用于减小船只的流体动力学的水阻的方法和装置

摘要

本发明涉及用于降低船只的水阻的方法和装置。尤其本发明旨在一种用于减小通过船只的船体（2）在行驶期间所产生的船首波浪的方法。所述方法的特征在于，在船体的船首（4）前方产生气体/水混合物，其中气体优选是空气。本发明也涉及一种用于降低船只在行驶期间的船首波浪的装置，其中所述装置是用于释放处于压力下的空气的机构。这种被压缩的空气以合适的角度在船只的船首（4）前方或者周围被释放给合适的区域。

说明书

技术领域

本发明旨在用于降低船只的水阻的一种方法和一种装置。尤其本发明旨在关于一种用于减小在行驶期间通过船只的船体所产生的船首波浪的方法。

背景技术

已知的是，船只在行驶期间产生船首波浪和船尾波浪。其主要招致总的阻力，总的阻力在乘方中以2次幂随着速度的升高而升高。船只的最大速度基本上与船体的长度以及船首波浪和船尾波浪的距离关联。当船首和船尾波浪重叠时，船只被“捕捉”在其中并且无关于发动机功率不能变得更快。

克服这种流体动力学的阻力具有两个主要的影响：第一，强劲并且相应昂贵的发动机，以及第二，由此带来的提高的燃料消耗。船只的大约一半的运行耗费来自于燃料。因此尤其重要的是，减小这种流体动力学的阻力。

尝试用特殊的船体和船首形状来实现这一点。对此的一个示例是凸起船首的已知构造。已知的是，船首凸起对于所给出的水平例如对于确定的装载状态得以优化。

但是该解决方案不是完全令人满意的，因为凸起船首仅仅对于确定的速度并且对于确定的装载状态（例如满载）来说是有效果的。阻力的降低即使在理想的条件下通常对于向前和向后行驶计到不超过10%。当凸起船首只是尚且部分地在吃水线之上突出时，凸起船首能够甚至提高阻力 。

发明内容

本发明的目的在于，克服背景技术的如上文所述的局限性，并且提供一种用于减小船只的流体动力学的阻力的有效的系统。本发明尤其具有的目标是，减小船首和船尾波浪并因此减小在行驶期间船只的总阻力。

本发明所基于的思想在于，减小在行驶期间形成的船首和船尾波浪，办法是，用气体优选空气把水在船首前方积聚。

混合物在船首前方以合适的距离并且以关于水表面的合适的深度形成。混合物的位置取决于浮力和速度。对于大多实际应用来说在船首前的混合物形成和船首本身的之间的0.1到30米的距离足够了。这能够借助于运动的、能够调整的喷嘴实现。所述喷嘴是能够调适的，从而空气射流在船首前方在与行驶方向并且与水表面所成的确立的角度之内出去。例如喷嘴把空气射流在沿着行驶方向的角度之内以一个确立的角度从船只的底侧向水表面进行散布。

本发明的一种实施变型是通过能够在之后围绕既存的船首凸起得以扣牢的套环施加空气。这种设有可调整的空气喷嘴的套环把空气射流一方面沿着行驶方向、但是同时也沿着行驶反方向沿着下部船身导入到水中。这引起显著的、额外的摩擦减小。

优选借助于一装置通过压力把气体压入水中。所使用的气体应该具有相比于水较小的粘性，优选并且出自实际原因应当使用空气。

得益于本发明，船首上的静态的压力得以强烈降低，船壁上的摩擦得以减小并且船首和船尾波浪得以减轻。

附图说明

图1：具有根据本发明的被安装在船首上的能够摆动的装置的船只的侧视图；

图2：具有图1的装置的船只的另一示意性的侧视图。

具体实施方式

1示意性地表示具有船身2和包括水上区域10和船首4的吃水线3的船只1。船尾5（在该图中未示出）。要提到的是，本发明能够被布置在各较大的船只上。因此概念“船只”在下文的说明中的使用对于各个种类的水上行驶工具而言是代表性的。

在一种优选的实施形式中也把空气射流逆着行驶方向施加到水中并且具体而言如此施加，从而所形成的空气泡在快要到达船只的尾部之前存在于水中。从而在船身的整个长度上作用有减轻摩擦的效果。

以铰接地紧固的方式，从而使得摆臂9根据船只的行驶速度和/或负载达到适合的潜入深度。摆臂9的浸入深度的改变是以电子方式控制的。

图3a中示出，如何借助于能够调节的喷嘴在能够选择的角度α下沿着行驶方向X在船首前方并且同时逆着行驶方向-X在能够选择的角度γ下施加空气。

在图3b中以侧视图展示了同样的。空气借助于能够调节的喷嘴在能够选择的角度β下沿着行驶方向在船首前方被施加到通过角度γ、γ＇定义的区域中并且同时逆着行驶方向在能够选择的角度ε下得以施加。

一种实施形式展示的是，能够调整的空气供给机构在那里利用一个或多个套环或者箍带C固定在船首上。同样可能的是磁性的固定。在空气的施加和船首之间的间距在0.1和30米之间变化。如在图3b中可见的那样，空气供给机构能够直接被固定在船首凸起上。