[发明专利]一种绿色安全军民两用人工岛的建造方法

说明书

(一)技术领域。

本发明涉及人工岛建造技术领域。

(二)背景技术。

辽阔的海洋碧波万顷，但人类在海面上的生存空间却小的可怜。目前，世界上最大的民用海上平台是中国制造的半潜式采油平台，总面积相当陆地上的一个足球场。由于其移动困难、造价昂贵及生产周期长，不具备普通生产生活活动使用价值。世界上最大的舰船是美国尼米兹号航空母舰，舰长333米，舷宽41米，被称为海上霸主。但由于航空母舰体积特别庞大，涉及到的船舶建造技术、冶炼技术、动力技术和电子技术要求极高，所以世界上没有几个国家敢望其项背。2011年出版的《海上移动堡垒——航空母舰》一书介绍了建造浮岛式航空母舰的构想，但由于这些构想还没有摆脱大体积整体加工的思路，所以这些构想“仅仅存在于理论上，并没有哪国海军去真正实践”。很显然，向海洋要生存空间，已成为人类解决气候变暖、陆地灾害频发、世界人口总量激增问题最可行的战略方向，建造绿色安全军民两用的人工岛已成为世界科技领域的前沿课题。

(三)发明内容。

本发明所要解决的技术问题是要将建造大型人工岛的技术由理论构想变成现实。寻找解决人工岛体积过大、加工场地、材料、建造工艺要求过高等技术难题的方法。使用通用材料和场地简单快速地建造出体积庞大、结构安全稳定、军民皆可使用的人工岛。

本发明所采用的技术方案是：绿色安全军民两用人工岛的建造方法是将传统技术的大型整体结构和装置小型化、集群化，将高难度的加工工艺简单化、高端材料通用化。用这种方法建造的人工岛叫做筏式人工岛。它是一个由筏单元节在三维空间上做渐进式生长性连接而形成的板状浮岛。每个筏单元节是一个独立的、体积上便于加工和储运的水密性壳状浮体或其它结构的浮体，其外形呈棱柱状、圆柱状或可作最紧密堆积的多面体形状或球状，用金属、有机高分子或其合金材料制造。筏单元节有两种渐进式生长性连接方式：一种是竹排式生长，先将多个柱状筏单元节沿长轴方向逐节顺序连接起来形成筏单元杆，然后再将多个筏单元杆通过侧棱或侧面的顺序连接构成竹排式筏排。筏单元杆延长方向与岛体延长方向一致的筏排称为纵排。筏单元杆延长方向与岛体延长方向垂直的筏排称为横排。将设计个数的纵排和横排自下而上、由小到大地扩展性连接起来，达到设计规模，就构成一个筏式岛体或一个岛体单元板块；另一种是格架式生长，将多面体形状或球状的筏单元节及嵌含它们的格架一起进行生长式扩展性连接就构成格架式筏排，将设计个数的格架式筏排或其与纵排和横排的组合自下而上、由小到大地扩展性连接起来，达到设计规模，就构成一个筏式岛体或一个岛体单元板块。岛体单元板块在下水后通过台阶状接茬和补丁状筏排作补丁式拼接组合成筏式岛体。施工在船坞、临水场地、人工浮岛或船上进行，沿岛体或岛体单元板块延长方向分段顺序加工，完成一段下水一段，直至整个岛体或岛体单元板块全部加工完成并整体下水为止。筏式人工岛包括锚泊式定位岛、自航式定位岛和自航岛三种类型。锚泊式定位岛设置在近岸或浅水水域，采用集群式、分布式多锚链定位系统或其它固定装置定位。该定位系统根据板块大小和承重状况确定锚链个数，各锚链之间相互平行，每个锚链长度都等于最大海啸时海平面到海底的垂直距离。自航式定位岛采用动力装置定位。自航式定位岛和自航岛的动力装置采用磁动机、浮动机和/或电动机为主机，也可与其他清洁能源动力机组成联合动力装置。采用多主机分布式设置方式分散定位于各个需要位置。自航岛的转向动力装置在岛体颈肩部和前腰部两侧对称设置，推进动力装置设置在岛体尾部和侧部。自航式定位岛的动力装置可设置在岛体的周边和下部。动力装置的螺旋桨可在水平面内作360°转动或作固定设置。所有动力装置的各种运转工况都通过智能型指控系统进行统一操纵。岛体的头部或边缘留有冲浪边。冲浪边后设有向上倾斜的消浪坡。消浪坡可建成具有抗台风和/或抗打击强度的拖鞋头形外罩，其内部可建筑或储藏各种军用和民用设施及设备。超重的上层建筑物应建在配有浮力补偿功能的水下建筑物或主船体上，待下水后再与其它岛体部分进行补丁式拼接。自航岛需建造多条向下凸出的、与岛体延长方向一致的流线型舱室或脊线型平衡舵，也可由水下建筑物或主船体代替。绿色安全军民两用人工岛的上层建筑物至少包括海水淡化设施、磁动能、浮动能及其他清洁能源利用设施、无土或有土栽培、海水养殖及其他农副业生产场地及飞机场和码头。自航岛可作为航空母舰、大型舰船的更新换代产品。锚泊式定位岛、自航式定位岛可作为海上军事基地、海上作业平台及河流湖泊浮力和水流发电机的承载平台、沿海地震海啸高发地区及陆地不宜居地区居民的移民安置地、高消费型海上旅游度假和居住区。也可作为马尔他型岛国的替代国土。