气腔船及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种气腔船，包括带船首（１１）、船尾（１２）和位于船尾附近的螺旋桨（１３）的船体（３），至少一个形成于船体底部（２９）上的开口腔（４、５、６），和用于将空气供给到腔中的空气入射装置（７、１０），其中所述腔由后壁（４３）、前壁（４４）和在船长度方向上延伸的两侧壁（４１、４２）封闭，所述后壁包括边朝着后方延伸边向下斜的壁部。其特征在于，前后壁（４３、４４）中的至少一个包括第一板形壁部（４５），其下横边（４６）与船底部（２９）相连，其纵边（４７、４８）与各侧壁（４１、４２）相连，上横边（５０）位于距船体底部（２９）一定距离处且与第二板形壁部（５０）相连，所述第二壁部（５０）与所述侧壁（４１、４２）和船体底部（２９）相连或者与相邻腔中的一个壁部相连，所述第一和第二壁部（４５、５０）封闭出楔形闭合空间。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种气腔船，包括带有船首、船尾和位于船尾附近的螺旋桨的船体，至少两个形成于船体底部且在长度方向上相邻的开口腔，和用于向腔中供应空气的空气注入装置，每一腔由在船长度方向上延伸的两个侧壁、一个后壁和一个前壁封闭而成，所述后壁包括随着朝向后方而向下倾斜的壁部。本专利技术还涉及一种制造所述气腔船的方法。
技术介绍
美国专利US-A-3 595 191中揭示了这样一种气腔船，其中，大型远洋轮船(如油轮)的船体底部设有多个向下开口的气腔，气腔中充有压缩空气。因此，可减少船只的触水面积，改善其水力特性，例如减少水的阻力。在这些气腔中会产生影响船只水力学性能的水波纹。美国专利US-A-3 742 888中揭示了一种多室气垫船的船体，其中，在长度方向上，所形成的最前面的气腔与后气腔相邻，所述最前面的气腔的后壁由倾斜的分隔壁和基本竖直的后分隔壁部形成。所述分隔壁部和侧尾鳍或浮筒由实心船体材料形成为一个整体船体部。这意味着船底部将由轻型材料如不适合于制造水上船只(如散货运输船或者油轮)的纤维增强塑料来制造。用于将压缩空气注入到腔中的空气入口位于腔的侧壁中。这就产生出一种气流波纹，其不太适于以相对低速航行的大型船只。
技术实现思路
所以本专利技术的一个目的是提供一种气腔船，其中，形成有气腔，用于产生能使航行稳定并减少水阻力的波纹。本专利技术的一个目的特别在于，提供一种以低于30海里/小时的速度航行的气腔船，如散货运输船、集装箱船、或油轮或大型客轮，即50 000吨或以上(优选为100 000吨或以上)的远洋轮船，其压差阻力减少且要求相对低的空气压力和/或较低的体积以对腔中填以空气。本专利技术的又一目的是提供一种气腔船，其包括以相对容易的方式形成的腔。本专利技术还一目的在于提供一种气腔船，其中所述腔可设在已有船只的船体上。本专利技术的再一目的在于提供一种气腔船，其具有稳定的摇摆运动。关于本专利技术第一实施例的气腔船，其特征在于，所述前壁和后壁中的至少一个包括第一板形壁部，所述第一板形壁部的上横边与船底部相连，纵边与相应的各侧壁相连，下横边位于距船体底部一定距离处且与第二板形壁部相连，所述第二壁部与所述侧壁和船体底部相连，或与一个相邻腔的壁部相连，第一和第二壁部封闭出一个楔形闭合空间，其中空气注入装置包括位于前壁第二壁部中的开口，用于大体在后壁方向上将空气注入到腔中。在腔的长度方向上空气从前壁注入可产生稳定的低涡旋气流，减少磨擦阻力。在具体实施例中，前壁的第二壁部以小于90°的角度延伸到船体底部。在船的设计速度范围内，倾斜前、后壁的几何形状允许波浪进入腔中，波峰位于第二板形壁部的上横边处或附近，波浪的形状被顺着倾斜后壁部向下偏转。这特别适用于以9-30海里/小时速度航行的1000吨或以上的远洋货船或者大型客轮。通过适当调节腔中的波形，人们发现可以获得无振动的腔空间，并能大大减少阻力，同时也可减少空气注入，从而节约能源。另外，本专利技术的腔可以在造船所由板形部件相对容易地制造，且可以装到新建的船只上，还能用于通过将侧壁和横向壁连接到已有船体底部来对已有船只进行翻新。楔形后壁的长度可以为腔长度的1-0.1倍，优选为腔长度的0.5-0.1倍。在一个实施例中，两个腔前后布置。最后面的腔的前壁由是最前面腔的板形第二壁部形成，第二壁部光滑过渡连接到最前面腔的第一板形壁部。从而，防止液体沿着楔形腔封闭空间的最下部分开。在本专利技术气腔船的另一实施例中，横向并排布置有至少第一和第二腔，其中在长度方向上，第一腔的前、后壁与第二腔的前、后壁处于不同位置。可以发现，在腔中产生出类似于船体外面的波纹。腔中的波纹不是纯横向的，而是倾斜的。通过使在横向并排放置的气腔的位置发生偏移，可在腔内获得波纹系统之间的干涉，这样可减少船只的阻力。通过纵向偏移气腔，可以改进船体外面的波纹，从而进一步减少船只的阻力。在本专利技术气腔船的另一实施例中，设有摇晃控制装置，其包括摇晃角度检测器、纵向中心线各侧上的气腔的可单独控制空气源，从而当船只绕纵向中心线在倾斜方向上发生倾斜时，一个腔升高，一个腔降低，角度检测器产生控制信号，增加升高的腔中的空气供给量。通过这种方法，提供了一种有效的防震系统，以减少航行过程中船只的运动(摇晃、颠簸、偏航)。具体而言，可以产生摇晃恢复力矩，以校正由于风力造成的静态横倾角度，从而使气腔系统产生最优的作用。附图说明下面将通过实例并结合附图详细说明本专利技术气腔船的一个非限定性的实施例。在图中图1是根据本专利技术包括有气腔和导流板的油轮或散货运输船的侧视图。图2中图1中的船的仰视图。图3是沿图2中III-III线截取的导流板的剖面图。图4是包括有楔形前、后壁的两个相邻气腔的透视图。图5-8是气腔的不同实施例的示意侧视图。图9是包括有在长度方向上偏移布置的气腔的船的组合俯仰视图。图10是带有摇晃控制装置的气腔船的示意横截面图。图11是带有以双体结构形成的气腔的气腔船的视图。具体实施例方式图1中示出了一油轮或一散货运输船，其登记吨位为例如50000-500 000吨。在船体3的底部2上，船包括有多个气腔4、5、6，这些气腔在其面朝下的表面处开口。压缩空气通过压缩机7经一系列导管10注入腔4-6内。所述空气通过船1长度方向的腔前壁8、9中的开口注入到低涡旋气流的空穴区域中。每个腔的长度约为0.5-30m，宽度约为0.5-20m深度约为0.3-5m。腔的高度设为在发生最大纵倾时腔中仍完全充满空气，并通常会与腔内计算出的浪头高度相对应。腔的宽度设为可在船长度方向上并排延伸至少三排腔。低速航行的非减摇鳍单体船(non-fin-stabilised monohull vessel)以船只设计速度v航行时，其腔的长度可由式Lc＝0.34v2给出。空气以1.5-4巴的压力供给，稍大于在船的对应吃水深度下所述腔中的液体静力学压力。空气供给的速率设为可保持每个腔在给定条件下(速度、海水状态等)尽可能地干燥，并在每个气腔中保持稳定状态，多余的空气从每个腔的后部逸出。船1的船首11处包括一个球形部分，可减少水的阻力。在船尾12处，浸入水中的非充气式螺旋桨13驱动船以8-30海里/小时的速度航行，优选为13-17海里/小时。在船尾12附近，在最后面的气腔4和螺旋桨13之间，三个平行的导流板15、16、17沿船体外表面在向后方向以和水平成γ角的角度倾斜延伸，用于将从腔4-6中逸出的空气平行于导流板从底部2朝水面18引导。这就防止了空气进入螺旋桨平面，并保持螺旋桨13处的空气量低于例如10％体积。通过这种方式，不需对螺旋桨作特殊的设计上的修改，在将气腔4-6翻新到已有船只上时是很有优势的。如图2所示，三个气腔21、22在船底部并排延伸，其中外腔和里腔的横向隔板23、24在纵向中心线25的方向上偏移，以优化腔中的波形。横向隔板23、24可以是楔形截面，每个腔的深度通常在每个腔的前面和后面不一样。在最后面的腔21和螺旋桨13之间，三个楔形导流板15、16、17以和纵向中心线25成角α如80-110°的角度朝船缘(tanging)线26延伸，船缘线由船1的大体水平底部边界形成。在图2中，只在船的一侧上示出了导流板的下部25和中部25’，而事实上，导流板是相对于纵向中心线18对称布置的。从船缘线26处，导流板15本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气腔船（１），包括带船首（１１）、船尾（１２）和位于船尾附近的螺旋桨（１３）的船体（３），至少两个形成于船体底部（２９）上且在长度方向上相邻的开口腔（４、５、６），和用于将空气供给到腔中的空气注入装置（７、１０），其中每个腔由在船长度方向上延伸的两侧壁（４１、４２）、一后壁（４３）和一前壁（４４）封闭，所述后壁包括沿向后方向向下倾斜的壁部，其特征在于，前、后壁（４３、４４）中的至少一个包括第一板形壁部（４５），所述第一板形壁部的上横边（４６）与船底部（２９）相连，纵边（４７、４８）与各侧壁（４１、４２）相连，下横边（４９）位于距船体底部（２９）一定距离处且与第二板形壁部（５０）相连，第二壁部（５０）与所述侧壁（４１、４２）和船体底部（２９）相连或者与相邻腔中的一个壁部相连，所述第一和第二壁部（４５、５０）封闭出楔形的闭合空间，其中所述空气注入装置（７、１０）包括位于前壁（４４）的第二壁部（５０）中的开口（５５），用于在大体后壁（４３）的方向上向腔中注入空气。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：康斯坦丁马特费夫，约恩保罗温克勒，
申请(专利权)人：DK集团荷属安的列斯群岛公司，
类型：发明
国别省市：AN[菏属安的列斯群岛]