[发明专利]水面航行器船体

说明书

本发明属于一种用于水路交通运输的工具，特别是一种水面航行器船体。

目前用于水路运输的交通工具即各种船艇有：

1)排水型船舶，以阿基米德浮力负荷自重和载重，稳定性较好，能满足各种吨位的需求。但吃水较深，而且吨位愈大吃水愈深(见附图10-1)。水的密度约为空气密度的10³倍(≈836倍)。船舶运动时所受的水阻力与其密度成正比，并且兴波阻力与运动速度的6次方成正比，因此，这类船能耗大，很难提高其航速。CN1036734A，提出一种流场船艉，在一定条件下，可改进航行能力，提高航行推力，和相应的排水型船相比有某些优点，但其性能在排水型船舶的框架之内，也具有排水型船舶在前进时水阻力大的弱点。

2)现有摆脱了大部分水阻力的水翼船，它靠水翼支承总重(见附图10-2)。对于小型艇，有它一定的优点，例如，水阻小，航速提高。但是，它的升力面分布，使它的机动性、操纵性等等都有较大的局限。水翼的升力面小，吨位的局限显而易见。由于水翼支承结构强度的局限，航速也受到较大的限制。此外，水翼艇难以在大风浪中平稳航行。

3)现有利用水面效应的船，以气垫船为例，它们虽然摆脱了水的大阻力，但却不能运用动水的大浮力载重，而用密度远小于水的动力气垫载重(见图10-3)。因此，吨位就受到较大的局限，而且，需要大功率来形成动力气垫，能耗较大；这类船抗风浪性能较差。

4)现有的滑行艇。这类艇虽然运用了水动浮力负荷其部分或全部自重和载重，滑行航态时吃水较浅，从而较大部分地摆脱了水的阻力。但为了改善自身航向的稳定、横向的稳定和操纵性能，采用了V型底横剖面的船体，见附图11；其中图11-1为滑行艇后视图，11-2为仰视图，11-3为侧视图。这样，其船体浸湿面积增大，导致磨擦阻力增大；并且，艇体艏部升力大，而艉部升力偏小。于是，造成较大的尾倾角，使艇首处水面涌高增大而阻力大增。在波浪中颠簸不稳，抗风浪性能差(图14-1)；不适合于在水流湍急的浅水河道中和波涛汹涌的海面上航行。其他一些改进型滑行艇，例如美国专利5265554,5016552,4722294,5231949等，它们一般带有一定程度的浅V型或部分深V型船底，有某些优点。但其性能仍在一般滑行艇的框架之内，改善不大；尤其是，那样的艇体布局对波浪响应仍敏感，抗风浪性能不佳。

5)现有的海刀艇，它是滑行艇的一种，在航速和抗风浪性能方面，有优于一般滑行艇之处。但它采用单纯的三角形平底船体，其航向稳定性差，操纵性、适航性不佳，在这方面还比不上采用具有V型底横剖面船体的一般滑行艇。

为了解决上述现有技术中用于水路运输的各种交通工具之不足之处，本发明提供一种新颖的水面航行器船体。这种水面航行器船体由船底(1)、船舷(2)、甲板(3)、涌浪导流设施(4)和压浪阻溅流设施(5)以及舱室和上层结构组成。(从图1直到图9-4中的各图，为本发明船体的甲板平面以下部分)

附图1为水面航行器船体的侧视图，其中，(1)-船底，(2)-船舷，(3)-甲板，(4)-涌浪导流设施，(5)-压浪阻溅流设施，α-涌浪导流设施的顶线对船底平面的倾角，β-压浪阻溅流设施对船底平面的倾角，θ₁-船体静止时船底平面对水平面的攻角，R-艏端的曲率半径。

附图2为船体的仰视图，其中2r-涌浪导流设施的底面宽度。

附图3为船体前视图，其中，(5)-压浪阻溅流设施，凹进船舷(2)的表面和船舷(2)成一体。

附图4为船体的后视图，其中，(5)-压浪阻溅流设施，凹进船舷(2)的表面和船舷(2)成-体。

附图4-1为压浪阻溅流设施(5)镶嵌于船舷(2)表面上的水面航行器船体前视图。

附图4-2为压浪阻溅流设施(5)镶嵌于船舷(2)表面上的水面航行器船体后视图。

附图4-3为船体在运动中激起的水动力流场后视示意图，其中，垂向的箭头表示涌浪导流设施提供的附加升力，对称向内倾斜的两箭头表示压浪阻溅流设施提供的附加力。