船底具有气垫凹部的水翼船制造技术

一种其船壳的底部具有至少一个、通常为数个沿船底中央艏艉方向排成一排或多排的气垫凹部的水翼船，气垫凹部形成向上凹入的底部为由其前端壁较徒斜并往后端壁渐斜且纵向剖面呈近似三角形而周沿为长方形的凹槽，后端壁的最高一端至最低一端其角度在１°－３０°之间，且凹部的船舷侧两侧壁延伸至前、后端壁的下方一适当长度。水翼跨设于气垫凹部下方，与气垫凹部甚靠近。最前端气垫凹部的后端壁最高处具有至少一个喷出压力空气用的喷气口。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关水翼船，尤指一种改良的水翼船的船壳，其船底具有一个或多个沿纵向排成一排或多排气垫凹部，可导入加压气体以产生气垫效果。水翼船自专利技术以来已经许多年，但一直未能大量普遍使用于海上运输，主要原因为要达到滑行或飞行状态所须的马力太大，因此须配备较一般船大甚多的发动机。又，气垫船亦已在商业上使用，惟因其船体须使用橡皮帐幕或围裙以于其内形成气垫，制造及保养费用皆甚昂贵，又无自行稳定支持的部份且越波性不佳，必须做相当大的船及在较平稳的水面上航行，尚难广泛作为一般水上交通工具使用。本专利技术的目的在于提供一种水翼船。其船底具有至少一排沿艏艉方向排列的气垫凹部，在滑行时能产生良好的气垫效果，使船底的黏性阻力降低，快速达到水翼滑行或飞行的状态。本专利技术所提供的一种其船壳的底部具有至少一个、通常为数个沿船底中央艏艉方向延伸并排成一排或多排的气垫凹部的水翼船，其气垫凹部为自下方向上凹入的凹部，其由位于前端的徒斜的前端壁、位于后端的渐斜且稍弯曲的后端壁及船舷侧两侧壁构成，其为纵向剖面呈近似三角形而周沿为矩形的凹槽，同时，任意一个气垫凹槽的后端壁最高处至少具有一个用以向后喷出压力气体的喷气口。该气垫凹部后端壁在从后沿处起至顶部处止的切线与水平面间的夹角在1°-30°之间，最好为2°-20°之间，且凹部的船舷侧两侧壁是自上向下延伸超过凹部前、后端壁的交接处的喉部下方一段距离。该船底部设有至少一个水翼，该水翼是跨设于气垫凹部的下方，且甚靠近气垫凹部。该气垫凹槽所设喷气口是与主机的排气管分岐而出的副排气管相连通。该气垫凹槽另设有至少一个第二喷气口，该喷气口是与主机的增压器分接出来的小径导管连通。该气垫凹部的两侧乃突设有二沿纵长方向呈平行延伸的二龙骨，水翼则设在气垫凹部下方的二龙骨之间而不突出龙骨外。本专利技术的一个优点在于所提供的一种水翼船，其借船底气垫凹部的特殊形状的设计，能使相同的酬载量船速在每小时25海里至60海里之间，比习用的深V型船节省马力的需求，且加速迅速，依波性良好，且在滑行时不易受浪尖的作用而转入排水状态，同时稳定性较同宽度的船为佳。本专利技术的再一个优点在于提供的一种水翼船，其气垫凹部充以主机排气或加压空气，以产生气垫抬升船重之一部份且分离凹部的水面黏着面的同时，于滑行时，因气垫凹部内所生真空现象，能减少主机引擎的背压，进而增加输出扭力，短时间内可达飞行状态。本专利技术其他目的及特点，功效可由以下配合附图的说明而获得进一步的了解。附图说明图1为本专利技术水翼船之的典型实施例局部剖面侧视图；图2为本专利技术水翼船的底视图；图3为沿图1的A-A线截取的局部剖面图；图4乃示本专利技术另一实施例中相当于图3的剖面图；图5为本专利技术水翼船与传统水翼船相比较的速度-马力特性曲线图；图6为本专利技术又一实施例的底视图；图7为本专利技术再一实施例的底视图8为图7所示实施例的局部剖面侧视图；图1至图3所示，实质上为深V型船底的船壳1，其具有船艏11、船舷12、船艉13及船底14。、船底14的中央后半部，具体而言，自接近船艏11的部位起延至船尾13形成大致上呈长方形的切平面15，切平面15之前方则紧连着一大致呈三角形微微倾斜向前向上且顶端交接于船艏11的艏柱11a的三角形前底面16，至于水线L附近及以上部份则保留原有深V型船壳的形状。长方形平切面15上自艏侧至艉侧形成至少一个但通常为数个排成至少一排底视图为矩形的气垫凹部17，此气垫凹部17如图1所示，乃由位于前端非常徒斜的平坦的前端壁、位于后端渐斜且稍弯曲的后端壁及船舷侧两侧壁构成，其剖面近似三角形而周沿为矩形的凹槽，其后端壁相对于水平面的倾斜角度由后沿处起至顶部止约为1°-30°之间，最好为2°-20°之间，而位于前方凹部的后沿与相邻的位于后方的凹部的前沿相接处形成喉部t，凹入气垫凹部17的两侧壁17a则向下延伸超出该喉部t若干距离，如此，当船底14在静水面上滑行时，各气垫凹部17乃借助此喉部t而前后相通。船底14设有至少一个在近船艏及一个在近船尾的短脚水翼18，在本实施例中设有在船艏、船中、船艉的三个水翼18，此等水翼18略呈 形并略突于船底下方，其支持脚19向船艏延伸并由后往前上方呈倾斜面以利排除水上漂流物。另外，船艉部13设有推进器20一如习知水翼船。船艉13的底舱内设有船主机21以便传达动力给推进器20，此主机21可为柴油或汽油引擎，亦可为燃气涡轮机，具有原来既有的主排气管22及一介以诸如电磁阀23分岐接出且接气口24设于最接近的气垫凹部17的最深部顶端的副排气管25，在本实施例中因仅示一个引擎21，故只有一副排气管25接于任一气垫凹部17内，惟如设有两个以上的引擎时，则可将增设的二支以上的副排气管分别引接于不同的气垫凹部17效果更佳。在船艏侧第一个气垫凹部17的最深部顶端设有一对加压空气喷出口26，并在主机21的涡轮增压器27的输出管侧分接一小导管28，通常其管径仅为输出管直径的1/10-1/20，亦即断面积约为输出管断面积的1/100-1/400的细径导管接至空气喷出口26。图4示出本技术的另一实施例的垂直纵剖面图，本实施例中气垫凹部17的构成基本上与前例相同，惟一不同处仅为在气垫凹部17的两侧突设有二龙滑29，水翼18则设在凹部17下方二龙骨29之间。此实施例因有突出的龙滑29及设在龙骨之间而不突出的水翼18，故适合于潮差甚大的水域航行，但因水翼较小，飞行效率较前例差些。图5示出本专利技术的水翼船与习知水翼船就其速度-马力特性曲线的比较图，a表示传统的高脚水翼船的特性曲线，b表示本专利技术的水翼船的特征曲线，c表示同为本专利技术水翼船但具有两倍大排水量的水翼的特性曲线，d表示一般不具水翼的深V型船的特性曲线。从特性曲线图中曲线a可知一般高脚水翼船在起动时需相当大的马力，而达到临出水前或飞行速度例如每小时25海里时需马力每吨约75马力，随后因滑行于水面上而无水面黏性阻力及惯性关系，马力需求量乃可渐减，但实际在飞行后主机输出马力并未减少，因此即可达到60海里/小时以上的速度。曲线d则表示一般深V型船在起动航行时所需马力较小，且达到飞行速度设16海里/小时时所需的马力亦较小，盖因其无水翼而水的阻力较小之故，但如果加速达到某一较高速度例如40海里/小时则需要相当大的马力，非常不经济。但如采用本专利技术具有气垫凹部及短脚水翼的水翼船时，从曲线b可知只需每吨重约60马力，在速度达20海里/小时即可使水翼船起飞，并可在该马力下达到约55海里/小时的速度，盖因本专利技术的船底的气垫凹部经导入加压空气之后产生气垫效果，有助抬升船身的部份重量并分离凹部与水面的黏着面，使船底的黏性阻力大幅降低之故。曲线c则示于曲线b的船使用排水量约为2倍于该船所具有排水量的水翼时的速度一马力曲线，由该曲线可知起动所需马力较大且速度的增加较慢，盖因水翼较大所生的阻力亦大之故，惟速度达到16海里/小时时，船即起飞，而仅需约每吨45马力即可获得飞行且速度可达约35海里/小时。综合上述曲线的结论可知，如依本专利技术的水翼船能使相同的酬载量，船速在25-60海里/小时之间比一般深V型船可节省5％-60％的引擎马力需求且加速快，依波性良好。换言之，在不要求如习知的水翼船使用高马力引擎获得例如60海里/小时以上的高速度飞行的情况下，本专利技术可使用低马本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船底具有气垫凹部的水翼船，其特征在于，船壳的底部具有至少一个、通常为数个沿船底中央艏艉方向延伸并排成一排或多排的气垫凹部，此气垫凹部为自下方向上凹入的凹部，其由位于前端的徒斜的前端壁、位于后端的渐斜且稍弯曲的后端壁及船舷侧两侧壁构成，其为纵向剖面呈近似三角形而周沿为矩形的凹槽，同时，任意一个气垫凹槽的后端壁最高处至少具有一个用以向后喷出压力气体的喷气口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄文章，
申请(专利权)人：黄文章，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]