专利名称：能够兼具浅滩靠岸和高速行驶的变形船的制作方法
技术领域：
本发明属于舰船制造领域。
背景技术：
迄今为止，稍大一点的舰船，无论是单体船，还是双体船和三体船，在建造好之后其总体结构和外观形态都是固定不变的，虽然也有局部构件(例如减摇鳍、水翼等)能够伸缩的，但还没有能够像“变形金刚”那样总体结构形态可以变化的舰船。之所以如此，是因为通常舰船都是比较庞大笨重的，要想变化总体结构形态是很困难的。尤其在海洋上航行会遭遇较大的风浪，舰船的总体结构不强固是不行的。正因为如此，那些需要在浅滩靠岸的登陆舰登陆艇，就难免不被制造成体态肥胖的样子。这种肥胖的船形虽然吃水浅便于靠近没有设港的浅滩岸边，使人员车辆登陆上岸，但航行阻力大速度难以提高；而那些速度较高的排水型双体船，为了减小阻力其双船体的形态往往又都是比较瘦削的，与此同时其吃水深度通常也是比较大的，难以在较浅的滩涂地带靠近岸边。对于排水船来说，既要减小阻力提高航速，又要吃水浅、能够在浅滩靠岸让车辆人员登陆，这是一个至今仍然难以被统一和解决的矛盾。
发明内容
为了解决上述矛盾，制造一种既阻力小、能像双体船那样较高速行驶，又吃水浅、可以像登陆艇那样能在滩涂地带靠岸，使车辆人员直接登陆的舰船，本发明提出了“能够兼具浅滩靠岸和高速行驶的变形船”方案。这种变形船的特点是，总体结构是由互相独立又互相关联、并能互相“位移折叠”，以使相互结合的空间相对位置以及整体形状发生变化的三部分横向并列的船体组成，在正常航行时中间船体抬高露出水面，架设在两边双船体(或双浮体)之上，总体呈现瘦削的能够高速行驶的普通双体船结构形态或小水线面(或中水线面)双体船结构形态，阻力小速度快；而在即将靠岸时，可以通过总体结构的折叠变形，将三个船体并在一起同时入水，总体变成体形肥胖的单体船形态，吃水很浅，能靠近浅滩的岸边，可使船上乘载的人员车辆(以及坦克)直接登陆上岸或使岸上的人员车辆(以及坦克)直接登船；及至再次离岸到达较深水区域后，又可以通过总体结构的折叠变形变成能高速行驶的双体船形态。
正如前面所说，由于通常舰船都是比较庞大笨重的，要想变化总体结构形态是很困难的。尤其在海洋上航行会遭遇较大的风浪，舰船的总体结构不强固是不行的。为了能够比较容易地使比较庞大笨重的船体进行折叠变化，并且使由三个分立船体结合组成的总体结构在变化前后都比较强固，本发明“能够兼具浅滩靠岸和高速行驶的变形船”在位于两边的双船体船舱内(或双浮体内)，有时也在中间船体内，设有专门供折叠使用的可以充水和排水的压水舱(其它功能和用途的压水舱不算在内)，并通过对压水舱充水和排水造成的两边双船体(或双浮体)浮力变化，辅助配合以机械动力带动的机械驱动和控制机构用力(有时还需要在中间船体的压水舱充水)，使三部分船体能比较容易地发生相对位移，从而使舰船总体结构形态在不同需要时能平稳地进行折叠变形。这种舰船总体形态的折叠变形，可以是两边船体(或浮体)相对于中间船体在竖直方向的上下平移，也可以是两边船体(或浮体)相对于中间船体在横断面内的上下转动(通常是在横断面内进行90度的回转)。无论是吃水很浅的总体单体船结构形态，还是便于高速行驶的总体双体船结构形态，在折叠变化到位之后立即将起“关节”作用的结合部位进行“紧固锁定”，并在中间船体与两边船体(或浮体)其它相邻接的可承受结构性结合力的部位辅以必要的“加强固定”；而在进行折叠时，结合部位(“关节”)和加强固定部位则是处于“解锁”和“开释”的活动状态，以便在两边双船体(或浮体)浮力变化以及机械动力的驱动控制下可以使三部分船体发生相互位移折叠。
本发明“能够兼具浅滩靠岸和高速行驶的变形船”的一个突出特点是在双船体(或双浮体)内设立的专供折叠用的压水舱，其充水和排水所产生的浮力变化是实现三个船体相互折叠位移的主要动力，而机械动力系统和控制机构提供的驱动力和控制用力(以及有时使用的中间船体压水舱充水)，则是实现折叠的辅助动力(主要起加快或阻滞折叠进行以及调节相互位置以便对准和进行锁紧固定的作用)。如果单纯依靠机械动力来进行折叠，则除了不重的小艇之外，要想实现对比较庞大笨重的舰船进行折叠几乎是不可能的。不仅机械动力系统难以提供足够大的可以使笨重舰船产生折叠位移的驱动力，而且单靠机械力驱动进行折叠会在舰船的个别部位产生巨大的折叠应力，从而导致舰船的损坏。航空母舰上的飞机舱或导弹舱通常具有竖直升降(飞机导弹)或回转升降(飞机导弹)的机械驱动系统和控制机构，其作用类似本技术方案所说的对舰船进行折叠和控制的驱动系统和控制机构。不过，航空母舰上的驱动系统和控制机构所负责升降的载荷不过是一架(或几架)较轻的舰载飞机或一枚(或几枚)导弹，重量有限不会很大。而舰船的重量往往比舰载飞机和导弹重得多，单纯依靠机械动力来进行升降折叠通常很难达到目的。本发明依靠压水舱充水和排水产生的浮力变化作为进行舰船折叠的主要动力，不仅在工程上远比单纯依靠机械动力进行折叠容易实现，而且不会产生巨大的局部应力，不会因此而造成舰船的损坏，是一种现实可行的对笨重的舰船进行变形折叠的技术方案。在这里，驱动和控制机构的辅助折叠用力在不同情况下起不同的作用当浮力与重力的共同作用处于阻碍折叠进行的状态(或仍然不足以进行折叠)而又需要进行折叠时，机械力可以克服阻力帮助进行折叠；而当浮力与重力的共同作用处于加速折叠进行甚至有可能失控时，机械力可以对失控加以阻滞，控制折叠平稳进行。
通常设计专门供折叠用的压水舱的最大充水量应当大于该舰船的载重量。压水舱充水时应当能够在空载的情况下使中间单船体入水，而在压水舱排空充水时又能够在满载的情况下把中间船体抬出水面并且达到一定高度。当然，上述要求是以极端情况为标准的，而且没有计及机械驱动控制系统的作用。如果中间船体在一般情况下不是空载或满载，压水舱的充水量就不需那么多。如果在变形时船上的载荷(例如人员)可以从中间船体移动到两边船体上(由单体变双体时)，或从两边船体移动到中间船体上(由双体变单体时)，设计专门供折叠的压水舱容量可以减小。如果其它用途的压水舱在变形时能够配合使用，如果机械控制系统具有足够强大的驱动控制力，也可以减小压水舱的设计容量。
本发明“能够兼具浅滩靠岸和高速行驶的变形船”提出的变形船方案在呈双体态行驶时既可以采用螺旋桨推进方式，也可以采用喷水推进方式，而呈单体态行驶时则最好采用横列多个入水口和喷水口及喷水推进系统的喷水推进方式。本发明变形船呈双体态行驶时的动力系统既可以使用柴油机，也可以使用燃气轮机或其它动力系统。而呈单体态行驶时最好分散使用多个较小型电动机或内燃机。当采用螺旋桨推进方式时，既可以把动力主机安置在有时入水有时又高出水面的中间船体上，通过能够与折叠变形同步折叠伸缩变化的传动机构带动始终处于水中的螺旋桨旋转，也可以把动力主机安装在双船体(或双浮体)上直接带动螺旋桨旋转。当双船体采用横向回转的方式进行折叠时，安装在双船体上的动力主机也会随着双船体的回转而发生回转。
本发明“能够兼具浅滩靠岸和高速行驶的变形船”还可以依据具体型式的不同设计安装不同结构的水翼，以便在行驶时产生动态升力，抬高船体减小阻力，并能调控平衡和稳定度。
本发明“能够兼具浅滩靠岸和高速行驶的变形船”可以有多种组合形态从总体结构看有普通双体船式和小水线面(以及中水线面)双体船式。每一种船式又有上下竖直折叠与横向回转折叠两种折叠方式。每一种船式和折叠方式又有带水翼的和不带水翼的两种。而按推进方式来分还有喷水推进式和螺旋桨推进式以及混合推进式。此外还可以有多种变化形式。
折叠和锁紧固定的方式和结构都可以有多种，是常规技术早已解决了的。
附图1、附图2、附图3、附图4和附图5是本发明“能够兼具浅滩靠岸和高速行驶的变形船”几种基本形式及其变化的示意图。在这些附图中只是示意性地画出了与本发明特点相关的基本技术要素和结构部位布局，而没有画出与本发明主要特点无关(或关系不太直接)的其它技术要素以及一些较细小的结构部位布局。附图1和附图2是两种回转折叠变形船(中部截面)的形态变化示意图。附图1可以变成普通双体船形态行驶，而附图2可以变为小水线面双体船形态行驶。其中A图表示靠近岸边时的“总体呈单体船形态”。此时中间船体和回转折叠成卧姿的两边双船体(或双浮体)并在一起同时入水，总吃水面最大，因此这时船体的吃水最浅，可以靠近很浅的岸边。C图表示以“总体呈双体船形态”行驶的状态。这时只有两边双船体(或双浮体)入水，而中间船体被抬出水面一定高度(图中数标3表示水面所在的位置)。B图表示到达深水区之后(或即将靠近浅水区之前)为了变形而呈现的准备状态。无论是由单体态变双体态，还是由双体态变单体态，都需要经过这样一个过渡状态。这是两边双船体压水舱充水之后形成的状态。在由单体态变成双体态之前，经过这样一个状态可以不需要施加多大的机械回转驱动和控制力就能轻易地实现回转折叠。折叠并且锁紧固定之后，只要把压水舱充入的水排除，就可以把中间船体抬出水面，成为能够快速行驶的双体船形态；反之，在由双体态变单体态时，经过这种状态就可以使中间船体不受冲击缓缓入水产生浮力，并且同样不需施加多大机械回转驱动和控制力就能比较容易地进行回转折叠。附图3和附图4以及附图5都是两边船体(或浮体)相对于中间船体在竖直方向上下平移折叠的变形船(中部截面)及其变化示意图。附图3是两边具有水下双浮体、能够以小水线面双体船形态行驶的变形船，而附图4和附图5则是可以变化成为普通双体船形态的类型，只不过附图5所示的变形船的“中间船体”不仅有位于中间的主要部分，而且还有包在两边双船体外围的次要部分。附图5的形式结构更紧固，受力更均衡。与附图1附图2类似，在附图3附图4和附图5中，A图也是表示靠近岸边时的“总体呈单体船形态”，C图表示行驶时的“总体呈双体船形态”，而B图表示到达深水区之后(或即将靠近浅水区之前)为了变形而呈现的准备状态。附图6是附图5所示变形船主要技术要素结构布局自上而下的俯视示意图。附图7是附图5所示变形船处于双体船状态(C图)时主要技术要素结构布局的侧视示意图。附图8是附图5所示变形船处于单体船状态(A图)时主要技术要素结构布局的侧视示意图。
在上述附图中，数标1表示变形船的中间船体。数标2表示变形船的两侧双船体(或双浮体)。数标3表示变形船处于水中时水平面所在位置。数标4表示可以变为小水线面双体船的变形船的双浮体支柱。数标5表示可以通过竖直平移变形成为小水线面双体船的变形船双浮体支柱上端的联结横梁。数标6是可以伸缩、用于锁紧固定变形船形态和结构的锁紧杠(实际可以有多处，在此仅象征性地画出)。数标7表示变形船水下浮体的可伸缩水翼。数标8表示联结竖直平移变形船两边双船体上部的横梁。也可以在此横梁的基础上建造一层顶甲板和上层建筑(如舰桥等)。数标9是在竖直平移变形船上与中间船体的承重框架牢固结合在一起的顶部横梁。当中间船体脱离水面悬架在两边双船体之上时，其重量主要由若干个这样的顶部横梁承担(用于锁紧固定的锁紧杠等也承担一部分重力)。中间船体与两边双船体在竖直方向上下平移折叠的实现是与顶部横梁能够在贯穿两边双船体骨架的导轨槽(数标13)中上下滑动平移分不开的。竖直平移变形船承受中间船体主要重量的顶部横梁之所以要贯穿两边双船体骨架，是为了在锁紧固定时能够将中间船体的重量比较均匀地施加在双船体每个单元的两侧承重骨架上，而不是仅仅施加在每个单元的一侧，比如像附图4那样情况的内侧。如果仅仅施加在一侧，则会对两边的双船体造成倾斜压力，容易造成结构性损坏。导轨槽部位所造成的前后结构性分离可以通过几个可伸缩的锁紧杠加以紧固。当中间船体处于高位时，其下部位露出的贯穿两边双船体骨架的导轨槽在双船体的船壳处被条状密封门密封，使船外的水不能进入。在变形的过程中，这些密封门打开，可以使水自由出入。实际上，为了便于变形，在两边双船体的相当于呈双体态时从水面到中间船体底面之间的部位被设计成可开放筒子舱形式，其中不固定存放物品。在变形的过程中这部分双船体舱能够因水可以自由流入和流出而不会因吃水深度的变化而产生明显的阻碍变形的浮力。在附图4和附图5的情况下，中间船体的下部和其它部位也有用于锁紧固定的锁紧杠。锁紧杠可以沿着两边双船体表面的导轨槽(图中未画出)滑动并可以随时加以锁紧固定。在中间船体处于高位时，这种双船体表面的导轨槽被可以伸缩的导流板覆盖，以减小航行阻力。数标10表示联结上下平移折叠变形船两边双船体下部的水翼状横梁。它既起强固双体船结构的作用和产生一部分浮力，又可以通过翼状形体和可以控制改变的迎角大小产生动态升力，不仅能够抬高船体减小阻力，还能控制船体的仰俯。数标11表示上下平移折叠变形船下水翼的能够与船体变形同步折叠的可折叠支柱(跨度小时也可以不用)。当中间船体处于下位时，可折叠支柱折叠收存在中间船体底甲板下与底舱密封隔离的空间里。数标12表示变形船用于供人员车辆登陆上岸(或离岸登船)的、可以收起和放下的前后门艏跳板。数标13表示竖直方向的导轨槽，它横向贯穿变形船两边的双船体。像附图4那样的情况导轨槽可以只贯穿两边的骨架结构，而不必穿透。数标14表示变形船推进器螺旋桨的艉轴。数标15表示变形船的螺旋桨。数标16表示中间船体的底甲板。底甲板下是水密舱。坦克车辆等较重的载荷都由底甲板承担。当变形船总体呈单体态时，由于吃水很浅，而且迎面很大，螺旋桨推进的效果会很差。这时改螺旋桨推进为喷水推进。实际上，在呈单体态时，变形船的前部和后部水面下都有若干个喷水推进系统通过吸水和喷水来使变形船前进或后退。在示意图中没有专门将喷水推进系统画出。
再次说明上述这些附图只是围绕着与“折叠变形”相关的主要技术要素所作的示意图，包括发动机等在内的常规舰船的其它技术要素并没有显示。
具体实施例方式本发明“能够兼具浅滩靠岸和高速行驶的变形船”的折叠变形过程具体来说是这样的当这种舰船处在岸边时(如附图1、附图2、附图3、附图4和附图5的A态)，不论形状如何，总体形态为三个浮在水面的船体横向并列结合在一起的单体船，供折叠用的压水舱内基本没有充水，双船体(或双浮体)此时的浮力最大，三个船体并在一起同时吃水产生浮力，而且通常使三部分的底面基本持平，入水深度大体一样，舰船总体处于水线面最大而且吃水最浅的状态，便于在浅滩停靠并使人员车辆直接登陆或上船。此时将三船体并列衔接在一起的折叠机构(“关节”)处于锁定状态，同时在必要的能承受结构力的邻接部位还进行了加强固定，可以使三部分船体互相之间的结合紧密牢固，不会产生过大的局部应力；当这种舰船离岸到达较深水域之后，折叠机构解锁，原来进行加强固定的地方开释，三部分船体之间在受力时就可以发生相互移位的折叠，但仍然通过与强力机械驱动控制机构相连的齿轮齿板轴承导轨以及液压机构等常规衔接传动结构(“关节”)互相紧密地、并且受控制地连接在一起，既不能互相分开各自独立，也不能不受控制地自由折叠变形。(由于三部分船体的浮力和重力通常并不能协调一致地维持它们各自的吃水线与靠岸时一样，解锁后如果没有机械力的控制，就会自动发生折叠变形。)“解锁”“开释”后，双船体(或双浮体)内供折叠用的压水舱开始充水。随着压水舱逐渐充水，双船体(或双浮体)的浮力逐渐减小，使双船体(或双浮体)的吃水深度逐渐变大，并在机械控制机构的控制下以适当的速度与中间船体发生折叠位移。这种折叠可以是两边船体(或浮体)相对于中间船体在竖直方向的上下平移(像附图3、附图4、附图5所示的那样)，也可以是两边船体(或浮体)相对于中间船体在横断(竖直)面内的上下回转(像附图1和附图2所示的那样)。直到总体结构由原来三部分船体一字排开、底面基本持平、紧密并列在一起的单体船形态变成为两边低而中间高的双体船“形态”之后(如附图1、附图2、附图3、附图4和附图5的B态)，再停止折叠，并将折叠机构锁定，同时在中间船体与两边船体(或浮体支架)相邻接并能承受结构力的适当部位配合进行加强固定，使这种双体船式的总体结构处于紧密强固状态。此时中间船体不仅还没有离开水面，反而由于两边双船体的下沉使得吃水比单体船形态时更深了一些，而两边的双船体(或双浮体)则处在吃水更深的部位(这也是该船吃水最大的状态)。这时的变形船只是具有了双体船形态，还不能算是双体船。此后，两边船体(或浮体)供折叠用的压水舱开始排水充气。随着压水舱的排水，两边双船体(或双浮体)的重量逐渐变小浮力逐渐变大，将已经被锁定成为双体船形态的总体舰船抬升，直到压水舱内基本排空，中间船体离开水面并达到一定高度，真正处于能够高速行驶的双体船状态(如附图1、附图2、附图3、附图4和附图5的C态)。这也就是在正常航行时“变形船”所具有的形态。当将要再次靠岸需要减小吃水深度时，双船体(或双浮体)内供折叠用的压水舱又开始充水，逐渐减小浮力，直至使中间船体落入水面并达到适当的吃水深度，并使有可能因中间船体与两边船体(或浮体)浮力和重力分配不均而在结合紧锁部位造成的应力减小到机械控制力能够承受的限度内(附图中的B态)。然后停止充水并将折叠机构解锁，同时将原来加强固定的地方开释，使三部分船体处于可以在浮力变化和机械驱动控制机构的驱动控制下相互位移折叠的状态。再通过双船体(或双浮体)内的压水舱排水充气，逐渐增加浮力，使两边的双船体(或双浮体)逐渐上升，同时在机械驱动和控制机构的驱动控制下进行折叠，直到两边双船体(或双浮体)的底面(或呈卧姿时的下侧面)与中间船体基本持平(或达到合适高度)，总体外观成为三体并在一起的单体形态，再停止排水充气。然后通过驱动控制机构的调控，使三部分船体相互对准待锁定和加强固定的位置，并对折叠机构进行锁定和进行加强固定。这就成了吃水很浅、可以在浅滩靠岸，使人员车辆直接登陆(或上船)的单体船(附图1、2、3、4、5中的A态)。此后，在以单体船形态接近岸边时压水舱还可以进一步排水充气，直到最大限度地排空，达到浮力最大状态。这时总体舰船的吃水深度也就最小。
对于不同的折叠方式可以根据需要和可能选择不同类型的机械驱动和控制系统。例如，当以横向回转的方式进行折叠时，最好采用齿轮组减速动力驱动和控制系统；而当以竖直平移的方式进行折叠时，可以根据情况采用齿轮齿板轨道控制或链条绞索控制或液压控制机构等。
由于变形船在以双体态行驶时和以单体态靠岸时的吃水深度以及迎面大小很不相同，因此，在两种状态下变形船所使用的推进方式和推进系统也是不同的。当变形船以双体船形式正常行驶时，使用双螺旋桨推进；而当变形船以单体态形式靠岸或离岸时，由于吃水很浅，螺旋桨推进效率很低，因此改为喷水推进方式。在变形船呈单体态时，其入水部分的前后方各有一排(多个)喷水推进系统。前排喷水推进系统的入水口在单体态时靠近船底的前方，通过吸水不仅获取能量转换的工作物质，还能降低前方水头，减小迎面阻力；而喷水口在离船头不远的底部，将加速后的水流稍向下倾斜地向后喷射。后排的喷水推进系统在单体态时的船尾部。其入水口在离尾不远的底部，而喷水口在靠近底部的船尾。至于变形船航行时所使用的发动机，可以是常规的柴油机，也可以是燃气轮机。在以单体态靠岸和离岸的短时间内，由于采用多个喷水推进系统，最好采用便于分散的电动机和小型内燃机。变形船所使用的动力传动方式需根据具体结构设计来确定。
变形船压水舱容量的大小与折叠的实现是密切相关的。要求设计原则是当压水舱充满水时，应当使呈双体船形态的总体舰船在空载时的中间船体能够入水。而当压水舱将水排空时，应当可以使呈双体船形态的总体舰船在满载时的中间船体能够出水并且能够离开水面一定距离(例如2米左右)。也就是说，设计专门供折叠用的压水舱的“最大充水量”应当大于该舰船的载重量。如前所说，在考虑到其它因素的情况下，实际设计压水舱容量可以小一些。在这里还应当考虑到，对于普通双体船式的变形船来说，在由航行时的双体态变为靠岸时的单体态时的过渡阶段，双船体原来处在水面上到中间单船体底面间的那部分船舱如果是密封的，在双船体下沉的过程中就会产生随下沉深度加大而加大的浮力。这种浮力是阻碍折叠变形的。因此，这部分船舱应当采用可开放的筒子舱结构，在双船体下沉(或上升)的过程中打开舱门让水自由入出，使其不会产生明显的阻碍变形的浮力。对于小水线面双体船式的变形船，由于双浮体原来处在水面上到中间船体底面间的部分是水线面很小的支柱，不存在大水线面的密封船舱，因此在变形的过程中不会产生明显的阻碍变形的浮力。
当采用以竖直方向上下平移的方式进行折叠时，对于普通双体船类型来说，中间船体通过两个或多个横跨两边双船体的钢(或其它结构材料)梁直接搭架在两边双船体上面，并可以在双船体两边通透的“导轨槽”中上下平移。平移到位后可以锁定。之所以采用“横跨两边双船体的”的钢梁，是为了使双船体左右受(单船体之)力均匀，不会产生横向倾斜力。如果仅仅在中间船体与两边双船体相邻接的部位加一导轨，把中间船体的重量都压在导轨(及相关传动机构)上，不仅两边船体的左右受力不均，必然造成很大的倾斜应力，而且这种接合方式也承受不了中间船体多大的重量，只能适合小型船使用。对于小水线面双体船类型来说，多道“横梁”是直接与双浮体的支柱连接在一起的。
当以横向回转的方式进行折叠时，中间船体是通过回转轴将重量压在两边双船体上的。回转轴可以是实心轴，也可以是直径较大的环状空心轴。在双体态时，两边船体受力很容易设计控制在重心(和浮心)附近；但当呈单体态时，中间船体必须向两边伸出足够的距离，并对已经平躺的双船体的能够承受载荷力的适当深部产生压力，卧姿双船体产生的浮力才能很好转移到中间单船体上，而不致产生不当的扭转应力。
当采用小水线面双体变形船形式以及回转变形的普通双体船形式时，可以在双浮体和双船体的适当部位安装上能够伸缩的水翼。在呈双体态行驶时，水翼伸出，可以产生动态升力抬高船体。并且，通过控制水翼伸出的多少可以控制船体的仰俯和平衡。而在变形时，水翼缩回，不产生妨碍折叠的不良影响。水翼的存在可以大大提高船体行进时的纵向稳定度，这对于航行时纵稳性欠佳的小水线面双体船形态犹为重要。
当采用以竖直平移折叠变形的普通双体船形式时，最好在两边双船体的下部前后至少各加一个水翼状横梁。水翼的主要部分是固定的水平翼，具有强固的骨架并与两边船体骨架强固相连，能够从总体上加强船体的结构强度。在高速行驶时水翼产生的升力可以把船体抬高，减小船体的吃水深度，使中间船体底面离开水面更高一些，以减小航行阻力提高行进速度。水翼的强度要与需要它抬升舰船时承担的负荷大小相适应。水平翼后面是襟翼。可以通过控制襟翼的迎角对变形船进行总体进一步抬高或调节船体前后的相对高度控制船体的仰俯程度。前后每个襟翼又分开为两部分或三部分。可以通过对左右部分襟翼的分别控制实现对行进中船体左右平度进行调节。水翼骨架及翼面强固坚韧，能够承受设计需要的负荷。
对于以上下竖直平移方式进行折叠变形的变形船，在总体结构为单体船状态时，两边船体由于宽度较小而共同吃水很浅，其总重力往往大于浮力很多，“紧锁”“固定”部位实际处于较大的两边下压中间上抬的受力状态，在“解锁”“开释”之前需要调整中间船体与两边船体的载重，将两边的载重(例如人员装备)移入中间船体一部分，使其能够与所在船体的浮力大体相当，避免结合紧锁部位在“解锁”“开释”之前受力过大超出机械控制系统能够承受的限度。也可以在中间船体设计一个适当大小的压水舱，通过充水下沉来减小与两边双船体“对齐”的难度。在设计上下竖直平移方式折叠变形的变形船时，考虑到上述原因，应当尽量将双体船部分设计得轻一些。
当然，为避免行驶时发生触礁之类的撞击事故，应当在双船体的前下部各安一套声纳探测装置，时时探测前进方向的水深和障碍物情况并导引航向避免碰撞。
为了既能在总体形态由单体变双体后使中间船体与两边双船体(或双浮体)之间有较高的落差(避免浪击中间船体)，又能在折叠时尽量减小中间船体和两边双船体(或双浮体)之间的相对位移距离，减少为实现折叠所需要的充水和排水量，也可以采用“双折叠”的方式实现总体的折叠。比如，对于竖直平移折叠变形船，将中间船体分为能够互相折叠的两部分，在主承重的船体甲板下面是一层比较轻的能够下伸和上缩的浮船体。主船体甲板与下面的浮船体之间还可以有供车辆人员转移并且能够随着浮船体的下伸或上缩而放或收的梯子。当即将靠岸时，为了把总体船型由双体变单体，在两边双船体的压水舱充水下沉以便将中间船体放入水的过程中，首先利用重力并通过机械动力控制机构的控制作用将中间主船体甲板下面比较轻的浮船体尽量向下放，到达设计位置后，将它与中间主船体下甲板的相对位置锁紧固定，完成一次折叠，使原来并在一起的两层分离成为上下分开的两层。这样，在因两边压水舱充水而总体下沉的过程中，就可以使中间船体尽快落入水面，尽早产生浮力并承受载荷，减轻原加于两边船体的负担。这就可以减小两边双船体压水舱为折叠变形而充水的总量和下沉的尺度。然后，将中间船体与两边双船体之间的锁紧固定机构解锁开释，两边双船体压水舱开始排水，使双船体逐渐上浮。为尽早完成变形转为单体形态，在压水舱排水使两边双船体上浮的过程中，在配合使用机械动力进行加速和控制的同时，还可以将原来处于两边双船体的比较容易移动的载荷(例如人员)向中间船体转移。这样做可以使双船体进一步减小载荷尽快上浮到位，在压水舱的水尚未排尽的时候就能尽快与中间船体并列成一排，锁紧固定之后，就完成了二次折叠，成为单体船形态。此后压水舱可以继续将没有排尽的水排出，使总吃水深度进一步减小。靠岸后，依据不同的设计，中间船体主甲板上的人员车辆可以从上层的甲板直接(通过跳板)登陆，也可以下到浮舱后再登陆。当离岸后准备快速行驶时，在开始由单体船变形为双体船之前，首先将处于中间船体下面的浮船体腾空，使其变得比较轻，并且不会因为收缩折叠而出事故。此时中间船体上下两部分之间仍然处于锁紧固定的状态。在中间船体与两边船体(或浮体)之间解锁开释之后，在两边船体的压水舱开始充水下沉的同时，可以将一部分比较容易移动的人员负荷由中间船体向两边船体转移。这样就可以使两边双船体尽快下沉并减少充水量。当中间船体相对于两边船体的位置下沉达到设计呈双体状态的位置之后，将它们锁紧固定，完成一次折叠。然后压水舱排水，在将中间船体整体抬出水面之后，通过机械折叠控制机构(例如采用液压式或齿轮式或杠杆式等)用力折叠，像飞机收起起落架那样将中间船体下面比较轻的浮船体上缩到位并锁紧固定，完成二次折叠。这样做可以减小两边双船体上下浮动的尺度(也就是减小压水舱充入水和排出水的总量)和中间船体主承重部位与两边船体相对位移的距离(高度差)，同时还能保障中间船体底部离开水面的高度，减小波浪对中间船体的冲击。上述由单体变双体的过程也可以这样进行在开始变形之前，首先将处于中间船体下面的浮船体腾空，使其变得比较轻。然后将中间船体上下两部分之间锁紧固定的机构解锁开释。在两边船体的压水舱开始充水的同时可以将一部分比较容易移动的人员负荷由中间船体向两边船体转移。而中间船体下面的浮船体将随着两边船体以及与之暂时锁紧固定在一起的中间船体主承重部分的下沉而自动上缩(实际是上面的主承重部分下落，而下面的浮船体仍漂浮在水面不会进一步下沉，形成相对的收缩)，在中间船体上下两部分收缩到位后就将它们锁紧固定(完成一次折叠)，同时把原来将中间船体与两边双船体锁紧固定的机构解锁开释。然后压水舱继续充水，两边双船体继续下沉，直到中间船体相对于两边船体的位置达到设计呈双体状态时的位置，并将它们锁紧固定(完成二次折叠)。然后压水舱开始排水上浮，直到将中间船体托出水面并达到设计高度。采用后一种方法时，在由单体变双体的过程中需要压水舱充入和排出较多的水，两边双船体(或双浮体)需要上下起伏较大的尺度，好处是收缩中间船体下面的浮船体无须机械用力。
如果是小型的小水线面双体船式的变形船，“双折叠”中的二次折叠也可以在双浮体的支撑部位(支柱)进行当即将靠岸时，通过压水舱充水把中间船体放入水中使其产生浮力承载负荷，然后压水舱排水，使双浮体上浮，与此同时通过机械折叠将双浮体的支撑部位(支柱)缩短。这就可以在竖直折叠时减小双浮体支架与中间船体相连接部位的抬高距离，减小总体船的高度，而在回转折叠时支柱的缩短可以减小总体船的横向宽度。当离岸后准备快速行驶时，在压水舱充水下落的过程中，通过机械折叠将双浮体的支柱伸长到位并锁紧固定。在双浮体支架下落到位后总体结构也锁紧固定，然后压水舱开始排水双浮体上浮，直到把中间船体抬升离开水面一定高度。除了伸缩折叠之外，二次折叠还可以通过双浮体支柱像胳膊腿那样的弯曲打折来实现。
权利要求
1.一种可以在浅滩登陆的舰船，其特点是，总体结构由互相独立又互相关联、并能互相“位移折叠”，以使相互结合的空间相对位置以及整体形状发生变化的三部分横向并列的船体组成，在正常航行时中间船体抬高露出水面，架设在两边双船体(或双浮体)之上，总体呈现瘦削的能够高速行驶的普通双体船结构形态或小水线面(或中水线面)双体船结构形态，阻力小速度快；而在即将靠岸时，可以通过总体结构的折叠变形，将三个船体并在一起同时入水，总体变成体形肥胖的单体船形态，吃水很浅，能靠近浅滩的岸边，可使船上乘载的人员车辆(以及坦克)直接登陆上岸或使岸上的人员车辆(以及坦克)直接登船及至再次离岸到达较深水区域后，又可以通过总体结构的折叠变形变成能高速行驶的双体船形态，因而是一种“能够兼具浅滩靠岸和高速行驶的变形船”。
2.一种由权利要求1所述的“能够兼具浅滩靠岸和高速行驶的变形船”，其特点是在位于两边的双船体船舱内(或双浮体内)，有时也在中间船体内，设有专门供折叠使用的可以充水和排水的压水舱(其它功能和用途的压水舱不算在内)，并主要通过对压水舱充水和排水造成的两边双船体(或双浮体)浮力变化，辅助配合以机械动力带动的机械驱动和控制机构用力(有时还需要在中间船体的压水舱充水)，使三部分船体能比较容易地发生相对位移，从而使舰船总体结构形态在不同需要时能平稳地进行折叠变形。
3.一种由权利要求1所述的“能够兼具浅滩靠岸和高速行驶的变形船”，其特点是其总体形态的折叠变形可以通过两边船体(或浮体)相对于中间船体在竖直方向的上下平移来实现，也可以通过两边船体(或浮体)相对于中间船体在横断面内的上下转动(通常是在横断面内进行90度的回转)来实现。
4.一种由权利要求1所述的“能够兼具浅滩靠岸和高速行驶的变形船”，其特点是无论变成吃水很浅的总体单体船结构形态，还是变成能够高速行驶的总体双体船结构形态，在折叠变形到位之后都立即将起“关节”作用的结合部位进行“紧固锁定”，并在中间船体与两边船体(或浮体)其它相邻接的可承受结构性结合力的部位辅以必要的“加强固定”；而在进行折叠时，结合部位(“关节”)和加强固定部位则是处于“解锁”和“开释”的活动状态，以便在两边双船体(或浮体)浮力变化以及机械动力的驱动控制下可以使三部分船体发生相互位移折叠。
5.一种由权利要求1所述的“能够兼具浅滩靠岸和高速行驶的变形船”，其特点是在呈双体态行驶时既可以采用螺旋桨推进方式，也可以采用喷水推进方式，其动力系统既可以使用柴油机，也可以使用燃气轮机或其它动力系统；而呈单体态行驶时则最好采用横列多个入水口和喷水口及喷水推进系统的喷水推进方式，其动力系统最好分散使用多个较小型电动机或内燃机。。
6.一种由权利要求1所述的“能够兼具浅滩靠岸和高速行驶的变形船”，其特点是当采用螺旋桨推进方式时，既可以把动力主机安置在中间船体上，通过能够与折叠变形同步折叠伸缩变化的传动机构带动螺旋桨旋转，也可以把动力主机安装在双船体(或双浮体)上直接带动螺旋桨旋转。
7.一种由权利要求1所述的“能够兼具浅滩靠岸和高速行驶的变形船”，其特点是还可以依据具体型式的不同而设计安装不同结构的不会影响折叠变形的水翼，以便在行驶时产生动态升力，抬高船体减小阻力，并能调控平衡和稳定度。
8.一种由权利要求1所述的“能够兼具浅滩靠岸和高速行驶的变形船”，其特点是为在变形时减少压水舱的充水量，可以采用“双折叠”的方式进行折叠变形。
9.一种由权利要求3所述的两边船体(或浮体)相对于中间船体在竖直方向上下平移来实现的变形船，其特点是在竖直平移变形船上具有若干个与中间船体的承重框架牢固结合在一起、能够承受中间船体主要重量、并且能够在贯穿两边双船体骨架的导轨槽中上下滑动平移的顶部横梁。
全文摘要
在造船技术领域，要使排水船阻力小速度快，又要吃水浅、能在非港浅滩靠岸登陆，这是一个至今仍然难以解决的矛盾。本发明“能够兼具浅滩靠岸和高速行驶的变形船”为解决这一矛盾提出了一种现实可行的技术方案。这种变形船的总体结构是由互相独立又互相关联、并能互相“位移折叠”，以使整体形状发生变化的三部分横向并列的船体组成，在正常航行时中间船体抬高露出水面，架设在两边双船体(或双浮体)之上，总体呈现瘦削的能够高速行驶的双体船结构形态，阻力小速度快；而在即将靠岸时，可以通过总体结构的折叠变形，将三个船体并在一起同时入水，总体变成肥胖的单体船形态，吃水很浅，能靠近浅滩的岸边，使船上乘载的人员车辆(以及坦克)直接登陆。
文档编号B60F3/00GK1605485SQ200410088529
公开日2005年4月13日 申请日期2004年11月8日 优先权日2004年11月8日
发明者陈旃 申请人:陈旃