[发明专利]静浮力吸水型新概念船

说明书

技术领域

在高性能船舶发展过程中，长期以来因受到兴波阻力与航速成六次方比增长的困扰而举步为艰.以吸水原理为基础创建出的吸水型新概念船，利用喷水泵负压吸收功能，将航行排水量进行吸收反馈循环处理，使形成兴波阻力的航行排水量，因为流量流速减少降低，倘若航行的排水量全部被吸收，那么兴波阻力因流量流速的消失而变为零，这从理论说明，吸水型新概念船是有效的降低消除兴波阻力设计构思，它将为高性能船舶向更高航速发展铺平道路.

背景技术

长期以来利用阿基米德浮力原理的常规排水型船舶，其航速的提高因为受到兴波阻力的障碍而难以突破。为此，自20世纪后半叶以来，发展起来的高性能船舶为了克服兴波阻力的障碍，创建出二介类型的船舶：第一类主要是设法尽可能减少船和自由水面有接触，故由静浮力支撑的排水航行转变为动升支撑的动力航行，使船在水中抬起，甚至抬出水面，以减少兴波阻力，提高航速，如滑行艇、水翼艇、气垫船等。第二类型船仍维持排水航行，但尽可能减少船体截面对自由水面的影响，如瘦长片体的高速双体船、小水线双体船等。这些措施虽然多少提高了船舶性能，但距离社会发展要求所期望的指标要求仍然甚远.高性能船发展出现这样的困境，原因在于其所采取的技术措施最终的效果只是减少航行排水的流量，未能影响改变排水的流速，故不能大幅度彻底的消除兴波阻。为了摆脱高性能船舶发展过程所遇到困境，本发明利用吸水原理构思出吸水型新概念船，它通过喷水泵运行时吸水口的负压吸引力作用，将航行的排水量进行吸收反馈循环处理，使于扰影响自由水面的排水流量流速同时大幅度的降低减少，甚至降为零，彻底的将兴波阻力形成的动力源头除丢，不但使压差阻力的兴波阻力趋于或等于零，同时也使压差阻力的形状阻力趋于或等于零，这状况意味着船舶在自由水面上航行时，不再为克服压差阻力(即兴波，型状阻力)消耗大量无用功，为发展高速度、大吨位、远航程船舶铺平道路。

发明内容

从吸不型船舶外形来看，它的水下船体是个长方形刚体，这是吸水型船根据吸水原理而设计建造的船体结构，它的水下船体结构不同于一般常规排水型船。为了有效的将航行排水量全部吸收，所设计的水下船体必须腾留出做为喷水推进装置的工作空间，使所设计船舶的航行排水面积必须被吸水泵的吸收扩张口所函盖，让航行的排水量不外溢而被喷水泵扩张口吸收。此外还必须余留出喷水推进装置的安装空间和输送管道空间，将被吸收的排水量输送反馈到船艉，构成排水吸收反馈大循环，这对航行时产生的船首船艉的压差值起到了调节平衡的有力作用。吸水型船的水下体载重容积的形状，由于功能不同可能是多样化的，本发明内容描述的载重容积是吸水型基本结构之一(见图1、图2)，它由主船体1、下板(或箱)体2、支承侧壁3组成，将其与水上船甲板面8焊接后，就构成刚性的长方形水下船体。主船体1是首部有斜面角的平底船，它是按装船舶主机及其它机械、电器等主要设备的工作场所，船舶的载重容积空间主要由它承担。下板(或箱)体2是扁平方体的下甲板，是船舶在水中重要的受力体，由于它是扁平结构体(如将其结构体加厚，则扁平结构就变成为增大载重容积的下浮箱体)，起到强化了船舶的刚强度的作用；支承侧壁3主要任务是与主船体共同承担上甲板面承载重量和对抗船舶航行时风浪对船舶扰动产生的各种作用力，另外它是船舶的侧面安全屏蔽面，保护船舶航行触礁或受到攻击破坏时船舶的安全。支承侧壁和水下板(箱)体、主船体、水上船甲板面之间形成的空间，是吸水型船余留出的喷水推进装置和输送管道的工作空间：主船体首部的斜面角是喷水泵吸收扩张口重要组成部分；这样的工作空间对于吸水型船来说，是致关重要的设计窗口，它涉及到喷水泵直径的选择、数量和喷口面积、船舶的操纵性等诸多重要技术性能指标等问题。另一种吸水型船舶的载重容积基本结构是以双船体为主或三船体为主的吸水型船，其基本结构形式和功能与单主船体为主的吸水型基本上相近似，都是由双片体(相当于支承侧壁)与水下板体、水上船甲板面三者焊接组成刚体长方形的水下船体，不同之处片体为直线不对称的、船首有斜面角的平底双片体，三船体是在双船体的基础上，在其中间加上平底、船首两侧有斜面角的单船体组成，可见在吸水型基本结构原理基础上，可以演变出不同载重容积的结构形式。吸水型船水下船体的结构表明，水下船体的浸湿面积明显的比一般船舶浸湿面积大很多，这无疑增大了船舶的航行磨擦阻力，但从吸水型船舶工作原理知，产生航行磨擦阻力的只是外船体浸湿面积，这是因为船体的内浸湿面积，隶属于喷水推进装置管道输送系统的效率系数范畴，但一旦喷水推进装置休止工作，内浸湿面积就转变为阻止船舶运动的磨擦阻力。