专利名称：船舶进港辅助船的制作方法
技术领域：
本发明涉及船舶进港辅助船，诸如拖船之类的。具体地，本发明描述了一种具有改进的船体设计和推进系统的船舶进港辅助船，它具有更好的机动性和稳定性，由此使得在任何方向上容易施加充分的推力或拖力。
普通的拖船设计有大直径，固定方向的推进器用来提供所需程度的牵引力。这样的方式使得港口拖船的吃水深度较深，通常使它们不能在浅的内河中使用。固定方向的推力限制了拖船只能在平行于拖船船体的中心线推或拖所作业的船。因此这样的拖船不仅不能向作业船的船头或船艉施加任意方向的推或拖力，而且也缺贬必要的阻止侧倾的横向稳定性。如果有任何横向力的情况下，船有倾覆的严重危险。在大型船舶操纵和进坞方面，拖船通常与作业船的中心线平行或成直角地被系结，(在大于数美国港口都采用上述方法)，拖船推力的应用中出现急剧的变化时，不对拖船方向进行充分地调整，就无法实现推力正交于船的中心线。这样也在船上施加很大的力矩。这样一个工作方式还需要船员花大量时间进行加衬处理。在某些实例中，由于在船与船坞间没有充分的空间，或由于其它船及在附近的干扰，这样的工作方式可能会是不可能的。必须极其小心，以确保拖船不会受到因其自身作用而产生的横向载荷或由作业的船产生的载荷。这些通过缆作用的载荷会使拖船侧倾并翻沉。
拖船的设计常规上船形是由拖船中体与具有曲壳板轮廓的船头及船艉结合成形的。这样成形的船形需要较高的成本，尽管将壳板完全展平固定的固定架部分不太贵，无论如何许多船坞为这样高成本的普通拖船被特别改造成有效的结构。
普通拖船的另一个问题是它们的总的船体形状较小因此限制了甲板面积，这样限制了缆车和锚机的优化布置及艏艉的船形曲线的有效作用。此外，对于现有拖船的推进器推力是单自由度的情况，这样的拖船的船体轮廓是船艉非对称的。这样的轮廓利用了单自由度推力的特性。由此现有拖船由于在大多数工作中不能收拾和更换索链，钢缆等使拖船能按需要的方向和位置施加作用力而受到极大的限制。
同时，现有技术的拖船一般都认为具有良好的机动性，特别是在安装了大型船，侧面舵喷嘴等的情况，但由于需要许多牵引索来保持与所述作业的船的所需方向及位置及由于拖船有限的横向稳定性对其自身效能和固有的限制，上述设计一般受到了限制。
此外，拖船有安装平行推进器的方法来增加推力水平，从部分满足拖带船舶和驳船的高推力水平的要求，并用推力和船的相对来部分地保持在适当位置的拖带，尽管这些问题是已知的，但它们还没有有效的解决方法。
一些拖船的设计已经实现采用单个或多个全方向装置以改进推力方向的。其中平行于拖带中线的是个例外。当采用上述全方向提供某个方向的辅助推力时，这时拖船与另一船系统，问题还是会出现。因为现在由非平行于拖船中心线的推力方向，使得有一个显著的横向力在拖船上，对于拖船的安全，其横向稳定性变得甚至更糟。
过去，拖船有的许多有关倾覆及沉没有问题是由于其干船高度低，储备浮力低并且没有足够的稳性。不良的抗侧倾和抗甲板边缘浸水的特性在工作状态下常会导致普通拖船“断开”或是“转动不灵”，使它们会翻倾并沉没。
本发明提供了一种改进的船舶进坞拖船，它克服已知拖船系统中的缺陷。具体地，本发明提出了一种船舶进坞辅助船，其中船体与推进系统设计结合在一起改进了机动性，同时更为容易在船体上任意方向施力。
相应地，本发明的一个目的是提出一种改进的船舶进坞模式，它能在任意方向有效地运动，如艏艉，左右舷。
本发明的另一个目的是提出一种能在任意方向上施加充分辅助力的船舶进坞辅助船。这种力可以是推力，拖力或到其它船上的力之中的任一种。
本发明的另一个目的是保持船舶进坞辅助船的平稳，尽量减少侧倾和纵倾，并减少或限制会使甲板边缘浸水的情况。这些可以通过在所有侧边具有的扩张来一同实现，侧边的扩张增加了浮力和水线面，同样由于被辅助船带动的被作业船所产生的力的作用，辅助船被侧倾或纵倾。
本发明还有一个目的是提出一种船舶进坞辅助器，它具有尽可能小的吃水以便能够容易地拖带并能从事更多方面的工作。
本发明的进一步目的是提供一种船舶进坞辅助船，它尽可能地减少使用缆索，由此加快进出船坞的过程并减少了为处理缆索而对人力的需要。这一特点附带具有了减少人在处理缆索时受伤的危险的优点。
本发明还有另一个目的是提出一种大的，敞开简节的甲板区域，其中绞车、常用物品和导缆钩能够按操作者的需要以不同的形式为工作效率而被布置，因此提供出一个安全的工作平台。
本发明的进一步特征是一对导流鳍布置在船的艏艉，它们在任意方向上给出方向稳定性，同时不再需要用龙骨了。此外，当船在平坞中时，导流鳍可用来支撑船体。
本发明上述和其它目的以及它们所具有的优点是通过一个改进的船舶进坞辅助船来完成的，它包括一个具有一大致平的底，所述平底是大致椭圆形的并且纵向及横向对称；一对由所述平底支撑并对角线地相互相对于平底的纵轴线相对地设置的全方向推进器；及一对从平底向下伸出并且平底纵轴线的中心线设置在两推进器外侧的导流鳍，其中导流鳍向下伸出超过推进器。
本发明将结合附图被详细地说明，其中在不同的附图中相同的数字表示相同的部件。其中
图1是本发明船舶进坞辅助船的侧视图；图2是本发明船舶进坞辅助船的平底的视图；图3是本发明的船舶进坞辅助船的后视图；图4-6是本发明对应于图1-3的一个可替换实施例的视图，但具有一个单独的摆线驱动系统。
图1示出了根据本发明的一个较佳的实施例的船舶进坞辅助船1的侧视图。船舶进坞辅助船1可随意地具有一个控制塔2，一个操作人员可以从该塔中控制该船的操纵。控制塔最好具有一人定的高度，使得容易得到工作区域内的清楚的视野，并且提供360°的视角。船体14有一均匀的船侧外倾14’，最好所有侧边相对于底部具有20°至70°的夹角，船体14还包括一个大致为平的底。在本发明的一个较佳的实施例中，底口12被直接地船体14上以便尽量减少复合弯曲板及成形构件的使用。平底12最好为大致椭圆形的，如图2所示具有横向的相对部分16，18，它们与平底12纵轴线是相平行的关系。该平行的部位16，18使得向被作业的船(未示出)施加作用力变得更容易，特别是当船舶进坞辅助船1与被作业船时。船体14还具有一个防撞部位26，它被用来与作作业船接合，并通接它作用力被施加到被作业的船上，以便将被作业船调到所需位置。此外，船体14可以具有挡板28，它加强了对天气和水漫过船舷的防护。
平底12还支撑着一对从其上向下伸出的导流鳍4，6。因为底面大致为平的，所以没有龙骨。相应地导流鳍4，6给辅助船1提供了必不可少的机动性，这是到目前为止在普通拖船设计中从未出观过的。导流鳍4，6最好沿船底12的纵轴线20的中线被设置在船的船艉处。导流鳍4，6最好向下伸出一长度充分的超过推进器8，10。由于导流鳍伸出这样的量，导流鳍不仅提供了改进的控制及机动性，而且也适于保护和维护推进器8，10，特别是在辅助船在干坞中时。
船舶进坞辅助船1还具有一对全方向推进器8，10，它们也是从辅助船1的平底12向下伸出。全方向推进器8，10绕从平底12向下伸出的轴24转动。推进器8，10最好为所属领域所称的“Z型驱动”形式，而其操作及机械的详细内容对于所属领域的普通技术人员来说是知的。Z型驱动与目前的发明的船体及导流鳍结合提供了改进的机动性。在该较佳的实施例中，推进器8，10被对角线地相对的设置在平底12的纵国同线20的中线两侧，如图2所示，并且避开船体。这样的布置特性提高了船1的机动性和效率。
船舶进坞辅助船1也可以选择装备一个成或多个提线推进装置40代替前述的Z型驱动，已知在所属领域中称为Voith-Schneider设计，本实施例在图4-6中被描述。应当理解为在图1-3中所示实施例的特性和优点将同样在图4-6的替换实施例中被实现。
此外，本发明的船1的平底有一个很高的宽长比。该高宽长比使船体14的吃水减少到仅仅3’6”。这样低的吃水提高了机动性和操作性能，特别是在浅和受限制区域。此外，由于船1的浅船体，Z型驱动器8，10排除了任何水流的妨碍，由此甚至在船1靠在另一船体的边上时能提供极大的推力。当船1单独航行时，上述布置特性给出了较快的响应，改进的稳定性和机动性。
平底12的形状是相对于横轴22及纵轴20对称的，具有对称弯曲的船艉端。横向侧边6，18最好有一平行的平的部位，而另一方面，平底12有一个大致椭圆的形状。弯曲的船体形状和圆形端部提高了机动性并易于船在任意方向上地施加作用力。另外，对于被拖带船的前部和成一定角部的部位弯曲的位体提供了增强的机动性，以改善船舶进坞辅助船1的导引能力。
在工作中，本发明的船1给出了许多优于普通船舶进坞辅助船的操纵和设计上的优点。如上所述船1的船体是对称的并有一适当的平行中体16，18。结合本发明的Z型驱动器和导流鳍的布置，上述船体形状给出了船的方向稳定性和机动性。
另外，船1的底12是大致平的，并具有一较高的宽长比。较高的宽长比减少了吃小并在所有方向上改进了速度，由此改善了工作性能。已知大于70％的宽长比是理想的。底12被直接地连接到船体上，由于去除了船部并减少了对弯曲板的需要进一步简化了结构。高的宽长比也给出了增强稳定性并减少了在拖带其它船时所受到的侧板和纵倾的量。
大平底，敞开船体的设计也使得设备在较大的简节的甲板空间中更易于布置。如缆车，必须品，导缆钩之类的可以按操纵者为有效地作业的需要以不同的方式布置。如上所述，导流鳍4，6和推进器8，10的布置带来了灵活操作的优点。Z型驱动器象普通Z型驱动一样在船体下面伸出，但由于本发明的浅吃水船体型状，这些驱动器避开了水流的任何妨碍。上述布置提供了最大的推力，甚至在船舶进坞辅助船1与其它船体靠在一起的时候也是这样，并且当船1是单独运行时给出了快速的响应。此外，由于驱动器8，10在船底12的轴线20两侧相对地对用线布置，得出了快速响应，迅速停船，运行及在任意方向上的方向稳定性。另外，该布置使操作者可以在任意方向上施加充分的力，如将推力、拖力或施加到另一船上。此外，当船1单独或作用操作力到一作业的船上时，船1在任何方向中的运动是同样适宜的，如前后左右。
虽然本发明结合具体的实施例被说明然而显然对其进行各种替换，变形和变化对于所属领域的普通技术人员来说是显而易见的。另外，在此给出的本发明的最佳实施例仅为了用于说明，而不起限定作用。在不脱离本发明权利要求所限定的精神和范围内可以产生不同的变换。
权利要求
1.一种船舶进坞辅助船，包括一个船体，它具有一个大致的平底，所述平底是大致椭圆形的并且纵向及横向对称；第一和第二全方向推进器，它们在所述平底下伸出，所述第一和第二推进器在所述底的纵轴线两侧相互相对地对角线设置；及从所述平底下伸出并沉船底的纵轴线的中心线设置在船的艏艉的第一和第二导流鳍，各所述导流鳍伸到低于第一和第二推进器的位置。
2.由权利要求1所述的船舶进坞辅助船，其特征在于所述第一和第二导流鳍分别被设置在所述第一及第二推进器的外侧。
3.由权利要求1所述的船舶进坞辅助船，其特征在于，所述平底有一个大于70％的宽长比。
4.由权利要求1所述的船舶进坞辅助船，其特征在于所述船体进一步包括缓冲部位，所述缓冲部位被用于所述船舶进坞辅助船向所作业的船施加作用力。
5.由权利要求1所述的船舶进辅助船，其特征在于所述平底包括横向地相对的部位，该部位平行于平底的纵轴线。
6.由权利要求1所述的船舶进坞辅助船，其特征在于还包括一从所述底向上均匀外倾壁，该壁相对于所述底有一个20°至70°的倾角范围。
7.由权利要求6所述的船舶进坞辅助船，其特征在于外倾壁的倾角大约为45°。
8.一种拖船，包括一个船体，它具有一个直接连接到所述船体上的大致平底，所述平底大致椭圆形并且纵向和横向对称；一对由所述平底支撑的全方向推进器，它们在船底的纵轴线两侧相互相对地对角线设置；及一对在所述平底的下面伸出的导流鳍，每个导流鳍沉平底的中纵轴线的中心设置在所述推进器的外侧，所述导流鳍向下伸到低于所述推进器的位置。
9.由权利要求8所述的拖船，其特征在于所述平底包括横向地相对的侧边，所述侧边平行于底的纵轴线。
10.由权利要求9所述的拖船，具有大于70％的宽长比。
11.由权利要求9所述的拖船，其特征在于所述推进器是Z型驱动。
12.由权利要求8所述的拖船，其特征在于船底的纵向地端具有相同的曲率半径。
13.由权利要求8所述的拖船，其特征在于所述船体进一步包括一个缓冲器，所述缓冲器用于拖船向被作业船施加作用力。
14.由权利要求8所述的拖船，进一步包括一个由所述船底向上伸的均匀的外倾壁，该壁相对于船底有一个范围在20°至70°的倾角。
15.由权利要求14所述的拖船，其特征在于外倾壁的倾角大约为45°。
16.一种拖船，包括一个具有大致平底的船体，所述平底是大致椭圆形的并且纵向和横向对称；至少一个在所述平底下伸出的全方向推进器；及第一和第二导流鳍从所述平底下伸出并被沉船底的纵轴线的中心线设置在船的艏艉，所述导流鳍向下伸到低于所述的至少一个推进器的位置。
17.由权利要求16所述的拖船，其特征在于所述至少一个推进器是一个摆线推进器。
18.由权利要求17所述的拖船，其特征在于所述至少一个推进器大致设置在平底的中部。
19.由权利要求18所述的拖船，其特征在于所述平底有一个大于70％的宽长比。
20.由权利要求16所述的拖船，进一步包括一个由所述船底向上伸的均匀的外倾壁，该壁相对于船底有一个范围在20°至70°的倾角。
21.由权利要求20所述的拖船，其特征在于外倾壁的倾角大约为45°。
22.由权利要求16所述的拖船，其特征在于所述船体还包括一个相邻于外倾壁设置的缓冲部分，所述缓冲部分用于船舶进坞辅助船向被作业的船施加作用力。
全文摘要
一种船舶进坞辅助船,它具有一个大致平的,椭圆形的,大宽长比的底。该船具有两个在船底的纵轴线两侧对角线地设置的Z型驱动器。每个驱动器适于绕其中的轴360°转动。该船具有一对沿船底的纵轴线的中线设置在船的艏艉的并在Z形驱动器的外侧的导流鳍。最好船底具有弧形端部和平行的侧边,并且船底的总体是纵向和横向对称的。伸到驱动器的下位置的导流鳍防止驱动器触底。一种摆线驱动系统可以用来替代Z形驱动系统。
文档编号B63B35/66GK1177557SQ9711487
公开日1998年4月1日 申请日期1997年6月24日 优先权日1997年6月24日
发明者J·E·怀德 申请人:维德海运有限公司