[发明专利]舰船以及相关的形成和操作方法

说明书

相关申请

本申请要求基于以下三个美国专利申请的优先权：2006年10月 11日提交的No.11/548,472；2007年4月3日提交的No.11/695,932； 和2007年4月3日提交的美国临时专利申请No.60/909,850。

关于联邦政府赞助的研发的声明

本发明的研发部分地由美国海军部授予的合同No. N00014-05-0347支持。因此，美国政府在本发明中可具有某些权利。

技术领域

本发明总体上涉及舰船，并且更特别地涉及运输的海上设计和方 法。

背景技术

运输业提供了很多种模式和路线，借此满足不同的需求。选择可 基于很多因素，包括所需的递送速度，安全性以及运输成本对货物价 格和服务的影响。当在长的距离(例如，几千英里)上要求快速的， 时间严格的移动时，航空服务通常用于乘客和货物运输。例如，大的 军事行动的快速部署可能需要显著水平的航空运输以在需要时在需要 的地方安置设备和人员。另一方面，当商品货物被移动大的距离时， 运输模式的选择对成本更敏感，但经常受低成本选择的可用性的限制。 根据启程点和目的地，多种低成本选择可能是可用的，但经常需要能 接受最慢运输速度以使运输费用最小化并由此保证成本竞争性的货物 和服务。货物运输的成本高度依赖于操作成本。

当在不同陆地之间移动大体积的货物时，海运由于成本而已经成 为主要模式，而客运主要通过航空。沿着一些大的内陆水路的贸易可 能主要通过驳船或货船，限于成本限制的或在陆地上不可船运的商品 或大的货物。通常，水运用于长距离运输的选择意味着接受相对慢的 递送速度。当可用多个运输模式以到达货物目的地时，海运业的竞争 性受到挑战。其它模式可能燃料效率较低但仍然具有成本竞争力，同 时也提供较大的速度和灵活性。例如，轨道和货车运输业经常能够更 快速地递送产品到最终目的地，而通过水路运输的货物必须经常转移 到轨道车厢或拖车以实现最终递送。

为了使水路运输更加有竞争力，希望改善速度并进一步减小运输 成本。然而，特别对于集装箱货运列车，操作成本经常随着速度增加。 这种限制因素的根源在于用于船体设计的可用水力效率的限制。很久 以前已经知道通过水的移动的效率是舰船长度对梁(L/B)比率的函数。 已经不断努力改善具有高的L/B比率的舰船的设计以便在相对高的速 度下操作。一些类船体已经被如此优化。

可实现的性能的限制源于在高的结构载荷和弯矩(诸如在公海状 态下所经历的)下与性能相关联的内在结构问题。通过相对于较短舰 船所需的提供更坚固的(通常更重的)纵向梁系，解决与长的，细的 舰船相关联的强度和挠曲问题。通常，舰船的长度决定纵向梁系的尺 寸和重量。利用先进的分析能力来模拟船壳在动态载荷下的性能，并 且把舰船的长度看作单个梁用于性能模拟，梁系必须具有足够的刚性 和质量以在存在期望弯矩的情况下保证可接受的操作。希望研发用于 长的且细的船体(例如，L/B＞10)的设计，该设计避免复杂性并添加通 常需要的质量，如此可实现可以更经济地操作的更节省成本的舰船。 这种改进可使得海上运输更适于多种商业和非商业需要。所需要的是 一套方案，该方案使得海上操作更快，更灵活，并且更节省成本。利 用这种更大的能力，海上运输可以更加可接受地替代否则必须利用航 空或基于地面系统解决的运输需要。

发明内容

根据本发明的实施例，一种操作舰船的方法包括以下组合：提供 位于水上的多个船体，每个船体具有限定腔体的船壳部分，所述腔体 在船体的前部和船体的后部之间延伸，船壳部分的若干部分沿着右舷 侧和左舷侧延伸以限定壁，所述壁延伸到水中以沿着所述腔体限定第 一和第二相对壁，而腔体延伸到沿着船体的前部布置的船壳部分上的 第一开口并且延伸到沿着船体的后部布置的船壳部分上的第二开口。 通过使船体的第一个的船壳部分上的第一开口连接到船体的第二个的 船壳部分上的第二开口，在多个腔体之中提供室。

形成舰船的方法的实施例可包括：提供多个船体，每个船体具有 限定腔的船壳，当船体漂浮时，所述腔体适于空气在船体的前部和后 部之间移动；以及提供多个第一和第二连接部件，使得船体的第一个 的第一部件与船体的第二个的第二部件可连接。