[实用新型]一种可消除水阻力的船舶

说明书

本实用新型涉及造船业，是一种新型结构的船舶，是对船舶的支承方式、推进方式和操作方式的一种创新技术。

目前的船舶可以分为浮力支承型，即排水量型，如客轮、货驳和动力支承型，如滑行艇、水翼船、气垫船等。前者由于其水阻力随船速呈高次方增加的客观规律所限制，航速难以提高。后者是利用流体的动压升力将船舶的大部分或全部举离水面，通过减少船舶的浸水面积来减少水阻力，从而可以达到较高的航速。但动力支承型船舶的支承力较弱，对动力设备的要求较高，就其减低水阻力的效果而言，也存在一定的局限，因为：一、在获得升力的同时必定要以产生相应的阻力为代价；二、动力支承型船航行时仍有和水接触的部分，包括推进装置和操纵装置，这部分仍要产生随航速成高次方增加的水阻力，气垫船的气垫也会产生较大的兴波阻力；三、动力支承型船舶在静态和低速航行时均仍为浮力支承，通常要加速到相当的航速后才能产生足够的升力以支承船体，使其达到滑行或翼航状态，在此过渡航行期间其水阻力的峰值都很高，气垫船维持气垫也要消耗很大的功率。

本实用新型的目的在于，提供一种新型结构的船舶，创建一种无论高低速都具有比现有船舶更优良的阻力性能的船舶，同时具有较高的推进效率和良好的操纵性能，并可使所建船舶具有浅水适航性及水陆两栖性等特殊的使用性能，从而开发出一系列高性能船舶。

为了达到上述目的，本实用新型设计由包括动力系统及通常船舶其他系统的承载客货的船舶本体和可转动的浮具系统构成。浮具系统的一部分浸入水中产生浮力支承船舶本体，使船舶本体处于水面之上，浮具系统转动时，可改变浮具系统的浸水表面与水的相对运动速度，从而减低或消除水阻力，也可以改变浮具系统所受水阻力的方向使其成为推进船舶的推力。船舶本体可制成箱形或流线型形状。动力系统设置在船舶本体上，可以由发动机、离合器、多级变速器、传动轴、制动器和动力链轮组成。浮具链带系统在动力链轮带动下环绕船舶本体纵向转动。设图1中船舶在静水中以速度V向前航行，船舶本体即以速度V向前运动，若此时浮具链带系统顺时针方向转动，就浮具系统的浸水部分而言，则是以V1的线速度相对于船舶本体向后方运动，由矢量合成法则可知，此时决定船舶水阻力的船舶浸水面的“船水相对速度”也即浮具浸水部分表面与水的相对速度，其值为V-V1，若V-V1＞0，即浮具系统转动较慢，其浸水部分相对于水仍有向前的速度，则船舶的水阻力减低，若V-V1=0，则浮具浸水部分与水的相对运动速度为零，此时船舶前进方向的水阻力将完全消失，此时船舶的动力推进设备只需克服船舶的空气阻力和机械系统(包括转动浮具系统)的内摩擦力就可使船舶保持其值为V的速度匀速航行，若V-V1＜0，即V1＞V，浮具系统转动加快，此时水对于浸水浮具的相对速度与船速方向相同，也即浸水浮具所遭受的水阻力的方向与船舶航向相同，此时浸水浮具的水阻力已变为推动船舶前进的推力，若此推力等于V航速时的空气阻力，船舶即可维持该航速匀速航行，所以本实用新型在消减船舶阻力的同时，也可实现利用水阻力推进船舶。

本实用新型由于其独特的构思，从理论上讲可以完全消除船舶前进方向的水阻力，而且可以利用可转动浮具系统兼作船舶的推进器和操纵机构，可以省却现有船舶的螺旋浆和舵装置，即可减少船舶的附体阻力，因此本实用新型之船舶具有优良的阻力性能。由于其阻力小必然会使船舶的快速性和经济性较好。本实用新型为转动浮具支承，从原理上说，浮具下方既可受水压作用，也可受土压作用，因此本实用新型具有浅水适航性和水陆两栖性，便于过浅滩、登沙滩，不但可适航江河湖海，又可制成适合滩涂沼泽使用的船舶，也可制成水陆两用的两栖交通工具，从而扩大船舶的使用领域。

本实用新型之船舶的推进系统也可采用现有船舶的各种推进系统，如水螺旋浆，空气蜗浆和喷水推进等，动力设备也可用现有船舶的各种动力设备，当采用现有船舶的推进方式时，其浮具系统的转动可以是被动式的，即由水阻力推其转动，此时水阻力与浮具系统的滚动磨擦总阻力平衡，故设计良好的浮具系统具有优良的减阻效果，本实用新型之船舶的操纵也可以采用现有船舶的各种操纵方式，如水舵、空气舵，或改变喷水喷气的方向操纵船舶，但本实用新型最好是采用控制左右舷浮具的转速来操纵船舶，因此本实用新型的推进和操纵方式可以根据具体条件作出多种选择，即有很大的适应性。由于本实用新型具有上述之特点，本实用新型可以制成一系列适应各种用途的高性能船舶。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述：

图1是本实用新型的第1个具体实施方式的结构示意图。

图2是本实用新型的第2个具体实施方式的结构示意图。