專利名稱：一種船的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種船(艇)，特別是一種能夠在大凈載重量下，高速度遠(yuǎn)距離航行的船。這種船可能是一種巡邏快艇，也可能是一種豪華的游船，或類似的船。典型的船長(zhǎng)在10至50米的范圍內(nèi)，滿載排水量在1.5至400公噸的范圍內(nèi)。作為巡邏快艇，通常用于海關(guān)和稅收部門、海岸警衛(wèi)、捕魚保護(hù)、軍事和警務(wù)。
能夠以滑行的方式運(yùn)行的船是公知的。在這種船中，特別是在滑行時(shí)支撐船重的艉部附近，船體的橫剖面通常為“V”形，“V”形的兩臂基本上為平的，與水平面呈一小于25或30度的角，以便保持滑行的方式。對(duì)于滑行船，靜止時(shí)的排水量通常至少為滑行時(shí)的排水量的5或10倍。
這種滑行艇有若干缺點(diǎn)。首先，其乘坐不舒適，特別是在風(fēng)浪大的情況下如此。這是因?yàn)楫?dāng)船艏沖擊波浪時(shí)有“撞”入波浪的趨勢(shì)，引起不舒適并可能傷害乘客。其次，由于這種撞擊動(dòng)作可能引起大的結(jié)構(gòu)應(yīng)力，所以可能顯著地減少船體結(jié)構(gòu)的壽命。第三，這種船并非在所有速度下性能都一樣好。在很低的速度下，它運(yùn)行起來(lái)就象一艘如下面討論的典型的“排水”船。這時(shí)，它完全在水中航行，不顯示出任何滑行的性能。高速時(shí)，它可以以滑行的方式運(yùn)行。然而在中間速度下，它試圖克服其自身的船艏波以達(dá)到滑行的狀態(tài)。這時(shí)其性能的可預(yù)測(cè)性可能較差，因?yàn)樗赡苁情g斷地達(dá)到滑行狀態(tài)，而隨后又可能達(dá)不到滑行狀態(tài)。最后，對(duì)于給定重量的船，克服船艏波并達(dá)到滑行的狀態(tài)所需的功率是非常大的。這一功率要求可能是燃料攜帶量和船的航程的一個(gè)非常嚴(yán)重的限制因素。
除滑行艇以外，另一種是以排水的方式運(yùn)行的船，換句話說(shuō)，一種按照排水量規(guī)則運(yùn)行的船。這種船在水上航行時(shí)不顯示任何明顯的滑行的性能，而是具有由船體牽引力損失限定的最大速度。排水量規(guī)則假定，可獲得的最大速度(以節(jié)為單位)與船長(zhǎng)(以英尺為單位)的平方根成正比。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，比例常數(shù)一般在1.3與1.6之間。因此，排水船具有一由其長(zhǎng)度限定的速度。這種船的速度不能滿足輕型靈便巡邏快艇或類似船的當(dāng)前需要。
除了以排水的方式運(yùn)行的船或滑行艇以外，另一種是以所謂“半排水”的方式運(yùn)行的船。這種船相對(duì)較瘦長(zhǎng)(比如說(shuō)，長(zhǎng)寬比(瘦長(zhǎng)比)大于5比1、6比1，甚至7.5比1)。一方面，其最大速度不由排水量規(guī)則限定。而另一方面，其不顯示出顯著的滑行的性能，因?yàn)檫@種船不產(chǎn)生任何大小的它能躍過(guò)的船艏波。因此，以半排水的方式運(yùn)行的船一般既沒(méi)有以排水方式運(yùn)行的船的缺點(diǎn)，又沒(méi)有以滑行方式運(yùn)行的船的缺點(diǎn)，即，或是缺少速度，或是航程不夠。
順便說(shuō)明一下，在某些相對(duì)來(lái)說(shuō)例外的情況下，半排水型船表現(xiàn)出一些滑行的性能(雖然即使在這些情況下也不能將其描繪成以滑行的方式運(yùn)行)。這些情況包括船以非常小的凈載重量和低燃料負(fù)載及高速運(yùn)行，從而船體受到很大的升力。
瘦長(zhǎng)型半排水船的主要缺點(diǎn)是容易不穩(wěn)定，特別是搖擺穩(wěn)定性較差。這種搖擺不穩(wěn)定性通常是由兩個(gè)因素引起的。首先，船非常瘦長(zhǎng)意味著對(duì)搖擺的阻力很小。其次，這種船的船體表面總是精心設(shè)計(jì)成避免滑行，因此很少有尖銳邊緣，比如那些使旋渦離開這些尖銳邊緣流走而可增加搖擺阻尼的尖棱。
對(duì)這個(gè)問(wèn)題的一種解決方案是采用雙體船或三體船結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)通過(guò)連接兩個(gè)或多個(gè)瘦長(zhǎng)型半排水船體，使其互相隔開來(lái)獲得搖擺穩(wěn)定性。
雙體或三體船有兩個(gè)主要的有關(guān)缺點(diǎn)。首先，它們操縱和控制起來(lái)十分笨拙。其次，它們可能沒(méi)有被動(dòng)自回正能力，因?yàn)楫?dāng)它們被顛倒與它們處于正確的向上方式同樣地穩(wěn)定。
本發(fā)明試圖解決這些問(wèn)題。
按照本發(fā)明提供一種船，它包括一中間船殼構(gòu)件和分別連接于該中間船殼構(gòu)件兩側(cè)并沿其延伸的輔助構(gòu)件，該中間船殼構(gòu)件在水線以下沒(méi)有可在滑行狀態(tài)時(shí)支撐船體的平坦表面，該構(gòu)件的長(zhǎng)寬比不小于5比1，所述輔助構(gòu)件與中間船殼構(gòu)件相比所處深度較淺。船寬與該中間船殼構(gòu)件的寬度之比不大于2。
本發(fā)明可以不受到全部上述各方面的限制。例如，中間船殼構(gòu)件在水線以下沒(méi)有可在滑行狀態(tài)時(shí)支撐船體的平坦表面的特征，該中間船殼構(gòu)件的長(zhǎng)寬比不小于5比1的特征，所述輔助構(gòu)件與中間船殼構(gòu)件相比所處深度較淺的特征，以及船寬與該中間船殼構(gòu)件的寬度之比不大于2的特征都是選擇性的。
在此用到的術(shù)語(yǔ)“長(zhǎng)”和“寬”指的是相關(guān)構(gòu)件的水線長(zhǎng)度或?qū)挾取６€可以以任何便利的方式定義。例如，一般是指船的平均水線水位，即半載荷狀態(tài)下的水位標(biāo)記。如果無(wú)法獲得這些數(shù)據(jù)，該術(shù)語(yǔ)就涉及輕船或卸載船的水位，或者其實(shí)涉及任何其它便利的水線基準(zhǔn)面水位。
在某些情況下，由船的橫剖面上可能并不完全清楚中間船殼構(gòu)件與輔助構(gòu)件之間的連接部分在何處。為了避免疑慮，該連接部分一般通過(guò)相關(guān)的橫剖面曲率從0或正(在中間船殼上)到負(fù)(實(shí)際上位于或接近該連接部分)變化(通常是突然地)的位置來(lái)識(shí)別。
如前面所討論的，中間船殼構(gòu)件的長(zhǎng)度與其寬度之比被稱為瘦長(zhǎng)比。不小于5比1的瘦長(zhǎng)比限定了一種以半排水方式運(yùn)行的船。
通過(guò)提供一種船寬與中間船殼構(gòu)件的寬度之比不大于2的半排水型船，可排除公知船型的許多缺點(diǎn)。由于采用半排水方式運(yùn)行，不需要嚴(yán)格限制速度、燃料或凈載重量。輔助構(gòu)件可使船具有穩(wěn)定性，由于總的船寬和船深的限制，這種船既易于操縱和控制又可以具有被動(dòng)自回正能力。
中間船殼構(gòu)件在水線以下沒(méi)有當(dāng)船滑行時(shí)可支撐船體的平坦表面的限制，保證了該船以半排水方式而不是以滑行的方式運(yùn)行。
該船的船寬與中間船殼構(gòu)件的寬度之比最好不大于1.6、1.7或1.8。事實(shí)上，輔助構(gòu)件越窄越好，只要它們給出足夠的浮力和升力以提供必要的穩(wěn)定性即可。實(shí)際上，船寬與中間船殼構(gòu)件的寬度之比不可能小于例如1.1或1.2。
各輔助構(gòu)件最好基本上沿其全長(zhǎng)連接于中間船殼構(gòu)件。這樣可以提供一種牢固和方便的方法將這兩構(gòu)件連接起來(lái)，特別是如果它們之間是整體成形的。
輔助構(gòu)件最好設(shè)置成對(duì)船體施加液體動(dòng)力提升力。應(yīng)理解為，術(shù)語(yǔ)“液體動(dòng)力提升力”指的是由于船運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的升力，它相對(duì)于由液體靜力浮力所引起的升力。在后面將更詳細(xì)地討論，這在船的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性方面可以有若干優(yōu)點(diǎn)，因此是最重要的特征。
因此，在本發(fā)明的一相關(guān)方面，提供一種船，它包括一中間船殼構(gòu)件和分別連接于該中間船殼構(gòu)件兩側(cè)并沿其延伸的輔助構(gòu)件，該中間船殼構(gòu)件在水線以下沒(méi)有可在滑行狀態(tài)時(shí)支撐船體的平坦表面，該構(gòu)件的長(zhǎng)寬比不小于5比1，所述輔助構(gòu)件與中間船殼構(gòu)件相比所處深度較淺，輔助構(gòu)件設(shè)置成對(duì)船體施加液體動(dòng)力提升力。
所述的液體動(dòng)力提升力相對(duì)于重心所造成的縱搖力矩一般最好使艉部相對(duì)于艏部抬高(應(yīng)理解為，在相對(duì)例外的情形下可能短時(shí)不是這樣)。這個(gè)特征在加強(qiáng)縱搖穩(wěn)定性方面很重要。如果象優(yōu)選的那樣在給定極限內(nèi)，所述液體動(dòng)力提升力在重心之后增加更多，則這一特征也可產(chǎn)生自平衡功能。
最好，兩個(gè)輔助構(gòu)件的液體動(dòng)力提升力所引起的搖擺力矩之和是用來(lái)抵抗船體搖擺的。這一特征在加強(qiáng)橫向穩(wěn)定性方面是非常重要的。
最好，每個(gè)輔助構(gòu)件具有一設(shè)置成施加液體動(dòng)力提升力的提升面，并且對(duì)于從船體重心向后的該輔助構(gòu)件的基本全長(zhǎng)，每個(gè)提升面或者平行于中間船殼構(gòu)件的基線，或者在從后向前看的方向上呈一相對(duì)該基線大致向上的角度。
在本文中，雖然可采用任何適用的基準(zhǔn)面基線，但該基線最好定義為在中間船殼構(gòu)件的艉部輪廓曲線開始朝艏部向上彎曲之前與其相切的直線。
換句話說(shuō)，最好，每個(gè)輔助構(gòu)件具有一設(shè)置成施加液體動(dòng)力提升力的提升面，并且對(duì)于從船體重心向后的該輔助構(gòu)件的基本全長(zhǎng)，從后向前看時(shí)，每個(gè)提升面關(guān)于一給定的水線基準(zhǔn)所對(duì)的角大于零度。
這個(gè)特征對(duì)于主要加強(qiáng)縱搖穩(wěn)定性是重要的。如果進(jìn)一步使每個(gè)提升表面在重心前面的一段給定距離上呈大體向上的角度，則搖擺穩(wěn)定性也可得到特別的加強(qiáng)。
可取的是，每個(gè)提升表面關(guān)于基線的夾角一般從艉部向艏部增加。這對(duì)于提供一種自平衡能力是重要的。換句話說(shuō)，可取的是，每個(gè)輔助構(gòu)件設(shè)置一提升表面，以施加液體動(dòng)力提升力，并且對(duì)于輔助構(gòu)件的基本全長(zhǎng)，每個(gè)提升表面關(guān)于一給定的水線基準(zhǔn)所對(duì)的角通常在艉部至艏部的方向上增加。
可取的是，如果每個(gè)輔助構(gòu)件設(shè)置一提升面以施加液體動(dòng)力提升力，對(duì)于每個(gè)提升表面的至少一部分長(zhǎng)度，在橫剖面上看，該提升面大體上向上向內(nèi)傾斜。這一特征可以改善船的搖擺和縱搖動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性，也可提供改進(jìn)的轉(zhuǎn)向性能，特別是如果象優(yōu)選的那樣提升面以一傾角傾斜，該傾角在提升面的最靠外部分附近比在最靠?jī)?nèi)部分附近大。最好，該提升面至少在船的重心的靠艉部?jī)A斜，因?yàn)檎窃诖颂?，傾斜的效果最有利。
可取的是，水線以上部分船艏的輪廓呈向后的角度。對(duì)于半排水型船，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種輪廓可減小波浪的產(chǎn)生，并改善船穿透波浪的性能。這一特征也可獨(dú)立地提供。
本發(fā)明延伸到一種采用前述輔助構(gòu)件來(lái)穩(wěn)定船的方法。
本發(fā)明延伸到包括一錨和該錨的一支撐件的一種錨組件，在釋放錨的過(guò)程中，該支撐件可從一收起位置向一釋放位置運(yùn)動(dòng)，在收起錨的過(guò)程中，支撐件從釋放位置向收起位置運(yùn)動(dòng)。因此，只要通過(guò)錨的收起或釋放，支撐件及錨可被收起或釋放。該錨組件可以獨(dú)立提供。
現(xiàn)在僅以舉例的方式參考附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選特征進(jìn)行描述。其中

圖1是按照本發(fā)明的船的一優(yōu)選實(shí)施例的側(cè)視圖；圖2是相應(yīng)的后視圖；圖3是相應(yīng)的正視圖；圖4是相應(yīng)的平面圖；圖5是該船的一側(cè)視圖，詳細(xì)地示出了內(nèi)部布置；圖6A至圖6F為該船的橫剖面圖，各橫剖面分別取自圖7中的位置A至位置F；圖7是對(duì)應(yīng)于圖5中的側(cè)視圖的平面圖；圖8是圖1至7所示的優(yōu)選實(shí)施例的一變體的透視圖；圖9A至9D是構(gòu)成本發(fā)明一部分的錨組件的視圖，圖9A是該組件處于收起狀態(tài)的正視圖，圖9B是相應(yīng)的側(cè)視圖，圖9C為該組件處于釋放狀態(tài)時(shí)的正視圖，圖9D為相應(yīng)的側(cè)視圖；圖10是船體的一簡(jiǎn)圖，示出了怎樣計(jì)算棱柱系數(shù)；圖11是一曲線圖，示出了該船的優(yōu)選實(shí)施例的設(shè)計(jì)性能包絡(luò)線；圖12是一曲線圖，示出了該船的設(shè)計(jì)航程；圖13A和13B分別為一對(duì)應(yīng)于圖6E的橫剖面形狀的局部放大視圖和一該形狀的改進(jìn)型的類似局部放大視圖；圖14A至14C為圖6E的橫剖面的另外三個(gè)改進(jìn)型。
參考圖1至圖8，按照本發(fā)明的船的一優(yōu)選實(shí)施例一般包括一中間船殼構(gòu)件10、分別沿船殼構(gòu)件10的每側(cè)延伸并在其全長(zhǎng)上與其相連的兩輔助構(gòu)件12和14、一般與該船殼構(gòu)件和輔助構(gòu)件整體形成的上部結(jié)構(gòu)16和一推進(jìn)元件18。
該船是一單體結(jié)構(gòu)船，其結(jié)構(gòu)殼體采用復(fù)合材料制造，這些復(fù)合材料包括Cotex(商標(biāo))非脆性玻璃，夾有Airex(商標(biāo))泡沫芯的環(huán)氧樹脂，其中填充碳纖維和/或Kevlar(商標(biāo))纖維。該船的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的總體目的是消除船上任何可能產(chǎn)生應(yīng)力集中的點(diǎn)，并確保船殼強(qiáng)度均勻。
為此，船上沒(méi)有可承受任何基本負(fù)載的艙壁，并且所提供的艙壁(例如，為了在船內(nèi)提供防水密封段)也由撓性固定件安裝在船殼上，以確保其不產(chǎn)生任何應(yīng)力集中區(qū)域。
選擇浸漬纖維是為了使船的物理特性最佳化。這需要識(shí)別結(jié)構(gòu)內(nèi)的壓力區(qū)域和負(fù)載路徑。在實(shí)施本發(fā)明時(shí)，為此目的采用一種有限元計(jì)算機(jī)模型。將幾組可能的輸入載荷輸入到該模型中。這種載荷原則上是以不同速度航行時(shí)由于船對(duì)波浪的反應(yīng)所產(chǎn)生的動(dòng)載荷。船的排水量、速度和海況影響著這些載荷。該模型對(duì)這些負(fù)載所產(chǎn)生的壓力區(qū)域和負(fù)載路徑進(jìn)行計(jì)算。知道這些壓力區(qū)域和負(fù)載路徑以后，采用具有已知物理性能的纖維和編織方法的組合構(gòu)造船殼，以適合這些壓力負(fù)荷和負(fù)載路徑。單向纖維以木纖維在樹中、肌肉纖維在體內(nèi)的排列方式沿著負(fù)載路徑排列。通過(guò)這種技術(shù)可將船的重量保持在一最小值。
輔助構(gòu)件12和14與船殼的其余部分整體成形。上部結(jié)構(gòu)16在船寬方向上伸出到這些構(gòu)件的全部范圍內(nèi)。因此由于這些輔助構(gòu)件的存在，上層結(jié)構(gòu)的寬度比中間船殼部件10要寬。因此輔助構(gòu)件用來(lái)增加船的使用體積而同時(shí)不減少中間船殼構(gòu)件的瘦長(zhǎng)比。輔助構(gòu)件可以是可充氣的，而不是與船殼的其它部分整體成形。
一種從結(jié)構(gòu)上考慮是非常重要的這種船的動(dòng)力特性是，由于波浪沖擊而使中間船殼構(gòu)件受到的過(guò)負(fù)荷比起滑行艇的船殼通常所受到的過(guò)負(fù)荷要小得多。這部分是由于采用了船殼段，部分是由于該船在大浪海面上的性能使其出現(xiàn)撞擊水平的可能性大大減小。事實(shí)上，盡管一種典型的滑行艇的船殼可能受到高達(dá)6g的過(guò)負(fù)荷，而本發(fā)明的中間船殼構(gòu)件可能受到的過(guò)負(fù)荷僅僅為1.5g。這就意味著結(jié)構(gòu)船殼的強(qiáng)度不必那么高，因此它同等價(jià)的滑行艇的殼體結(jié)構(gòu)相比要輕得多。
現(xiàn)在描述這種船的詳細(xì)特征。具體參考圖1至4，這種船的外部首先包括一可變形以吸收輕微沖擊力的船首100。該船首由氨基甲酸乙酯構(gòu)造成蜂窩結(jié)構(gòu)，其內(nèi)嵌入大量直徑大約為5cm的氣泡。該船首可卸下以便容易替換。該船首在水線以上的輪廓呈向后的角度，以便減小波浪的產(chǎn)生并改善船體穿透波浪的能力。這種向后的傾斜也通過(guò)減少船殼的凸出的面積起到減小空氣阻力的作用。對(duì)于這種瘦長(zhǎng)比的船這是很重要的。已發(fā)現(xiàn)，與垂直平面的最佳傾斜角為大致15度，雖然在例如5至45度之間的任何角度都可以。
這種船的外部還包括一齊平的組合前艙口102、一駕駛員艙口104、一由層壓防護(hù)玻璃制成并能承受相當(dāng)大水壓的熱處理過(guò)的擋風(fēng)玻璃106、一降低的后通道108和一環(huán)繞一圈的、巨大的可變形護(hù)舷材110，該護(hù)舷材雖然名義上位于水線之上，但它不僅可對(duì)基本結(jié)構(gòu)提供保護(hù)，而且也可使船具備一些搖擺穩(wěn)定性，特別是遇到橫向海浪時(shí)；此外它還可以用作走道。該船還可包括一個(gè)或多個(gè)沿船殼延伸的浪花護(hù)攔(未示出)以減少浪花。如圖8所示，一種如圖1至7所示的船的少許變化也可以包括一可收起的雷達(dá)桅桿112。艏部和艉部提供了兩個(gè)起吊點(diǎn)114和116。
最后，關(guān)于外部特征，該船還包括一在圖9中最清楚地示出的錨組件120。該組件包括一錨122和該錨的一支撐件124。該支撐件為一由托架126和128鉸接于船艉部的“A”形構(gòu)架。該組件可在圖9A和9B的收起位置和圖9C和9D所示的釋放位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)，在收起位置它是直立與船體平齊的，在釋放位置它從艉部垂直向外伸出。在船的艉部與支撐件124的遠(yuǎn)端之間延伸的兩鏈條130和132限制了該組件進(jìn)一步向下轉(zhuǎn)動(dòng)。裝在托架128內(nèi)的一扭簧將它偏置到釋放狀態(tài)。在靠近其遠(yuǎn)端處，該組件還包括一對(duì)滾輪134和136，錨軸138的軸138可通過(guò)它們滑動(dòng)。錨122和錨鏈140可在連接在船的艉部的另一滾輪142上運(yùn)動(dòng)。
釋放時(shí)，隨著錨鏈140被放開，錨122與其支撐件124一同向外并向下運(yùn)動(dòng)，直到如圖9C和9D所示，鏈條126和128繃緊為止。在此位置，支撐件124從艉部垂直向外伸出。進(jìn)一步放出錨鏈140，錨的軸138在滾輪134和136之間向下滑動(dòng)，直到最后離開這兩滾輪。然后將錨進(jìn)一步送出，錨鏈140在滾輪134、136中的一個(gè)或另一個(gè)上移動(dòng)。收起是釋放的逆過(guò)程。
錨組件120使錨122可遠(yuǎn)離艉部釋放，因此降低了錨鏈纏繞螺旋槳的危險(xiǎn)。
具體參考圖5至7，該船在一全封閉的座艙區(qū)域200內(nèi)包括內(nèi)部設(shè)施，使船員可坐在后座類型的座位上，及在艙室的前部有兩個(gè)鋪位202和204。座艙區(qū)域200由防水艙壁206和208密封隔開。座艙地板下是兩個(gè)250加侖(1140升)泡沫充填的燃料室210。一容納電池、燃料過(guò)濾器和類似設(shè)備的勤務(wù)區(qū)域212位于燃料室310和推進(jìn)裝置18之間。在船艉部提供了一懸伸的浮力室214。它可提供儲(chǔ)備浮力，也可保護(hù)螺旋槳和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
推進(jìn)裝置18包括兩個(gè)以3150rpm輸出600馬力(430千瓦)的Seatek(商標(biāo))64V9D渦輪增壓的柴油機(jī)300和302，它們分別通過(guò)淺水Mercruiser/Keikhaefer VII(商標(biāo))“Z”傳動(dòng)裝置308和310驅(qū)動(dòng)一四或五葉割劃水面的螺旋槳304和306。采用割劃水面螺旋槳是為了避免與驅(qū)動(dòng)全浸水螺旋槳所需的較長(zhǎng)的“Z”傳動(dòng)裝置有關(guān)的相當(dāng)大的附加阻力。把螺旋槳設(shè)置成相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)以避免產(chǎn)生任何凈搖擺轉(zhuǎn)矩。螺旋槳的轉(zhuǎn)軸基本上對(duì)準(zhǔn)中間船殼構(gòu)件10的基線。當(dāng)速度超過(guò)大致15節(jié)時(shí)，螺旋槳區(qū)域的水線穿過(guò)該轉(zhuǎn)軸。可以理解，當(dāng)船高速前進(jìn)時(shí)，該區(qū)域的水線比總水線水位低很多。柴油機(jī)300和302安裝在耳軸型安裝架上，該安裝件的設(shè)置是為了能360度轉(zhuǎn)動(dòng)。推進(jìn)裝置還包括兩列多孔空氣入口312。通過(guò)一對(duì)出入艙口314可接近該推進(jìn)裝置。
可以提供替代的推進(jìn)器裝置。例如可以采用一個(gè)或兩個(gè)噴射驅(qū)動(dòng)器。噴射驅(qū)動(dòng)器具有不對(duì)船體施加任何搖擺轉(zhuǎn)矩的優(yōu)點(diǎn)。
該船還包括兩個(gè)固定于輔助構(gòu)件后部并可旋轉(zhuǎn)以改變船體平衡的平衡調(diào)整片(未示出)。也可以通過(guò)調(diào)整推進(jìn)器的推力角和/或在燃料室之間轉(zhuǎn)移燃料來(lái)改變船的平衡。
現(xiàn)在參考圖1至8描述該船的主要性能特征和特點(diǎn)。
重量該船不包括燃料或靜載重量的排水量大約為五公噸，滿載時(shí)大約9噸，具有2.5噸的靜載重量。
航程該船在45節(jié)的航速下設(shè)計(jì)航程為1000海里，或者55節(jié)航速下850海里。
速度該船的設(shè)計(jì)最大速度為60節(jié)。
船長(zhǎng)船長(zhǎng)為15米。長(zhǎng)度明顯大一些或短一些的船也是可行的。例如，理論已經(jīng)表明，類似輪廓的一條50米長(zhǎng)的船可以以大約60節(jié)的平均速度作一次無(wú)需重加燃料的橫跨大西洋的航行。
船寬包括輔助構(gòu)件12和14以及護(hù)舷材110的總船寬為2.8米，不包括護(hù)舷材為2.4米。
吃水該船的平均水線水位吃水為0.45米。
船高船高為2.3米。
定員十個(gè)坐姿的船員，四個(gè)在鋪位上的預(yù)備船員。
重心總的來(lái)說(shuō)，這種船的重心通常是相當(dāng)靠后的，比船的中部還靠后，通常在船后部長(zhǎng)度三分之二至四分之三的范圍內(nèi)。這在很大程度上取決于推進(jìn)裝置的位置，而在本結(jié)構(gòu)中該位置相當(dāng)靠后，以便騰出船的中部區(qū)域供船員起居。已發(fā)現(xiàn)這是一種有效的布置。按照這種布置，對(duì)于本優(yōu)選實(shí)施例，重心因燃料量不同而在推進(jìn)裝置前2或3米處。在圖5中示出了對(duì)應(yīng)于平均水線水位的重心，以CG標(biāo)出。船上的另一主要重力來(lái)源即燃料室210被設(shè)置得盡可能靠近重心，以便將船在縱搖中的慣性力矩減至最小。主要部件(比如燃料室和推進(jìn)裝置)被設(shè)置得盡可能低，以減小搖擺。
船舶沖角(縱傾角) 在運(yùn)行速度范圍內(nèi)，本優(yōu)選實(shí)施例的船被設(shè)置成具有5度左右的沖角(參考中間船殼構(gòu)件10的基線150確定)。
在許多情況下，例如2至10度范圍內(nèi)的沖角都是令人滿意的。然而如果沖角比5度小得多，則由于過(guò)大的船體浸水面積，阻力增加到不可接受的程度。如果該角比5度大得多，則可能損失方向穩(wěn)定性；中間船殼構(gòu)件的有效瘦長(zhǎng)比也會(huì)增加，引起壓差阻力的增加。
如果該角更接近10度，則艏部會(huì)經(jīng)常完全沖出水面。當(dāng)然可能會(huì)暫時(shí)出現(xiàn)明顯比較大的角度，例如當(dāng)船撞擊波浪時(shí)。
中間船殼構(gòu)件的平面形狀中間船殼構(gòu)件10的平面形狀由下列因素決定1)浮力中心相對(duì)于船的重心要正確定位，從而使船以正確的沖角縱傾。這就要求浮力沿中間船殼構(gòu)件正確分布。
2)中間船殼構(gòu)件應(yīng)有足以支持該船的滿標(biāo)度排水量的浮力。
3)艏部應(yīng)該足夠尖瘦(這在下面“艏尖角”中將更詳細(xì)地討論)。
實(shí)際上，對(duì)于該船的優(yōu)選實(shí)施例，圖1所示的平面結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是接近最佳的。然而，如果例如想要一更瘦長(zhǎng)的船殼，可以將船殼設(shè)計(jì)成帶一定程度的尾部收縮。
中間船殼構(gòu)件的瘦長(zhǎng)比總體上講，中間船殼構(gòu)件的瘦長(zhǎng)比應(yīng)大于5比1，從而使該船以半排水方式運(yùn)行。在本優(yōu)選實(shí)施例中該瘦長(zhǎng)比為7.2比1。
中間船殼構(gòu)件的棱柱系數(shù)中間船殼構(gòu)件10的棱柱系數(shù)是一個(gè)重要的參數(shù)，因?yàn)樗鼪Q定著船體的橫剖面形狀。圖10示出了其定義。它定義為排水體積與圍繞它的一特定棱柱之比。該棱柱由船體的水線長(zhǎng)和在水線下具有最大面積的船體橫截面所確定。
對(duì)于船的本優(yōu)選實(shí)施例，該系數(shù)為0.413，但總的來(lái)說(shuō)該系數(shù)可在例如0.35至0.50的范圍內(nèi)。所有這些數(shù)字都涉及船的平均水線水位。
本優(yōu)選實(shí)施例的這種相對(duì)較低的棱柱系數(shù)表明，中間船殼構(gòu)件向艏部較迅速地變薄。這使得該構(gòu)件具有良好的刺入波浪性能。
中間船殼構(gòu)件的橫剖面形狀中間船殼構(gòu)件10的橫剖面形狀很大程度上受棱柱系數(shù)、結(jié)構(gòu)上的考慮和在正常情況下船不進(jìn)入滑行狀態(tài)的要求的支配。因此，中間船殼構(gòu)件沒(méi)有平的板件(艉板除外)。這都是為了使其可以具有結(jié)構(gòu)上的剛性，也是為了使其不容易滑行。所有截面都具有正曲率(即，它們不是凸面的)并且沒(méi)有反射區(qū)域。這種橫剖面形狀也使船在波浪上“軟著陸”，而不是象滑行艇那樣撞擊水面。
在圖6中可最清楚地看到精確的橫剖面形狀。事實(shí)上艉部各橫剖面的曲率幾乎是恒定的(即，幾乎是一圓的一部分)，而在艏部則越來(lái)越呈橢圓形。
艏尖角艏尖角(換句話說(shuō)，從平面圖上看，中間船殼構(gòu)件10艏部所對(duì)角的一半)盡可能尖瘦，以便使艏部以最小的阻力穿過(guò)波浪。事實(shí)上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，艏尖角是該船設(shè)計(jì)的一項(xiàng)關(guān)鍵的因素。還發(fā)現(xiàn)艏尖角在3至10度的范圍內(nèi)是最佳的。本優(yōu)選實(shí)施例的艏尖角實(shí)際上為7度。
上部結(jié)構(gòu)上部結(jié)構(gòu)16在座艙區(qū)域200前面形成，以免使船艏部完全埋在波浪中，那樣有可能發(fā)生使船開始下潛并沉沒(méi)的災(zāi)難性后果。為此，上部結(jié)構(gòu)的這一區(qū)域呈外凸?fàn)?，其橫截面為橢圓形。如果該區(qū)域例如為平的，則下潛可能成為嚴(yán)重的問(wèn)題。
上部結(jié)構(gòu)也要設(shè)計(jì)成使船能被動(dòng)地自回正。這通過(guò)封閉上部結(jié)構(gòu)并在其上精心分布浮力實(shí)現(xiàn)。
輔助構(gòu)件的長(zhǎng)度輔助構(gòu)件12和14的最關(guān)鍵部分是在重心的后部，這在以后將予以解釋?？梢钥闯?，例如在圖1中，優(yōu)選實(shí)施例中的輔助構(gòu)件實(shí)際上是沿著中間船殼構(gòu)件10的大部分全長(zhǎng)延伸。然而，如果使其僅從重心向后延伸例如船的水線長(zhǎng)度的10或20％，則輔助構(gòu)件就可實(shí)現(xiàn)其許多功能。在重心接近船的中部的更瘦長(zhǎng)的船中，另一種可能性是，使輔助構(gòu)件從船中部向前和向后兩個(gè)方向上延伸例如船的水線長(zhǎng)度的20或30％。
輔助構(gòu)件的寬度和面積輔助構(gòu)件12和14的比例對(duì)于船的正確運(yùn)行是最重要的。在優(yōu)選實(shí)施例中，輔助構(gòu)件的寬度從艉部向艏部逐漸減小。在艉部的任何特定截面位置上，每個(gè)這種構(gòu)件的寬度大致為中間船殼構(gòu)件半寬的三分之一。在船的中部，相應(yīng)的寬度比為四分之一而在艏部附近，該比為六分之一。但是輔助構(gòu)件的寬度例如在相應(yīng)位置可以如中間船殼構(gòu)件的半寬的一半那樣大。
從平面圖上看，本優(yōu)選實(shí)施例的輔助構(gòu)件的加合面積是船的總面積的22.6％。然而，例如象30％或35％那樣大或象10％那樣小的百分比在某些情況下是合適的。
輔助構(gòu)件的深度輔助構(gòu)件12和14這樣設(shè)置，當(dāng)船處于輕載狀態(tài)(沒(méi)有燃料且沒(méi)有載荷)并靜止時(shí)，只有重心后面的部分著水，雖然即使重心后面更小的部分(或許重心后部分的后一半)著水，輔助構(gòu)件仍可起到足夠的作用。因此，甚至在這種極端的裝載條件下，最好也使輔助構(gòu)件對(duì)船提供靜穩(wěn)定性。
輔助構(gòu)件的沖角輔助構(gòu)件12和14的提升面(即，下表面)的沖角是特別重要的，因?yàn)槠錄Q定著它們可以產(chǎn)生的升力大小。從后面向前看時(shí)，各提升面相對(duì)于中間船殼10的基線呈向上的角度。在此，基線定義為中間船殼構(gòu)件的艉部的輪廓線開始朝船首向上彎曲以前與該輪廓線相切的線。該基線在圖1中以虛線示出，編號(hào)為150。(為了比較，平均水線水位的編號(hào)為152)。而且，各提升面相對(duì)于基線的角度在從后向前的方向上增加。對(duì)輔助構(gòu)件的沖角的要求以另一種方式是這樣陳述的，在各位置，一與提升表面相切的直線相對(duì)于一與在該截面位置的船殼構(gòu)件的輪廓相切的直線確定一非負(fù)的角度，而且所確定的角度從后向前逐漸增加。
在本優(yōu)選實(shí)施例中，提升面相對(duì)于基線的夾角從艉部的0至0.5度增加到艏部附近處的5至7度。高達(dá)10度甚至更大的角度當(dāng)然在艏部，甚至在艉部也可能是適用的。
輔助構(gòu)件的形狀輔助構(gòu)件12和14的精確形狀并不被認(rèn)為是關(guān)鍵的。中間船殼構(gòu)件與各輔助構(gòu)件之間的連接最好是銳角的，特別是在重心以后，以便使它們所施加的液體動(dòng)力升力最大。界定提升面的輔助構(gòu)件的外下邊緣最好也是尖銳的，以使由漩渦尾跡所產(chǎn)生的液體動(dòng)力搖擺阻尼最大。從橫剖面上看，提升面可以基本上是平的，或者可以略微向上并向內(nèi)轉(zhuǎn)一角度或傾斜，特別是在重心以后。它們甚至可以適度地凸起，從而使傾角在提升面的外緣比在提升面的內(nèi)緣大一些。
涉及輔助構(gòu)件的橫剖面形狀的更詳細(xì)的信息提供在圖13和14中。圖13A是在圖6E中截面位置E的橫剖面形狀的放大圖。它示出了一種平的提升面，該提升面相對(duì)相關(guān)輔助構(gòu)件的側(cè)面張有一大約90°的角。
圖13B圖示說(shuō)明了圖13A所示形狀的一種改進(jìn)，它包括了前述的向上向內(nèi)傾斜。與圖13A所示形狀相比，加入了一凸起160，從而提升面具有傾斜的外部，該傾斜外部滿足了提升面整體傾斜的要求。
圖14A、14B和14C圖示說(shuō)明了提升面的其它三種可能形狀。前兩種形狀(圖14A和14B)帶有前面涉及到的凸體，在圖14A的形狀中，該凸體表現(xiàn)為一明顯的凸起160，而圖14B的形狀帶有一較均勻的曲率，在輔助構(gòu)件與中間構(gòu)件連接處有一平緩的圓角。第三種形狀(圖14C)示出了一平的橫剖面，但略微呈向上向內(nèi)的角度，例如5度至25度(優(yōu)選為10度至20度)。
可以看到，從橫剖面上看，這些形狀都獲得了所要求的向上向內(nèi)的傾斜，其中提升面的外端部與最靠里的部分相比處于水中的一較低的水平面上。
在優(yōu)選實(shí)施例中，圖13和14所示的形狀沿相關(guān)輔助構(gòu)件的長(zhǎng)度大致幾何相似。換句話說(shuō)，例如參考圖13B的形狀，凸起160的形狀沿該構(gòu)件的長(zhǎng)度保持大致相同，同時(shí)該凸起的尺寸與整個(gè)提升面的尺寸保持相同的比例。
如果使輔助構(gòu)件的各提升面具有上述向上向內(nèi)的傾斜，按照本發(fā)明已發(fā)現(xiàn)，它們所產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)升力比一水位完全等價(jià)的提升面所產(chǎn)生的升力要大。簡(jiǎn)單地看，該傾斜減少了水從提升面向外溢出，并因此增加了升力。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)圖14B所示的圓角形提升面可以最好地獲得這種加強(qiáng)了的提升力。但更普遍地，圖13B、14A和14B中任何“鉤形”輪廓都被認(rèn)為特別有效。換句話說(shuō)，形狀最好為其向上的傾斜在向內(nèi)的方向上大致減小。
還發(fā)現(xiàn)，不僅當(dāng)船在向前直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，而且當(dāng)船轉(zhuǎn)向時(shí)也可通過(guò)提升面的傾斜獲得加強(qiáng)了的提升力。在這后一種情形中，流經(jīng)提升面的水流不與那些表面平行，但是由于轉(zhuǎn)彎時(shí)艉部區(qū)域的向外側(cè)向滑動(dòng)，此水流橫切這些表面。在這些情況下發(fā)現(xiàn)，所產(chǎn)生的提升力，特別是由轉(zhuǎn)彎時(shí)靠船內(nèi)的提升面所產(chǎn)生的提升力與由一水位完全等價(jià)的提升面所產(chǎn)生的提升力相比有了顯著的增加。特別是水越過(guò)內(nèi)側(cè)的提升面向外的流動(dòng)產(chǎn)生了相當(dāng)大的提升力。而且，由于發(fā)動(dòng)機(jī)的推力作用在船的重心下方，所以船向彎道內(nèi)側(cè)偏斜。這進(jìn)一步增加了船內(nèi)側(cè)的提升面的沖角，從而進(jìn)一步增加了其所產(chǎn)生的提升力。
按照本發(fā)明進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，如果使輔助構(gòu)件的提升面具有上述向上向內(nèi)的傾斜，當(dāng)船轉(zhuǎn)向時(shí)可以使對(duì)船的橫向阻力顯著增加，更靠船的艉部(即重心的后部)處輔助構(gòu)件最大，所以在此處橫向阻力增加最為顯著。橫向阻力的這種增加大大地增大了船的轉(zhuǎn)向圓。對(duì)于船內(nèi)側(cè)的輔助構(gòu)件，這種增加最為明顯，當(dāng)船橫傾而轉(zhuǎn)向時(shí)，船內(nèi)側(cè)的輔助構(gòu)件有效地“埋入”水中。按照上述的優(yōu)選實(shí)施例制造的、提升面的形狀如圖13B所示的船的轉(zhuǎn)彎能力大致為其自身長(zhǎng)度的三倍。
輔助構(gòu)件的功能輔助構(gòu)件具有如下幾項(xiàng)功能1)靜穩(wěn)定性輔助構(gòu)件12和14被設(shè)置成使船具有一定程度的靜搖擺穩(wěn)定性(以及一較小程度的縱搖穩(wěn)定性)。這可通過(guò)在各種負(fù)載條件下保證輔助構(gòu)件至少部分浸入水中來(lái)實(shí)現(xiàn)。輔助構(gòu)件不必延伸到特別大的深度。例如在平均水線水位處，它們?cè)谠撍灰韵碌纳疃瓤梢孕∮谥虚g船殼構(gòu)件深度的一半，通常是小于三分之一或四分之一。這對(duì)于輔助構(gòu)件和中間船殼構(gòu)件的最大深度是如此，對(duì)于各截面處的情形也是如此。因此它們沒(méi)有特別大的浮力。它們的加合浮力幾乎總是比中間船殼構(gòu)件的浮力小。
在此應(yīng)注意，在優(yōu)選實(shí)施例中，輔助構(gòu)件的深度并不大到足以引起該船從一種半排水運(yùn)行方式進(jìn)入到一種完全依靠提升面滑行的方式，至少在中間或正常運(yùn)行狀態(tài)下不會(huì)。輔助構(gòu)件的主要用途是在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)下提供穩(wěn)定性；并不打算讓它們成為船上的主要提升面。
2)橫搖動(dòng)穩(wěn)定性在兩輔助構(gòu)件的液體動(dòng)力升力的合力所產(chǎn)生的搖擺力矩抵抗船的搖擺的情形下，輔助構(gòu)件可以提供搖擺動(dòng)穩(wěn)定性。這可在提升面所施加的提升力在搖擺出水面的輔助構(gòu)件上減小，而在搖擺進(jìn)水面的輔助構(gòu)件上增加的情況下獲得。這又要求在船的運(yùn)行航速和負(fù)載范圍內(nèi)提升面相對(duì)于水線有一正的沖角，從而搖擺出水面的提升面的浸濕面積減少，而相對(duì)的提升面的情況正相反。
為了在一大的搖擺角和縱傾角的范圍內(nèi)提供必要的搖擺穩(wěn)定性，可能需要使提升面長(zhǎng)度的很大一部分投入運(yùn)行，很可能包括重心前面很遠(yuǎn)的部分，或許直到船的中部，甚至更遠(yuǎn)些。
從前面題為“輔助構(gòu)件的形狀”的部分中可以理解，通過(guò)采用一向上向內(nèi)傾斜的提升面，例如圖13B或圖14所示形狀的，可以加強(qiáng)搖擺動(dòng)穩(wěn)定性。
3)縱搖動(dòng)穩(wěn)定性輔助構(gòu)件可以提供一定程度的縱搖動(dòng)穩(wěn)定性。對(duì)于這種情況，重心后面的提升面的動(dòng)力性能是最重要的。高速時(shí)，液體動(dòng)力升力將施加在中間船殼構(gòu)件上，使艏部向上抬起。推進(jìn)裝置的推力將使這種升力增大。這樣引起的縱搖力矩被重心后部的提升面所施加的提升力抵消，使整個(gè)船保持一相對(duì)穩(wěn)定的沖角。例如，當(dāng)艏部抬起時(shí)，提升面所施加的抵消力矩增加，而當(dāng)艏部落下時(shí)情況正相反，這樣就加強(qiáng)了縱搖動(dòng)穩(wěn)性。
因此，為了提供一定程度的縱搖動(dòng)穩(wěn)定性，各提升面在重心后面的部分最重要。事實(shí)上，如果船處于常規(guī)沖角時(shí)，各提升面重心前的部分比重心后的部分所施加的提升力大，則輔助構(gòu)件根本不會(huì)提供縱穩(wěn)定性。因此，各提升面的角度從后向前逐漸增加，特別是在重心前面，從而，在常規(guī)沖角下重心前面的提升面所施加的升力不是很大(因?yàn)樵谥匦那懊嬖摫砻嫜杆偕鏊?。
上述角度的這種逐漸增加還有另一優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)船處于明顯的負(fù)縱傾角時(shí)，更靠后部分的提升面不產(chǎn)生大的提升力，這時(shí)，因?yàn)榍安颗c后部之間的提升面的沖角的差，重心前的提升面實(shí)際上暫時(shí)比重心后的提升面產(chǎn)生更大的提升力。這可以幫助艏部回升到其正常姿態(tài)。
為了正確平衡上述正負(fù)縱搖力矩，應(yīng)理解，輔助構(gòu)件的面積、位置和沖角(與其它因素一起)都應(yīng)仔細(xì)選擇。
從上述標(biāo)題為“輔助構(gòu)件的形狀”的部分中可以理解，通過(guò)采用一向上向內(nèi)傾斜的提升面，例如圖13B或圖14所示形狀的提升面，可以加強(qiáng)縱搖動(dòng)穩(wěn)定性。
4)自平衡能力在給定的極限內(nèi)，至少在預(yù)期的重心位置范圍內(nèi)(可以理解，重心可能移動(dòng)得相當(dāng)顯著，例如當(dāng)燃料用盡時(shí))，輔助構(gòu)件能夠自動(dòng)調(diào)整船的平衡。這種自平衡能力是以一種類似于提供縱搖動(dòng)穩(wěn)定性的方式實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)重心移動(dòng)并因此改變船的沖角時(shí)，提升面繞重心所施加的力矩發(fā)生補(bǔ)償性的變化。為了使輔助構(gòu)件具有自平衡能力，重要的是，使它們向前和向后延伸時(shí)都超出重心位置的預(yù)期范圍。一般來(lái)說(shuō)，這就要求輔助構(gòu)件向重力的平均水線水位前方和后方都至少要延伸船長(zhǎng)的10％，最好至少15或20％。
5)阻力減小高速時(shí)，由于輔助構(gòu)件傾向于多少將船托起，因此中間船殼構(gòu)件的寬度減小，其浸濕面積也減小。這可能引起壓差阻力和表面摩擦阻力的減小。然而，甚至以輔助構(gòu)件所提供的升力，船仍然以半排水的方式運(yùn)行。全速時(shí)，船的排水體積例如很少小于靜排水體積的一半或三分之二。
應(yīng)該強(qiáng)調(diào)，貫穿船的整個(gè)性能曲線，甚至是在全速和輕凈載重量下，至少一個(gè)輔助構(gòu)件(通常是兩個(gè)，除非船在轉(zhuǎn)彎時(shí))的至少一部分浸入水中并從而提供一些升力。該船沒(méi)有能夠(在船的性能包絡(luò)線內(nèi))靠自身將船支撐于滑行狀態(tài)的中間船殼構(gòu)件。換句話說(shuō)，雖然高速時(shí)船在水中多少可以升起一些，但這是通過(guò)中間船殼構(gòu)件與一或兩個(gè)輔助構(gòu)件所產(chǎn)生的升力的合力獲得的。
如果船要求具有特別低阻力的結(jié)構(gòu)，例如需要以全速航行，則通過(guò)適當(dāng)?shù)钠胶庹{(diào)整使船在艏部比平時(shí)高出水面更多的姿態(tài)下被驅(qū)動(dòng)。然而，即使在這些極端的情況下，通常輔助構(gòu)件長(zhǎng)度的后20至40％也會(huì)被浸濕。
6)減少浪花輔助構(gòu)件的最靠艏部部分的主要目的之一是減小浪花。
7)儲(chǔ)備浮力輔助構(gòu)件的第二功能是提供儲(chǔ)備浮力。
8)轉(zhuǎn)向性能輔助構(gòu)件以兩種不同的方式來(lái)加強(qiáng)船的轉(zhuǎn)向性能。第一，當(dāng)船橫傾而進(jìn)入一轉(zhuǎn)向狀態(tài)時(shí)，如上所述靠?jī)?nèi)側(cè)的輔助構(gòu)件埋入水中，以增加橫向阻力并增大轉(zhuǎn)向圓。第二，因?yàn)樵摽績(jī)?nèi)側(cè)的輔助構(gòu)件在轉(zhuǎn)向過(guò)程中不僅產(chǎn)生阻力，特別是還產(chǎn)生很大的提升力，所以輔助構(gòu)件在轉(zhuǎn)向過(guò)程中可以產(chǎn)生橫向回正力矩，以抵消螺旋槳在轉(zhuǎn)向過(guò)程中所產(chǎn)生的搖擺力矩。如果合理選擇，該回正力矩與螺旋槳所產(chǎn)生的力矩可以彼此平衡，從而使船既不過(guò)分向彎道內(nèi)側(cè)傾斜，也不會(huì)離開彎道向外傾斜。一般寧愿讓船向彎道內(nèi)側(cè)稍傾斜，傾斜角最好與船上乘客的傾斜角相似。
現(xiàn)在參考圖11和12，這兩幅附圖提供了涉及本優(yōu)選實(shí)施例的性能的預(yù)測(cè)。首先，圖11示出了速度(以節(jié)為單位)和延續(xù)性(以小時(shí)為單位)相對(duì)于功率(以馬力為單位)的預(yù)測(cè)。實(shí)線表示最大排水量時(shí)的速度，而虛線表示最小排水量時(shí)的速度。點(diǎn)劃線表示延續(xù)性。圖12示出了航程(海里)相對(duì)于功率(馬力)的預(yù)測(cè)。如上所述，該船可獲得的最大功率為1200馬力(860KW)。
上述船的優(yōu)選實(shí)施例的一些主要優(yōu)點(diǎn)如下■部分由于采用了凸起的船殼表面，部分由于輔助構(gòu)件，所以具有非常好的惡劣氣候運(yùn)行性能■凈載重量大且大載重量下性能降低很小■由于船體的瘦長(zhǎng)型，與大多數(shù)普通船舶相比在更高的速度下具有更長(zhǎng)的航程■速度大致與節(jié)流的設(shè)置成比例，因?yàn)闊o(wú)需功率驟增以便使船滑行■由于采用凸起的船殼表面和相當(dāng)?shù)偷木植拷Y(jié)構(gòu)負(fù)荷，因此重量相對(duì)較輕■被動(dòng)自回正能力■雷達(dá)波形弱■比普通滑行動(dòng)力艇消耗的燃料少20％當(dāng)然，應(yīng)該理解為，上面僅僅以舉例的方式對(duì)本發(fā)明做了描述，在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)細(xì)節(jié)作各種修改。
說(shuō)明書、權(quán)利要求書(適當(dāng)處)和附圖中所公開的各特征可以單獨(dú)提供，也可以任何適當(dāng)?shù)慕M合形式提供。
權(quán)利要求
1.一種船，該船包括一中間船殼構(gòu)件和分別連接于該中間船殼構(gòu)件兩側(cè)并沿其延伸的輔助構(gòu)件，該中間船殼構(gòu)件在水線下沒(méi)有可在滑行狀態(tài)支撐船體的平坦表面，該構(gòu)件的長(zhǎng)寬比不小于5比1，所述輔助構(gòu)件與中間船殼構(gòu)件相比所處深度較淺。船寬與該中間船殼構(gòu)件的寬度之比不大于2。
2.如權(quán)利要求1所述的一種船，其特征在于船寬與中間船殼構(gòu)件的寬度之比不大于1.6、1.7或1.8。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種船，其特征在于每個(gè)附加構(gòu)件基本上沿其全長(zhǎng)與中間船殼構(gòu)件相連。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的一種船，其特征在于輔助構(gòu)件被設(shè)置成對(duì)船體施加液體動(dòng)力提升力。
5.一種船，它包括一中間船殼構(gòu)件和分別連接于該中間船殼構(gòu)件兩側(cè)并沿其延伸的輔助構(gòu)件，該中間船殼構(gòu)件在水線下沒(méi)有可在滑行狀態(tài)時(shí)支撐船體的平坦表面，該構(gòu)件的長(zhǎng)寬比不小于5比1，所述輔助構(gòu)件與中間船殼構(gòu)件相比所處深度較淺，輔助構(gòu)件設(shè)置成對(duì)船體施加液體動(dòng)力提升力。
6.如權(quán)利要求4或5所述的一種船，其特征在于所述液體動(dòng)力提升力相對(duì)于重心所產(chǎn)生的縱搖力矩一般使艉部相對(duì)于艏部抬高。
7.如權(quán)利要求4、5或6所述的一種船，其特征在于在給定極限內(nèi)，所述液體動(dòng)力提升力在重心以后增加更多。
8.如權(quán)利要求4、5、6、或7所述的一種船，其特征在于兩輔助構(gòu)件的液體動(dòng)力提升力的合力所形成的搖擺力矩抵抗船體搖擺。
9.如權(quán)利要求4、5或6所述的一種船，其特征在于每個(gè)輔助構(gòu)件具有一設(shè)置成施加液體動(dòng)力提升力的提升面，并且對(duì)于從船體重心向后的該輔助構(gòu)件的全長(zhǎng)的大部分，每個(gè)提升面或者平行于中間船殼構(gòu)件的基線，或者在從后向前看的方向上呈一相對(duì)該基線大致向上的角度。
10.如權(quán)利要求4、5或6所述的一種船，其特征在于每個(gè)輔助構(gòu)件具有一設(shè)置成施加液體動(dòng)力提升力的提升面，并且對(duì)于從船體重心向后的該輔助構(gòu)件的全長(zhǎng)的大部分，從后向前看時(shí)，各提升面相對(duì)于一給定的水線基準(zhǔn)面所確定的夾角大于零。
11.如權(quán)利要求9所述的一種船，其特征在于每個(gè)提升面相對(duì)于基線的夾角在從后向前的方向上大致增加。
12.如權(quán)利要求4、5或6所述的一種船，其特征在于每個(gè)輔助構(gòu)件設(shè)置一提升面，以施加液體動(dòng)力提升力，并且對(duì)于輔助構(gòu)件全長(zhǎng)的大部分，每個(gè)提升面相對(duì)于一給定的水線基準(zhǔn)面所確定的夾角在艉部至艏部的方向上大致增加。
13.如權(quán)利要求4至12中任一項(xiàng)所述的一種船，其特征在于每個(gè)輔助構(gòu)件設(shè)置一提升面以施加液體動(dòng)力提升力，對(duì)于每個(gè)提升面的至少一部分長(zhǎng)度，從橫剖面看，該提升面大體上向上向內(nèi)傾斜。
14.如權(quán)利要求13所述的一種船，其特征在于提升面以一傾角傾斜，該傾角在提升面的最靠外部分附近比在最靠?jī)?nèi)部分附近大。
15.如權(quán)利要求13或14所述的一種船，其特征在于提升面至少在船的重心之后傾斜。
16.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一種船，其特征在于水線以上艏部的輪廓呈向后的角度。
17.一種船，它包括一船殼構(gòu)件，該構(gòu)件在水線下沒(méi)有可在滑行狀態(tài)時(shí)支撐船體的平坦表面，這種構(gòu)件的長(zhǎng)寬比不小于5比1，其特征在于水線以上艏部的輪廓呈向后的角度。
18.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一種船，它包括一種錨組件，這種錨組件包括一錨和該錨的一支撐件，在釋放錨的過(guò)程中，該支撐件可從一收起位置向一釋放位置運(yùn)動(dòng)，在收起錨的過(guò)程中，該支撐件從釋放位置向收起位置運(yùn)動(dòng)。
19.一種錨組件，它包括一錨和該錨的一支撐件，在釋放錨的過(guò)程中，該支撐件可從一收起位置向一釋放位置運(yùn)動(dòng)，在收起錨的過(guò)程中，該支撐件從釋放位置向收起位置運(yùn)動(dòng)。
20.一種基本上如在此參考附圖1至7和10至12予以描述并示出的船。
21.一種基本上如在此參考附圖8予以描述并示出的船。
22.一種基本上如在此參考附圖13或14予以描述并示出的船。
23.一種基本上如在此參考附圖9予以描述并示出的船。
全文摘要
一種船，它包括一中間船殼構(gòu)件(10)和分別連接于該中間船殼構(gòu)件兩側(cè)并沿其延伸的輔助構(gòu)件(12、14)，該中間船殼構(gòu)件在水線下沒(méi)有可在滑行狀態(tài)下支撐船體的平坦表面，該構(gòu)件的長(zhǎng)寬比不小于5比1，所述輔助構(gòu)件與中間船殼構(gòu)件相比深度較淺，船寬與該中間船殼構(gòu)件的寬度之比不大于2。
文檔編號(hào)B63B1/04GK1142803SQ9419496
公開日1997年2月12日 申請(qǐng)日期1994年12月15日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月16日
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