无舵灵活转向抗侧翻船的制作方法

文档序号:14914517发布日期:2018-07-11 00:21

本专利申请涉及水上航行器,如船、艇等。



背景技术:

舵是船舶航行方向的控制装置,推进浆是航行动力装置。

一类船是旋转改变推进桨桨叶方向,来操控船舶前进和后退方向,但转换中水的惯性阻力大,方向转换灵敏性差;另一类船是通过船尾两侧辅助推进动力装置来协助转向,提升转向机动性策。但就目前技术,船的转向控制仍主要来自于舵的掌控。

舵操作转向存在回转半径大、转向用时长、转向反应慢的技术问题,且在转向中存在船体侧偏,导致船体稳定性差,特别是遭遇海上风浪时,急速转向会导致侧翻,危险极大,很多情况下由于船体转向反应慢,障碍物躲避不及而遇险或与其它船舶碰撞的事故一再出现,即使是航船经验丰富的船员也难以避免,狭窄航道或港口靠岸航行控制技术要求极高。专利公开方案CN103330452B提供了一种无舵自动走航无人船,该方案是船体两侧对称设置小型浮体,通过连接桥连接,浮体尾部各安装一推进浆,控制两浮体的推进浆转向或转速差来实现前进、后退或转向,为内陆小河流、湖泊的水系测量用的无人船。本技术方案只适合小型船,它类似于三体船结构,之所以在大型船的应用上存在许多技术障碍,是因为:浮体与船体独立,船体所受应力相比单体船大得多,并集中于浮体与中央主船体的连接桥上,抗风浪能力差,若向中型、大型应用转化,就只能对连接桥实施更强设计,但会增加船体重量而牺牲载重量,排水量是其瓶颈。因此,正如专利CN103330452B文本所记载,局限于内陆小河流、湖泊上的小型测量船应用。



技术实现要素:

本专利申请的发明目的在于提供一种广泛适用于小型、中型、大型、超大型以及巨型水上航船,且具有转向迅速、灵活、快速、机动,无需其它辅助手段实现水面原地360°快速转向,既使在快速航行下、在风浪中、急速转弯中、在船体重心侧移时均能保持船体平衡、平稳以及灵活转向、变向的无舵灵活转向抗侧翻船。

本专利申请提供的无舵灵活转向抗侧翻船技术方案,其主要技术内容是:一种无舵灵活转向抗侧翻船,船底部的横截面呈凹凸形,其中的凹部为船头至船尾相互平行的水道通槽,水道通槽为推进动力装置的安装空间,各推进动力装置是以船纵轴线为对称中线呈矩阵排布布置。

在上述的整体技术方案中,所述的水道通槽两侧的凸部呈流线型体。

本专利申请公开的无舵灵活转向抗侧翻船技术方案,船底多道水道通槽的结构设置,形成水体接触的凹凸状船底,接触表面大幅增加,船底之上是具有整面甲板的船体空间,水道通槽是航行时水流动的通道,大大增加了水体表面张力对船的作用,使船体始终能够保持平衡稳定,具有优良的抗侧翻能力。各水道通槽的空间还是推进动力装置的安装空间,如图3所示,沿水道通槽前后间隔排布安装一组或多组推进动力装置,推进动力装置在船底、以船纵轴线为对称中线呈矩阵排布设置,该结构实现了无舵的灵活、灵敏转向:控制船纵轴线两侧推进动力装置互相反转,即实现原地转向,部分关停转向侧推进动力装置或者使转向侧推进动力装置转速低于对向侧推进动力装置转速,即可实现不同速度要求的灵活侧转向,上两点操作相结合,可实现原地扭转转向航行;此外,由于本方案凸凹船底面结构,船既使在较高航行速度下急速转弯、转向、扭转,或在风浪中急速转弯、转向、扭转,船体仍能够保持平衡稳定,大大提高了船运行的灵活性和机动性,能够灵敏的躲避凶险,保证船运行安全;同时具备抗侧翻能力强的技术优点,无论是风浪中、急转弯中、货物装载或卸货中因重心侧移等情况,都能够避免船体侧倾、甚至侧翻出现的可能。本技术方案中,推进动力装置于船底部由前至后的布置结构符合动力学原理,相比目前的后驱动船结构,具有水上航行阻力小、更为省力的技术优点,大大提升了船动力性能和灵活转向能力。本技术方案可广泛应用于小型、中型、大型船结构中,更可实现船舶的大型化和超大型化,同样具备灵活的可操纵性能。

附图说明

图1、图4为本专利申请的两船底结构示意图。

图2为船底结构图。

图3为本专利申请的侧向结构图,其中通过局部剖视方式显示船底及推进动力装置的布置结构。

具体实施方式

本专利申请公开的无舵灵活转向抗侧翻船,如图1、图2所示的船,船底的横截面呈凹凸形,其中的各凹部相互平行,由船头至船尾,为水道通槽1,水道通槽1的两侧相对凹形的水道通槽1为凸部2,为减小航行阻力,凸部2最好呈流线型体,且最好于凸部2的首端设有球鼻船首5,以便本方案的船在前行航行时具有消减海浪冲击作用。凹凸形船底的内部空间是与船体空间3相通的空间,通过内部框架龙骨支撑构成整个船体,具有整体甲板,一般而言,在水道通槽1和凸部2结构设计已尺寸确定下,船体甲板6随水道通槽1的数量增多而加大,所以,本方案在船型大小设计上不受限制,即可以是小型船结构,还可以是中型、大型、超大型和巨型水上船结构。

所述的水道通槽1为推进动力装置4的安装空间。如图2所示,按船的载重量和最大航速设计,每一水道通槽1可以设置一组或多组推进动力装置4,还可以按设计要求如图1所示,其中的中间或以船纵轴线为对称中线的两侧某一或某几水道通槽1仅为水流通道,或是于宽度尺寸大的水道通槽1内设置两列或两列以上的推进动力装置。推进动力装置4于船底,是以船纵轴线为对称中线呈矩阵排布布置,如图2所示。所述的推进动力装置4可以是现有技术的推进浆,还可以是技术发展的无轴推进浆。航行中,在相邻两凸部2作用下,水于两凸部2之间的水道通槽1内集中,提高了推进动力装置4工作的反作用力,该反作用力于船体产生向前动力,提升了航行驱动效率,在附图的各实施例结构中,显示的是推进浆结构。为减小航行阻力,推进浆的船前行端设计为流线型;若推进动力装置4为无轴式推进浆,则船的运行阻力则更小。本方案的推进动力装置4由前至后矩阵式排布布置结构,它符合动力学原理,对整船的驱动力更强、阻力更小,另外,控制船纵轴线两侧推进动力装置4互相反转,可实现原地360°转向,通过调整推进动力装置4转速,实现原地转向的快慢;通过部分关停转向侧推进动力装置4,或者使转向侧推进动力装置4转速低于对向侧推进动力装置4转速,即可实现不同速度要求的灵活侧转向;结合原地旋转和侧转向,还可实现原地扭转运行的运行要求,而且由于凹凸形船底结构使船体具有优良的抗侧翻能力,既使船在高航行速度下急速转弯、转向,或在风浪中急速转弯、转向,船体都能够保持稳定、平衡,转向灵活且平稳,大大提高了船避险能力,运行灵活性、机动性、安全性高;本方案还可实现前行中原地制动至迅速后退的快速转换。

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