限定横向调整力矩并减少前进阻力的排水型多体船

摘要

一种具有主船体2和至少一个侧船体的船满足不等式

说明书

本发明涉及一种快速运行的排水船的一种特殊的装置，使该船成为一种高速船舶，并能被用于如商业船，军用船和/或娱乐小艇等不同的目的。

为了制造高速船舶，最好采用具有很大长/宽比的船体是已知的，但是为了得到一高性能的这样的船体，将损失稳定性并因此而不适用。

为了弥补这些缺陷，本领域公知的技术是使用一些侧浮体，这就是所说的具有两个侧浮体或两个侧浮体支架的三体船。

三体船事实上没有前述的缺陷，即在倾角很小的情况下，它的回复力矩与标准结构单体船相比大得多。由此产生了船舶舒适性下降，作用在结构上的应力增加，并且对海上很小的波动也很敏感。

本发明通过允许制造的排水型三体船解决了从前面临的问题。该船具有一个长/宽比很大的中间浮体和由于倾角的作用产生类似于单体船调整力矩的累加回复力矩的侧浮体。

根据本发明，限制横向调整力矩的排水型多体船具有一个连接着至少两个侧浮体的中间浮体，其特征在于处在距该船任意水线上、下方至少为从各浮体轴线到船体轴线的距离的6%范围内的任一水平面上的侧浮体平面形状是这样的，所有浮体的各浮体水平截面的以平方米表示的面积乘以从其轴线到船体轴线间的以米表示的距离的平方的乘积之和不大于以公制吨表示的船重乘以数值4加上船的浮心与重心间的以米表示的距离之和的乘积的80%，在这一点上中间浮体每一侧至少有一个侧浮体在速度为零时是局部浸没的，并且对于中间浮体的任何水线有一个至少为1的型宽/吃水比和一个至少为8的长/宽比。

如此使船舶成为摇摆时舒适并因此特别适于旅客和商业货物运输的工具。

此外，通过在侧浮体的内表面上附加的稳定鳍来进一步改进舒适性，使船舶在比其它多体船的倾角小很多的倾角作用下具有回复力矩的这一发明的特点在于提供了小表面积的鳍装置，它对推进产生的阻力很小。此外，由于它们能够安装在侧浮体的内侧，它们不需要是可伸缩的，这样减少了成本。

本发明的各种进一步的变化通过下面进一步的描述将是显而易见的。

附图中所示的本发明的实施例不应作为限定本发明的例子。

图1是本发明船舶的一个侧面视图。

图2是以所述船舶的前面的前视图。

图3和4为船侧稳定船体的浮体局部形状示意图。

图5是沿图3中Ⅴ-Ⅴ线的一个截面示意图，显示了部分水平截面的形状可能有特殊形状。

图6也是上述本发明船舶实施例的一个示意图。但侧船体的数量不同。

图7和8是船舶所能有稳定侧船体的特征的示意图。

图9是另一实施例的类似于图1的视图。

图10是相应于图9的前视图。

图11和12是显示特殊实施例的示意图。

如图所示的船是排水型的，它具有一个连接着侧浮体3.4的中间浮体2。中间浮体2支撑着一个能有助于用来连接侧浮体3、4的平台1。

在图1中平台1支撑着一个结实的由连接侧浮体的臂或拱形结构16伸出的加强结构1a。

中间浮体或船体对于所有航行状态，至少在其水线平面上有一个较大的长/宽比，这个比率至少等于8，举例来说，对于一个全长约为100米的船，中间浮体在水线面上船身最大宽度要求是8米。

在本发明中为了使船在停泊时不倾斜，需要使中间浮体每侧的侧浮体在速度为零时至少有一个局部地侵在水中。许多侧浮体建立平衡，而从总体上其本身具有很小的排水量，最多等于船的总排水量的20%。同样，侧浮体的水下表面积应是小的并且应当最好是不大于相应船的水下总表面积的15%。更进一步，在一个静止位置，侧浮体的初始有效长度最好是至多等于中间浮体2的水下长度的40%。关于中间浮体无论怎样的水线面和航行状态，其型宽/吃水比应大于1，它是针对任一船舶水线。

根据本发明，对于处在距该船体任意水线的上、下方至少为从各浮体轴线X到船体轴线X的距离的6%范围内的任一水平面，侧浮体的水平面形状是这样的，即所有浮体的各浮体水平面的以平方米表示的面积乘以其轴线X到船体轴线X间以米表示的距离的平方的乘积之和不大于以公制吨表示的船重乘以数值4与船的浮心B与重心G间以米表示的距离之和的乘积的80%，这一点是很重要的。

换句话说，本发明的船应符合下面的不等式

其中：

n＝侧船体的数量

Si＝在水面下侧船体n°i的表面积

di＝侧船体n°i的纵轴线与船体纵轴线间的距离

△＝排水量或船的重量

BG＝船舶浮心B与重心G之间的距离

由上面所述，当为了适于特定的航行和结构状态，侧浮体的水平截面的形状能够是不同的这是显而易见的。

图3显示了侧浮体，如浮体3，有基本距形的正视图而它的水平截面，显然是沿Ⅴ-Ⅴ线，为了得到合适的流体动力性质被制成外侧变的稍园的而薄的矩形R的形状，从所示的一个流体动力部件形成一个卵形O或一个机翼形的形状是适宜的。

图1以正视图显示侧浮体能够有复杂的形状。如在任意一侧水线F伸延的一个基本为矩形的部分R₁，然而上述部分的一个艏部20伸出至一个斜的部分21。

图4显示了侧浮体能更简单地有一个大致梯形的浸水部分T及斜向伸出的头部22。

图7显示的侧浮体为两部分一体的。

图6和图8显示的侧浮体为两部分分离的。

图中其它形状也能被应用，只要它们不改变上文中所说的状态，即只要这些形状不因为一个小的倾角而产生一个高调整力矩，而是随倾角的增加而增加该力矩，换句话说，每个侧浮体或每组侧浮体具有漂浮累加级，其

-第一级：由于一个小倾角，漂浮的第一级单独作用于每个浮体上。

-第二级：由于一个较大的倾角，浮体的一个可能不在浸没水中，而其它浮体由于一个补偿达到一个浮力增加的范围。

在图1和图2中，所示船只有两个侧浮体3，4。这不是必要的。

图6显示了一个例子，其中中间浮体2在其后部连接着两个侧浮体3，4而其前部连接着两个最好是，但不必是相同的浮体3a、4a，它们的间隔不同于侧浮体3，4的间隔。

作为例子，由图1和2所示的船在中间船体2的水线面船长大约为95米的情况下，其总长度最好是大约100米。

在上述情况下，中间船体的水线面型宽将是约为8米，侧船体的轴线X大致距中间船体的轴线X为15米而矩形部分R₁的截面将大致为宽1米长约30米的矩形。

在这种情况下，侧浮体应有大约为5米的高度的横截面基本不变的部分。

如图2所示，侧浮体最好具有鳍24、25作为横摇稳定器，鳍24、25最好装在侧浮体的内侧。

特别地由于由本发明的这种结构给出具有在倾角作用下产生回复力矩的船并且它明显地比其它所有多体船小，使得鳍具有小表面积，并因此对向前的运动阻力也很小。由于鳍可以安装在侧浮体的内侧面上，所以当船到达码头或其它情况下，鳍不必是可缩析的，这样减少了成本。

同样，如图1和2所示，至少一个纵倾稳定器27可以被固定在中间船体的底面上，且最好是在船体的前部。稳定器27即可以是主动式的，根据纵倾运动调节和控制一个可动鳍，也可以是固定的被动式的。

在中间浮体2与侧浮体之间的连接最好由拱架6、7来完成，而每个浮体的另一面通过拱架件8、9分别与平台连接。

由上所述的导致侧浮体的浮力以一连续方式施加到平台1上。

每个侧浮体是由一个薄壁10及在其下端安装一个大致园形或如图10所示的椭园形筒体部分壳体11构成。

当在侧浮体的下部安装壳体11时，最好它们的轴11a（图9）是与中间浮体的龙骨线12对齐或基本上对齐。

为了给出航行稳定的船，在一般航行状态下，即波浪的高度达不到拱架6、7和拱架件8，要是有的话，的起点的状态，最好选择上述的部件和浮体位置，但这不是必需的。

上述配置是这样的，中间浮体能够有很薄而宽的适于一个高运行速度的水线，而侧浮体的全部高度，如对于100米的船为从5米到10米，全部浸没在水中，以使船不太敏感浪涛的作用。此外，侧浮体的细小的宽度，对于船长约100米的船最好是1米左右，这样侧浮体仅产生很小的波动量，由此进一步稳定船舶。

图10显示的侧浮体具有一个小的型宽，其在它们的高度的整个主体上几乎是一样的。这样当横摇时，随着船横向倾斜产生的流体静力的回复不很大，使船显得很舒服。

在图中，特别是图9中显示了一个有益的形式，其中壁10的首部13是竖立在筒体11前端的后部，以形成一个球形艏14。

当侧浮体的型宽为大约1米时，筒体11的型宽大约为2至3米，这样在船受到横摇，纵倾和重载航行的运动中简体完全浸没在水中形成阻尼部件。中间浮体2和侧浮体3、4的较大的长度在另一方面形成为航海船舶的推进最终提供相当有效的航行稳定性表面。

在图中，特别是图10中显示的浮体3，4具有大致不变的型宽，而在实用中型宽可能是变化的。

所示的每个侧浮体的壁是一个简单部件，如果需要这些壁可以是部分开口或由依次的臂组成。

船舶的动力装置基本上是机械的（如螺旋浆或喷水推进器），不过由于通过以适当的方式选择中间浮体与每个侧浮体的间距，航海的动力装置也可以容易地给出，为平衡船的倾斜侧浮体上进一步可装一个可调的平衡器。

如图11所示，本发明的一个有益的改进是侧浮体3，4绕纵轴28、29转并由活塞30，31控制侧浮体的位置。由图12的变形，侧浮体具有可伸缩部分3₁、4₁，它们由活塞32、33控制。

进一步地对于上面所述及根据本发明的一个有益的改进除了稳定器27外，支撑面34可设置也可不设置，可装在侧浮体上也可装在中间浮体上，以产生动力学升力来各自用来抬升船舶，或通过调整平衡位置建立横摇和纵倾稳定性。此外，为了形成提升和衰减缓冲器，在中间浮体的壁之间提供柔性缘以构成空气进入通道。

如上所述，根据本发明的一个有益的改进平台1成为承载载荷的船身。对于某些应用，用任一连接件替代平台是可能的，如臂17、18（图12）。臂17、18能够不困难地由依次顺序排列的横梁或连续的板构成。