述雙船體式舷側(cè)船體的上述側(cè)表面，后部跨度要比靠近前部的跨度窄些。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)的船，其特征在于，第一個(gè)前活動(dòng)密封件設(shè)置在靠近一個(gè)上述的雙船體式舷側(cè)船體凹座的前面部分，在該處，上述的第一前活動(dòng)密封件相對(duì)于船是活動(dòng)的。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)的船，其特征在于，一個(gè)中間活動(dòng)密封件至少部分地安裝在靠近一個(gè)雙船體式舷側(cè)船體凹座處，該中間活動(dòng)密封件相對(duì)于船是活動(dòng)的。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的船，其特征在于，所述的中間活動(dòng)密封件與一種對(duì)它施加向下的力的壓力機(jī)構(gòu)在機(jī)械上連接。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的船，其特征在于，上述的壓力機(jī)械是，至少部分是有彈性的。
17.根據(jù)權(quán)利要求14、15或16的船，其特征在于，上述中間活動(dòng)密封件由多個(gè)獨(dú)立的零件組成。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至17中任一項(xiàng)的船，其特征在于，在至少一個(gè)雙船體式舷側(cè)船體中有第一凹座和第二凹座。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的船，其特征在于，氣體增壓機(jī)構(gòu)能夠以不同的壓力對(duì)所述的第一凹座和第二凹座供氣。
20.根據(jù)權(quán)利要求1至19中任一項(xiàng)的船，其特征在于，如果在船的至少一個(gè)垂直橫向剖面上看去，當(dāng)船水平地行駛時(shí)，上述的雙體式舷側(cè)船體的上述外側(cè)壁，平均說來，大致低于其內(nèi)側(cè)壁。
21.根據(jù)權(quán)利要求1至20中任一項(xiàng)的船，其特征在于，上述的雙船體式舷側(cè)船體的內(nèi)側(cè)壁，平均說來，大致比其外側(cè)壁要窄些。
22.根據(jù)權(quán)利要求1至21中任一項(xiàng)的船，其特征在于，上述的雙體船式舷側(cè)船體的上述外側(cè)壁有若干下表面，這些表面包含前頭的斜角表面和后頭的較彎曲表面。
23.一種帶有設(shè)置在雙體船式舷側(cè)船體內(nèi)的支承氣墊的船，該雙體船式舷側(cè)船體與船體連接結(jié)構(gòu)機(jī)械連接，所述的支承氣墊由氣體增壓機(jī)構(gòu)供給壓縮氣體，其特征在于，在每個(gè)雙體船式舷側(cè)船體中有一前凹座，該凹座至少部分地限制增壓氣墊，在每個(gè)雙體船式舷側(cè)船體中有一后凹座，該凹座至少部分地限制增壓氣墊，該凹座設(shè)置在至少有大部分位于上述前凹座的后部，上述的前凹座和后凹座至少部分地分開的，氣體增壓機(jī)構(gòu)能夠以不同的壓力對(duì)所述的前凹座和后凹座供氣。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的船，其特征在于，在至少一個(gè)上述的雙船體式舷側(cè)船體中的前凹座，如果在上述船的一個(gè)水平浸水面上看，在其縱向長度的至少一部分長度上其寬度加寬。
25.根據(jù)權(quán)利要求23或24的船，其特征在于，至少一個(gè)基本上剛性的密封件至少部分地設(shè)置在靠近一個(gè)上述的雙船體式舷側(cè)船體凹座處，上述基本上剛性的密封件的底面，如果在船的至少一個(gè)垂直的橫向平面上看，包括若干表面，這些表面在上述密封件的寬度的大部分上與水平面成一角度。
26.根據(jù)權(quán)利要求23、24或25的船，其特征在于，在至少一個(gè)上述的雙船體式舷側(cè)船體的一個(gè)側(cè)表面上有垂直設(shè)置的通風(fēng)臺(tái)階。
27.根據(jù)權(quán)利要求23至26中任一項(xiàng)的船，其特征在于，一個(gè)活動(dòng)密封件設(shè)置在(至少部分地)靠近一個(gè)上述的雙船體式舷側(cè)船體的凹座，在該處，上述的活動(dòng)密封件相對(duì)于船是活動(dòng)的。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的船，其特征在于上述的活動(dòng)密封件與一種可對(duì)它施加向下的力的壓力機(jī)構(gòu)機(jī)械連接。
29.根據(jù)權(quán)利要求27或28的船，其特征在于，上述的活動(dòng)密封件由多個(gè)獨(dú)立的零件組成。
30.根據(jù)權(quán)利要求23至29中任一項(xiàng)的船，其特征在于，平均來說，其內(nèi)側(cè)壁比外側(cè)壁要窄，該外側(cè)壁至少部分地與至少一個(gè)上述的凹座相鄰接。
31.根據(jù)權(quán)利要求23至30中任一項(xiàng)的船，其特征在于，平均來說，其內(nèi)側(cè)壁在高度上比外側(cè)壁高，如果在船的一個(gè)垂直的橫向平面上看，上述外側(cè)壁至少部分地與至少一個(gè)上述的凹座相鄰接。
全文摘要
一種改進(jìn)性能的海船，包含設(shè)置在多船體(通常是雙船體式舷側(cè)船體)中的加壓支承氣墊，在航行中該加壓氣墊支承著船的大部分重量。本發(fā)明采用瘦而長的尖船頭雙船體式舷側(cè)船體，它與船體連接結(jié)構(gòu)用機(jī)械連接。舷側(cè)船體氣墊的外側(cè)壁最好比內(nèi)側(cè)壁寬些、深些。其氣墊側(cè)壁在前頭與較平直表面任意成一角度，然后向船尾過渡到較彎曲的形狀。在舷側(cè)船體之間設(shè)置中央船頭，以提高在巨浪中行駛的穩(wěn)定性。在舷側(cè)船體的凹座中有固定的和/或活動(dòng)的密封件。
文檔編號(hào)B63B1/38GK1068300SQ92105569
公開日1993年1月27日 申請日期1992年7月10日 優(yōu)先權(quán)日1991年7月10日
發(fā)明者唐納德E·伯格 申請人:唐納德E·伯格