专利名称：可调小水线面船的制作方法
技术领域：
一种可调小水线面船，其水线面面积和惯矩可根据需要进行调整，可用于交通运输、国防、海洋科学考察等要求平稳运作的舰船，属于交通运输类船舶技术领域。
小水线面船是近代开发的高性能船舶，具有优良耐波性，由于将提供大部分浮力的潜体较深的没于水中，仅以流线型支柱穿过水面和上面的箱体相连，支柱的水线面很小，从而减少了波浪对船的扰动力，增大了船的自摇周期，可以避开航区中经常遭遇到的波浪周期，不发生谐摇，所以摇动很小。减小水线面积后，静稳定性降低，以较小的稳定力就可使舰船在波浪中平稳航行，受控性能改善。
由于小水线面船的优良耐波性是靠减小水线面积来实现，但是减小水线面积有以下限制1、稳性的限制船舶安全法规要求船舶在风浪中、装载移动和全速回转时，必须满足稳性衡准和保持良好的浮态，不允许将水线面面积与惯矩降低到影响安全的程度；2、船体结构强度与刚度的限制要求支柱具有足够的长度与厚度；3、使用要求支柱连接水上与水下船体，是人员上下的通道；4、设备布置支柱中还可能安装设备、电缆、管系、轴系等，要求提供所需的空间，以及5、快速性能要求的形状等。目前，小水线面船，特别是中、小型小水线面船很难协调船体结构、使用要求和设备布置与性能对水线面形状与大小要求的矛盾，水线面面积与惯矩往往偏大，不能充分发挥小水线面船耐波性好的优点，也限制了这种船型在小尺度舰船上的发展与应用。
本实用新型的目的在于针对现有小水线面船的上述不足，提供一种新型结构的小水线面船，使其水线面面积和惯矩(即大小和形状)可以根据需要进行调整，更适应实际需要。
为实现这样的目的，本实用新型的技术方案中，小水线面船包括水下潜体、流线型支柱和水上箱体，并将现有小水线面船超过稳性安全法规要求的水线面再进行分隔，在船体形成一个或数个通海水舱，每个通海水舱的顶部设有通气管，通气管上装有受控于气阀控制系统的常闭气阀。
按法规对海水箱的相似要求，还应在水舱开口处装设格栅，且有吹洗格栅与水舱底的设施，在水舱内要采用适当的防蚀保护措施，通气管的出口应高于舱壁甲板以上。
当气阀关闭时，由于空气的可压缩性较小，舰船吃水变化，通海水舱中的水量变化很小，相当于不通海的水舱。当舰船遭受较大风浪时，可按要求，开启全部或部分气阀，通海水舱中的水可以流动，水舱不提供浮力，相当实际水线面变小，达到按设定要求调整水线面大小和惯矩，以改变升沉、纵摇和横摇的自由周期，避免谐摇和旋摇的目的。
本实用新型还可根据风浪特征、舰船摇摆与升沉特性，设计通海水舱与通海口大小和浸深，适时地开闭气阀和调节气流大小，控制水舱中海水振荡周期与相位，以产生制止舰船摇摆与升沉的力矩和力，充分发挥小水线面船受控效果好的优点，进一步提高舰船耐波性和改善浮态。由于水舱的减振效果几乎不受航速影响，这对零速或低速海上作业的舰船特别有利。
本实用新型的设计不仅适用于双体船，也适用于单体船。
为更好地理解本实用新型的技术方案，
以下结合附图与实施例作进一步描述。
图1为本实用新型在单支柱小水线面双体船上实施例的总体布置示意图。
如图所示，小水线面船由水下潜体1、流线型支柱2和水上箱体3组成，支柱2的前端分隔有两个通海水舱4，在尾端也有一个通海水舱4。
图2为
图1实施例中A向结构示意图。
如图所示，小水线面船包括水下潜体1、流线型支柱2和水上箱体3，在支柱2部分分隔有通海水舱4，在通海水舱4的顶部设有通气管5，通气管5的出口高于舱壁甲板，通气管5上装有受控于气阀控制系统的常闭气阀6，通海水舱4有装格栅的开口7，通海水舱4顶部安装有上、下运动(加速度器)传感器8，水舱初始设计液面形心上安装有液位传感器14。
图3为本实用新型的气阀控制系统图。
如图所示，两个数字化转换器9的输入分别连接加速度传感器8和液位传感器14，其输出分别连接两个微积分运算器10，两个微积分运算器10的输出端均连接逻辑运算器11，逻辑运算器11的输出经放大器12、能量转换器13连接到常闭气阀6，同时，逻辑运算器11还与安装在监控台上的控制器16和指示器15相连。
从加速度传感器8来的采样数据，经数字化转换器9处理后，输入双积分运算器10，得出该水舱处由于舰船升沉、纵摇和横摇组合而成的上下运动位移Zi、速度Zi、加速度Zi与周期Ti后，输入逻辑运算器11，再根据安装在该水舱初始设计液面形心上的液位传感器14，采样取得水舱液面上、下振荡参数位移zi，经数字转换器9与微分运算器10输出液面振荡器位移zi和速度zi，由逻辑运算器11发出气阀开启指令，经放大器12与能量转换器13，操纵常闭气阀6适时开闭，达到调节小水线面船的自由周期，控制水舱中海水振荡的周期与相位，消除负作用，只产生制止各水舱处上、下运动的力，即减少小水线面船横摇、纵摇与升沉的力和力矩，进一步改善耐波性。安装在监控台上的指示器15与控制器16，可按舰船使用要求和风浪状况，起动气阀控制系统，并监视运作效果和故障报警。
本实用新型将船体再分隔出通海水舱，在通海水舱上部的通气管上装有气阀，可根据航区风浪特征、舰船摇摆与升沉特性，适时地开闭气阀，达到调节小水线面船的自由周期，控制水舱中海水振荡的周期与相位，消除负作用，只产生制止小水线面船摇摆、升沉和倾斜的力矩和力，进一步改善舰船的耐波性与浮态的目的。
权利要求1.一种可调小水线面船，包括水下潜体(1)、流线型支柱(2)和水上箱体(3)，其特征在于在支柱(2)部分分隔有通海水舱(4)，在通海水舱(4)的顶部设有通气管(5)，通气管(5)的出口高于舱壁甲板，通气管(5)上装有受控于气阀控制系统的常闭气阀(6)，通海水舱(4)有装隔栅的开口(7)，通海水舱(4)顶部安装有加速度传感器(8)，水舱初始设计液面形心上安装有液位传感器(14)。
2.如权利要求1所说的可调小水线面船，其特征在于气阀控制系统中，两个数字化转换器(9)的输入分别连接加速度传感器(8)和液位传感器(14)，其输出分别连接两个微积分运算器(10)，两个微积分运算器(10)的输出端均连接逻辑运算器(11)，逻辑运算器(11)的输出经放大器(12)、能量转换器(13)连接到常闭气阀(6)，逻辑运算器(11)还与安装在监控台上的控制器(16)和指示器(15)相连。
专利摘要一种可调小水线面船,包括水下潜体、流线型支柱和水上箱体,在支柱部分分隔出通海水舱,通海水舱的顶部有装有气阀的通气管,通气管出口高于舱壁甲板,通海水舱开口装有隔栅。气阀控制系统通过加速度传感器和液位传感器采集信号,经运算放大处理,适时开闭气阀,调整通海水舱中海水流动,改变舰船水线面大小及纵、横向惯矩,提高舰船耐波性。本实用新型受控效果好,可用于交通运输、国防、海洋科学考察等要求平稳运作的舰船。
文档编号B63B39/00GK2441733SQ0021812
公开日2001年8月8日 申请日期2000年6月22日 优先权日2000年6月22日
发明者何正曼, 李政 申请人:何正曼