航水机动装置的制作方法

专利名称：航水机动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机动装置，尤其涉及一种航水机动装置。
背景技术：
船与潜艇在水中快速行驶时，都不可避免地被周围厚厚的流体包裹着，由于船与 潜艇的船身较长，侧力产生流体向内的压力，紧裹四周从头流到尾，带来很大的摩擦力，速 度越快，压力越大，摩擦力也越大，流体阻力也就越大。目前多采用流线形的壳体来减少流 体阻力，但多效果不明显。船或潜艇在行驶中，其推动力来源于后部螺旋桨，螺旋桨喷水一面产生强大推动 力来推动船快速行驶，与此同时、它的吸水一面与后部壳体之间产生的极强吸力，使后部本 来就有的负压区的负压阻力变得更大。螺旋桨转速越快，船行驶速度就越快，后部负压区的 负压阻力也就越大，螺旋桨产生的推动力要克服后部负压阻力后才能行驶，所以大量能耗 被浪费。除此之外，船或潜艇行驶中另一阻力还来自于前端正向流体。迄今为止，以上流体阻力还是船或潜艇行驶中的最大能源消耗，所以有必要进行 改进，达到提高速度，节约能源的目的。本申请人在专利号为200810000302. 3名称为“一种加速和节能的流体运动装置” 的中国发明专利申请中提出，船前端导入口、两侧导入口和后端导出口与流体通道相通，但 两侧的流体压力并没有减少。在水面行驶的船，在吃水线下需要消耗极大的能量来撞开挡在前面的厚厚流体。 运动速度越快，前面的流体就越厚，阻力就越大。犹如船碰上流体形成的墙，为流体墙，此时 四周流体又以同样的运动速度并紧紧包裹着船体，此时船犹如进入流体形成长长的洞内， 为流体洞，洞内由侧力产生流体向内的压力，使较长的船身从中经过而产生很大的摩擦力。 运动速度越快，四周流体就越厚，压力和摩擦力就越大，阻力也就越大。流体洞内流体靠近 船体流速快，逐步离开流速逐步减少，为保持流体的连续性，流体洞的流体包裹着船四周在 后部同时到达，然后封闭流体洞口，在后部壳体与流体洞口之间形成后部小负压区，运动速 度越快，小负压区的负压阻力就越大。实际上更为严重。后部小负压区不但紧紧的吸住船的后部，还通过小负压区紧紧 吸住船体四周。经本申请人观察发现，当船快速行驶时，碰上前面厚厚的流体墙然后又被四 周厚厚的流体洞包裹，然后同时到达后部封闭的流体洞口，流体洞内和洞外的流体流速形 成巨大的压力差，把整个流体洞变为一个相对封闭的流体洞大负压区，使船困在前面为流 体墙、四周为流体洞、后部为封闭后的流体洞口共同形成的有一定厚度的并相对封闭的流 体洞大负压区内，整个船封闭在里面，要付出极大的能耗才能艰难行驶。更为严重的是，船在其后部设置的螺旋桨高速旋转在喷水一面产生强大推动力的 时候，吸水一面极强的吸力，不但吸住后部小负压区，还通过小负压区强力吸住流体洞口来 封口的流体，形成围绕船体周围的大负压区。在螺旋桨强大吸力作用下，显而易见使船体四周的流体流速加快，甚至还快于船行驶速度，从而在船四周形成封闭的大负压区，又人为 地大大增加流体洞大小负压区的负压阻力，使洞内和洞外因流体流速不同形成更大的压力 差，因为速度快、压力低、速度慢、压力高，洞外速度慢于洞内的流体产生的流体侧向向内的 压力，使较长船体四周侧向压力及摩擦大大增加，船带动着流体洞大负压区一起运动，瞬间 撞击流体墙，产生流体洞，又封闭流体洞口，这一过程瞬间产生又瞬间消失，周而复始。船始 终在此能耗非常大的环境中运行，速度越快，流体洞大负压区产生的阻力就越大，反之速度 逐渐变慢时，流体洞大负压区逐步减少直至消失，因此船快速运动时要消耗更大的能耗。这 就是今天在水中行驶的所有船和潜艇速度慢、能耗高的真正原因。

发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种以提高速度并且节约能源的航水机动装置。为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种航水机动装置，包 括外壳和封闭的内壳，所述内壳和外壳之间设有在航行方向上的流体通道，所述外壳设有 内外相通的压力导出口，所述流体通道分别与所述外壳上的压力导出口相通，所述外壳外 表面在航行方向上的表面路径比所述流体通道内的流体路径长，使经过外壳外表面的所述 表面路径的流体流速快于所述流体通道内的流速，将所述流体通道内经过的流速慢产生的 高压力区，从所述压力导出口转移到外壳外流速快产生的低压区，从而在航水机动装置四 周形成压力差转移区。其中，所述外壳为多个平铺的外表面为弧形内表面为平面的扰流板，包括与流体 通道相通的压力导入口，所述压力导入口和压力导出口处于所述扰流板的一侧，所述扰流 板使经过外壳外表面的所述表面路径的流体流速快于所述流体通道内的流速，所述扰流板 设有与所述流体通道相通的所述压力导入口和压力导出口。其中，所述外壳为多个外表面为弧形内表面为平面的扰流板，包括与流体通道相 通的压力导入口，所述多个扰流板自航水机动装置尾部至头部逐片部分叠置覆盖内壳，相 邻叠置的所述扰流板之间为所述压力导入口和压力导出口。其中，包括内部通道，所述外壳在航水机动装置头部设有流体导入口，所述的流体 导入口进水面积与流体碰撞面同面积，所述外壳在航水机动装置尾部设有流体导出口，所 述内部通道分别与所述外壳上的流体导入口和流体导出口相通，所述流体导出口设有螺旋 桨或吸水马达。其中，所述吸水马达内包括加速管，所述的加速管内包括风扇、涡轮和加热器，所 述加速管内的风扇把自流体导入口导入吸水马达内的流体吸入，经所述涡轮加速再经加热 器加热后从所述流体到出口喷出。其中，所述外壳对应航水机动装置尾部的位置设有导流体，所述导流体形状为圆 锥形、半圆形、或半椭圆形，所述导流体在中间设流体导出口，流体导出口内设动力装置。其中，所述压力导入口内设有控制压力导入口大小或开闭的控制机构，或者所述 压力导出口内设有控制压力导出口大小或开闭的控制机构。其中，所述内部通道位于航水机动装置吃水线以下部分的中轴位置，航水机动装 置的所述外壳和流体通道之间设有多条连通的通管，所述通管与所述外壳的压力导入口相
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其中，所述扰流板为鱼鳞状。其中，所述扰流板为环形、三角形、多边形、矩形或椭圆形，压力导入和导出口在其 四周。本发明的有益效果是区别于现有技术船只或潜艇在行驶时面对流体洞内侧向 流体阻力，此流体洞它紧紧包裹在船只或潜艇的四周从头流到尾，侧力产生向内的压力大 面积覆盖在船只或潜艇的壳体上，运动速度越快，压力越大，流体包裹壳体从头流向尾部产 生的摩擦力也越大，对较长机身的船只或潜艇等，其产生的阻力甚至大于前方的正向流体 阻力，目前的技术采用流线型的壳体来减少流体阻力，但限于理论不能创新，效果提升不明 显。本发明提出，1、采用多个外表面为弧面、内表面为平面的扰流板覆盖运动装置四周壳体，每个 扰流板有压力导入口和压力导出口，当流体经过时，扰流板的内外表面因流体经过时的流 速不同而产生压力差，内表面慢于外表面的流体流速、必然会通过压力导出口把内表面流 速慢产生的高压区向外表面流速快产生的低压区转移，当流体经过多个扰流板流过后，在 整个壳体上的内表面高压区都向外表面低压区转移，在其四周形成压力差转移区，流体阻 力产生的向内的压力大大减小，流体与壳体产生的摩擦力也大大减小。2、进一步，多个外表面为弧形，内表面为平面的扰流板从后向前依次部分覆盖，从 而形成铠甲型的覆盖面，扰流板的内表面与外壳之间形成不很宽的流体通道，并不封闭的 两扰流板之间的覆盖交接外，为压力导入口和压力导出口，当流体经过时，各扰流板的平面 内表面和弧面外表面之间产生压力差，从而流体通道的低流速高压力区必然向外表面的高 流速低压力区转移，使流体洞内压力产生的摩擦力大大减小。若把扰流板改变为鱼鳞片，因 为鱼儿经亿万年进化，鱼鳞是减少流体阻力的最好方式。3、再进一步，在船或潜艇(船在吃水线下)的内外壳之间为流体通道，四周外壳上 均布压力导入口与流体通道相通，后部流体导出口与流体通道相通，因为流体导出口的出 水面积小于流体导入口和压力导入口的总进水面积，又因为流体通道内流体与内外壳体产 生的摩擦力，所以流体在流体通道内的流速放缓，慢于外壳上的流体，速度慢压力高，速度 快压力低，所以流体通道内低流速形成的高压力区，必然通过均布四周的压力导出口，向外 壳上流速快的低压力区转移，从而在航水机动装置四周形成压力差转移区，使流体洞对壳 体四周和流体通道内的压力和摩擦力大大减小。4、目前，船后部螺旋桨喷水一面在推动船行驶时，吸水一面强大的吸力使本来就 有的后部负压区内的负压阻力大量增强，同时还形成围绕船体四周的流体洞大负压区，人 为的给船行驶带来更大的阻力。本发明中与前端和周围压力导入口和后端流体导出口通过 内部通道前后相通，把螺旋桨设在流体导出口内，螺旋桨吸水一面产生的强大吸力通过各 流体导入口和压力导出口使船或潜艇前端和侧部的流体阻力吸入，使之形成相对负压区， 使流体墙和流体洞的流体阻力大大减少，同时把吸入的流体阻力从流体导出口强烈喷出， 阻挡流体洞口封闭，共同填充了后部负压区，使之形成后部动力区。5、船行驶时，流体洞的流体形成侧力即向内的压力使壳体产生很大的摩擦力，特 别是船身较长、前窄后宽的船体，侧向流体紧裹船体从船头流到船尾而产生很大的压力及摩擦力，其阻力不低于前端正向的流体阻力。本发明中，船两侧每个扰流板之间为导入导出 口，流体经过的距离不长，路径短，时间也短，特别是扰流板产生的压力差把内表面的高压 区向外表面低压区转移，使流体经过不长的扰流板的压力及摩擦力大大减少，而传统船舶 是流体洞内侧向流体紧裹船体，船从中经过时，从船头到船尾而产生很大的压力及摩擦力。6、对现有船舶改造，只需要管状流体内部通道与前端流体导入口、压力导入口和 后端流体导出口相通，在流体导出口内设螺旋桨就可使船减少阻力；或两侧再设扰流板，提 高速度，节约能源。这种改造方法很简单，两者可选其一也能达到的节能效果也很明显。7、吸水马达内设加速管，通过风扇和涡轮加速加压再加热后高速喷出，热分子在 水中运动速度快，所以产生更大的推动力，使船行驶速度提高。8、在船或潜艇前端设与流体碰撞面同面积的足够大的流体导入口，与内部通道和 后端流体导出口相通，在流体导出口内设能高速吸入和喷出的动力装置，高速的吸力使流 体墙前端流体导入口及附近形成相对负压区，流体导出口高速喷出的流体填充后部负压区 阻挡流体洞口封闭，成为正向动力区，流体洞内的流体压力通过多个扰流板内外表面的压 力差；把内表面高压区从里向外转移到外表面的低压区，在船或潜艇四周形成压力差转移 区，使侧向压力和摩擦力大大减小。此时，改变了船或潜艇的流体分布状态，使船或潜艇在 较为理想的流体分布状态中行驶，自然速度提高，能耗降低。


图1是现有技术船只在行进时周围所形成流体洞的示意图2是本发明航水机动装置在行进时周围所形成流体洞的示意图3是本发明航水机动装置第--实施例的侧面示意图4是本发明航水机动装置第--实施例的扰流板剖视示意图5是本发明航水机动装置第--实施例的一后面示意图6是本发明航水机动装置第--实施例的另一后面示意图7是本发明航水机动装置第二实施例的侧面示意图8是本发明航水机动装置第二实施例的鱼鳞部分截面示意图9是本发明航水机动装置第二实施例的多个鱼鳞叠置的示意图10是本发明航水机动装置第:三实施例的结构示意图11是本发明航水机动装置第:三实施例的尾部结构示意图12是本发明航水机动装置第四实施例的后面示意图13是本发明航水机动装置第四实施例的结构示意图14是本发明航水机动装置第五实施例在行进时周围所形成流体洞的示意图
图15是本发明航水机动装置第六实施例的侧面示意图16是本发明航水机动装置第六实施例的俯视图17是本发明航水机动装置第七实施例的侧面示意图。
具体实施例方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式 并配合附图详予说明。
本发明所称的流体墙为运动装置前端的正向流体阻力，流体洞为侧向流体阻力， 流体洞口与船后部之间为后部小负压区，靠近船前后左右四周的流体为封闭的流体洞大负 压区。用以上概念可以更形象、更具体的描述船在行驶中的不同流体状态。如图1所示，当潜艇或船快速行驶时，在水下迎面撞上最大流体阻力，流体墙101， 瞬间四周的流体又紧裹较长的船体在四周形成流体洞102，由侧力产生的向内的压力108， 使船体与流体产生很大的摩擦力，行驶速度越快，流体墙和流体洞的流体就越厚，产生的流 体阻力就越大，反之就越小。流体洞为保持流体的连续性，围绕船体四周路径不同而能同时 到达后部，在壳体后部与螺旋桨8之间来封闭流体洞口 104，在螺旋桨8与后部壳体之间形 成后部小负压区105，紧紧的在后部拉住船，螺旋桨转速越快，后部小负压区105负压阻力 就越大，经观察发现，实际上要严重得多。由于后部螺旋桨8高速旋转，在螺旋桨8吸水一 面强大的吸力状态中，不但吸住小负压区105，同时也通过小负压区105，强力吸住船体四 周及流体洞口 104的流体，从而在围绕船体四周形成封闭的流体洞大负压区103，给船行驶 带来更大的阻力，螺旋桨8产生巨大的吸力又人为地把后部小负压区105和大负压区103 的流体高速吸入，使其大小负压区的负压阻力大大增加，一旦流体洞口 104封闭，船快速行 驶时，流体墙101，流体洞102在洞内和洞外由于流体流速不同产生很大的压力差，使流体 洞102由外向内的压力108使船产生的摩擦力大大增加，把流体洞102变为高速运动的、但 又相对封闭的围绕船四周的大负压区103，船被围在流体墙101，流体洞102，流体洞口 104 封闭后形成的流体洞大负压区103内，船运动时就必须拉动流体洞大负压区103沉重的负 担来撞击流体墙，形成流体洞，封闭流体洞口，周而复始的运动，大大增加额外的能耗来维 持运行。然后从螺旋桨8喷出高速流体106，产生的反作用力，推动船在拉动流体洞大负压 区沉重负担维持高能耗，低速度的行驶。所以，本发明针对上述长久以来无法解决的技术问题提出理论创新，其核心思想 是把流体洞102向内的压力108通过压力差转移向外，又不让流体洞口 104封闭，这是提高 船速度，降低能耗的关键所在。为此，在本专利文件中，适合一切船或潜艇提高速度、降低能 耗的技术方案被提出。其中一个主要技术方案是本发明航水机动装置实施例，包括外壳和封闭的内壳， 所述内壳和外壳之间设有在航行方向上的流体通道，所述外壳设有内外相通的压力导出 口，所述流体通道分别与所述外壳上的压力导出口相通，所述外壳外表面在航行方向上的 表面路径比所述流体通道内的流体路径长，使经过外壳外表面的所述表面路径的流体流速 快于所述流体通道内的流速，将所述流体通道内经过的流速慢产生的高压力区，从所述压 力导出口转移到外壳外流速快产生的低压区，从而在船体周围形成形成压力转移区，使流 体阻力减少。为使经过外壳外表面的所述表面路径的流体流速快于所述流体通道内的流速，有 多种设计，比如所述外壳为多个平铺的外表面为弧形内表面为平面的扰流板，包括与流体 通道相通的压力导入口，所述压力导入口和压力导出口处于所述扰流板的一侧，所述扰流 板使经过外壳外表面的所述表面路径的流体流速快于所述流体通道内的流速，所述扰流板 设有与所述流体通道相通的所述压力导入口和压力导出口。或者，又如所述外壳为多个外 表面为弧形内表面为平面的扰流板，包括与流体通道相通的压力导入口，所述多个扰流板 自航水机动装置尾部至头部逐片部分叠置覆盖内壳，相邻叠置的所述扰流板之间为所述压力导入口和压力导出口。进一步，包括内部通道，所述外壳在航水机动装置头部设有流体导入口，并且在航 水机动装置头部的流体导入口进水面积与流体碰撞面同面积，使所述外壳在航水机动装置 尾部设有流体导出口，所述内部通道分别与所述外壳上的流体导入口和流体导出口相通， 所述流体导出口设有螺旋桨或吸水马达。为使经过外壳外表面的所述表面路径的流体流速快于所述流体通道内的流速，还 可以使所述流体导入口和压力导入口的总进水面积大于流体导出口的出水面积。为减少或消除航水机动装置周围和后部的大小负压区，设计所述吸水马达使其内 包括加速管，所述的加速管内包括风扇、涡轮和加热器，所述加速管内的风扇把自流体导入 口导入吸水马达内的流体吸入，经所述涡轮加速再经加热器加热后从所述流体到出口喷 出o为减少或消除航水机动装置周围和后部的大小负压区，还可以在所述外壳对应航 水机动装置尾部的位置设导流体，所述导流体形状为圆锥形、半圆形、或半椭圆形，所述导 流体，在中间设流体导出口，流体导出口内设动力装置。为便于控制经过外壳外表面的所述表面路径的流体流速和所述流体通道内的流 速，所述压力导入口内设有控制压力导入口大小或开闭的控制机构，或者所述压力导出口 内设有控制压力导出口大小或开闭的控制机构。为进一步减少外部压力，所述内部通道位于航水机动装置吃水线以下部分的中 轴，航水机动装置的所述外壳和流体通道之间设有多条连通的通管，所述通管与所述外壳 的压力导入口相通。本发明所述扰流板可以鱼鳞状，或其他形状。所述扰流板为环形、三角形、多边形、矩形或椭圆形，压力导入和导出口在其四周。本发明所称航水机动装置，是一切在水中或水上进行运动的运动装置，包括船只 和潜艇等。本发明要解决的技术问题是，潜艇或船在快速运动时四周侧向流体产生向内的压 力，通过流体通道内经过的流速慢产生的高压力区，从所述的压力导入口和压力导出口转 移到外壳上流速快产生的低压区。通过扰流板内外表面为弧形和平面产生的压力差，由内 表面高压区向外表面低压区转移，在船或潜艇周围形成压力差转移区，减少由侧力产生的 压力和摩擦力，还有合理设置的螺旋桨的位置，以减少流体阻力，提供一种高速度、低能耗 的船。所以，解决以上问题的关键因素是，通过流体通道内和与之相通的外壳因流速不 同产生的压力差或扰流板内外表面路径不同形成的压力差向外转移，以减少把流体洞向内 的压力同时又阻挡流体洞口封闭，此时一切减少流体阻力的问题就迎刃而解。同时，不但 消除了螺旋桨产生的负压阻力，还大大减少了流体阻力对船的影响，节约了能源，提高了速度。实施例1，如图2-6所示，在船吃水线301下的前端设与流体碰撞面同面积的流体 导入口 1，与管状内部通道4和后端设的流体导出口 5前后相通，在船吃水线下后部设流线 形的导流体107，其形状还可为半圆体、或圆锥体，或流线型方便流体顺畅流过，又不会形成 小负压区，在导流体107中间流体交汇处设流体导出口 5，方便四周流体在流体导出口 5周围汇集，在流体导出口 5内设螺旋桨8，通过螺旋桨8高速旋转产生的巨大吸力，把导入口 1 附近的流体高速吸入，大大减少流体墙阻力，又方便把流体从流体导出口 5高速喷出，阻挡 流体洞口封闭，避免在流体导出口 5外形成小负压区104，同时流体洞大负压区103也不能 形成，与吃水线下两侧各有多个扰流板2与内壳3之间一定距离形成两侧船体的流体通道 401，扰流板2的外表面201为弧面，内表面202为平面，当流体经过多个扰流板，因内外表 面路径不同而产生压力差，速度慢压力高，速度快压力低，从而使整个流体通道401与整个 外壳的为弧形的外表面201因路径不同，所以流速不同而产生压力差，由于船四周流体与 流体通道401内的流体的运动方向都为平行，为了把更多的把扰流板产生的压力差向外转 移，所以可以设计在船的流体运动相反方向如扰流板和压力导出口的边缘角度小于90°， 便于把扰流板内外表面产生压力差向外转移，多个扰流板内表面形成的流体通道401的高 压力区109必然向外表面201的低压力区转移，各扰流板2的内表面202必然把高压力区 109向外表面201的低压力区转移，所以换句话说，流体通道401把流体洞向内对船体四周 施加的压力向外转移。参阅图4，压力导出口 501的出口方向朝向或偏向船尾，使左边扰流板2的左边压 力导入口内外表面交汇处204为弧面，便于流体经过，右边压力导出口 501内外表面交汇处 204的外表面为弧形，便于流体通过，内表面边缘为小于90°的斜面便于把流体和其内的 高压力区向外转移，图4中右边为另一扰流板，它的左侧边缘，内表面202为弧形与外表面 201为小于90°的弧形相交，右侧边缘、内表面为小于90°的弧形与外表面弧形相交，所有 压力导出口 501都在迎风面相反方向，因为船在行驶中，流体洞向内的压力已使流体通道 内的流体在运动，而压力导出口 501和压力导入口 7之间区域形状，与迎风面相反的共同形 成小于90°角度的流体通道形状，所以其目的不是为了把大量的流体导入，而是把流体通 道401内的流体导出，更重要的是把其内低流速产生的高气压从小于90°角度的压力导出 口 501向外低压力区转移。两种扰流板可选其一，还可用其他形状；总之，流体通道401与 内外壳之间的距离，以及扰流板2内外表面路径的差异，决定产生压力差的大小，也决定压 力差转移区能向四周转移多少流体压力，扰流板2外表面弧形越大产生的压力差越大，合 理设计流体通道之间不要求很宽的距离，以及扰流板外表面弧度的大小，在不影响船或潜 艇功能要求的前提下，把流体阻力减少更多。扰流板2前边为压力导入口 7，后面为压力导出口 501。压力导入口 7其内有控制 机构，比如控制器701来控制平面内表面和弧形外表面的扰流板门203的压力导入口 7或 压力导出口 501的开启、关闭或角度变化，使船的控制更为方便。弧形面的扰流板门203使 流体经过外表面时流速加快，内表面流速变慢从而产生压力差，与扰流板2 —起共同把流 体通道401内的高压区向外部低压区转移。当船快速行驶时，吃水线301下前端壳体设有与流体碰撞面同面积的流体导入口 1，在螺旋桨8巨大吸力状态中，把前端流体墙101的流体阻力顺畅地吸入管状形的内部通 道4内，在船前端流体导入口 1附近的流体吸入内部通道4内，从而在流体导入口 1及附近 形成相对负压区，流体墙的阻力大大减少。此时，流体为保持其连续性，四周流体洞102的 流体其流速大约等同于船行驶速度，路径不同而同时到达后部来封闭流体洞口 104时，经 过导流体107碰到螺旋桨8从内部通道4高速吸入的大量流体从流体导出口 5以大于船速 度强烈喷出，迫使大约等同于船运动速度的四周流体洞口 104的流体不得不围绕在螺旋桨8喷出的大量高速度的流体106周围，共同瞬间填充后部负压区，由于螺旋桨8不能吸入流 体洞口 104周围的流体，此时流体洞口 104不能封闭，大小负压区不能形成，使负面阻力改 变为正向动力，共同形成相对动力推动区，使船快速行驶。对水面上行驶的船，与前端足够大的流体导入口 1通过管状内部通道和后端导出 口前后相通。方便螺旋桨8把流体导入口 1附近的流体高速吸入流体通道内，加速流体通 道内的流速，从而在前端导入口 1及附近壳体上形成相对负压区，以减少流体阻力，后部流 体导出口上设有螺旋桨可根据实际情况及船的大小设多个，如把管状内部通道加粗，或多 设个管道，如图5设两个螺旋桨。此时，船在前端为相对负压区，两侧因多个内外表面路径不同而产生压力差的扰 流板，把内表面的高压力区109向外表面的低压力区转移，从而使整个流体通道401把高压 力区109向流体洞低压力区转移，由于扰流板从压力导出口 501、以与流体洞运动相反的方 向以小于90°的角度向外转移压力差时，碰上流体洞大约等同船运动速度、与外表面201 共同形成由外向内对外壳及流体导入口 1对流体通道401施加压力108，由于流体通道401 内的流体与其内的内外壳之间产生摩擦，其速度已慢于或至少等于流体洞速度。此时，方向 不同、但大小大约相同的流体压力108、109相遇，相互抵消至少部分抵消后，在船两侧形成 压力差转移区，使流体洞的向内对外壳及流体通道401内的压力减少，摩擦力也大大减少， 所以流体对船产生的流体阻力大大减少；船的后部的负压区消除，改变为相对动力区，船在 较理想的状态中行驶，大大提高了运动速度，同时节约了能源。相对负压区是相对原来船前 端为正向压力区而言。相对动力区相对原来船后部为负压区而言。实施例2，如图7-9所示，与上述实施例不同的是把鱼鳞片作为扰流板，从船后向前 依次部分覆盖，船在吃水线301下，两侧外壳上如鱼儿身上的鳞片排列一样，均布有鱼鳞片， 鱼鳞片外表面201为弧形，内表面202为平面。内表面202与内壳3之间为流体通道401。当船快速行驶时，流体通道401内的流体已在流动，流体从彼此排列的鱼鳞片，并 不密封的各外表面201的弧形四周边缘形成压力导入导出口，流体在该处即可导入导出， 在内壳3与鱼鳞片为平面的内表面202之间形成不宽的流体通道401，由于每片鱼鳞内外表 面为平面和弧面而产生压力差，当流体经过若干纵横排列的鱼鳞片内外表面时，大面积的 产生因内外表面路径不同而出现的压力差，从而使流体通道401内，与各上表面201弧面因 路径不同，所以流速不同而产生压力差，必然会把流体通道401内低流速产生的高压力区， 整体向外转移到高流速产生的低压力区，从而在船体周围形成压力差转移区使从而船因流 体压力减少，从而产生的摩擦力大大减少。鱼儿在水中经亿万年的进化，鱼鳞是克服流体阻力最好的形状，模仿鱼鳞可减少 流体阻力。每排鱼鳞片可由若干个鱼鳞组成为整体(如图9)，每排鱼鳞片左边固定在外壳 上。第二排又部分覆盖住，从后向前从而形成鱼鳞面。若每排鱼鳞片在左边为活动固定，如合页205固定，通过控制右边可在一定范围 内活动，就模仿鱼儿在水中鳞片开合。使船在水中更为灵活、节能。实施例3，如图3、图10-11所示，与实施例1不同是，所述内部通道4位于船体吃 水线以下部分的中轴，所述船只的外壳和内部通道4之间设有多条连通的通管402，所述通 管402与所述外壳的压力导入口 703相通。当然所述通管402可以设在船只头部外壳和内
10部通道4之间。这些通管402所连接的压力导入口 703位于船只前部正向流体阻力较大的 两侧。船只后大半部的外壳与内壳3之间、由多个扰流板与内壳3之间形成流体通道401， 扰流板的外表面201为弧面，内表面202为平面，后部螺旋桨改变为吸水马达8。吸水马达 8安装在流体导出口 5内，吸水马达8的吸水口 801与管状内部通道4相通，吸水马达8的 喷水一端与喷出口 502、503相通，加速管802设在马达内，加速管802的喷出口 503设在吸 水马达8的喷出口 502内，加速管802的吸水口 807与吸水马达8的吸水口 801相通，加速 管802内前面有扇叶803，后面有涡轮804，通过转轴805带动扇叶803把吸水马达内的流 体从吸水口 807高速吸入后经涡轮804提速后，再经加热器806加热后从喷出口 502高速 喷出，加热器806可用电磁加热，或天然气加热，或半导体加热，或微波加热，由于相对微冷 的水中，热水的分子运动速度远快于冷水，所以从喷出口 503喷出的热流体产生更大的推 动力。当吸水马达8和其内的加速管802工作时，通过管状内部通道4产生极强吸力， 从流体导入口 1和压力导入口 703把前端流体墙和前部两侧流体洞的流体高速吸入，使流 体向内的压力通过各导入口都指向唯一的流体导出口 5的吸水马达8上，吸水马达8高速 产生的吸引力使各导出口附近形成相对负压区，使前端和前部两侧的流体阻力大大减少， 后大半部多个扰流板2的内外表面分别为平面和弧面而形成的压力差使流体压力及摩擦 力大大减少，特别是较长船身两侧流体产生的侧力即向内压力形成的摩擦力，其阻力很大， 耗费的能耗也很大，多年来一直困扰船舶制造，成为最大的流体阻力产生来源。在本实施 例中，不论是前部的压力导入口 703和后大半部扰流板2之间的侧向压力导入口 7，由于每 个侧向压力导入口 7之间相隔的距离不长，侧向流体在该处经过壳体的路径变短，时间变 短，马上在下一个压力导入口又被导入内部通道4内，特别是后半部流体经过不长的扰流 板时，使流体压力减少，摩擦力减少，所以侧向流体不会与传统船舶一样，从船头流向船尾 产生很大摩擦力，而是分段流过，侧向流体产生的阻力大大减小；此时，吸水马达8和加速 管802把吸入的流体阻力从喷出口 502、503高速喷出，逼使流体洞口的流体不能封口，只能 围绕在喷出口 502、503喷出的流体周围。其中流体洞口的流速大约等同于船速，从吸水马 达8的喷出口 503喷出的流体快于流体洞口的流体，所以流体洞口的流体只能围绕在吸水 马达喷出口 502周围，而加速管802从喷出口 503喷出的经加速和加热后的流体，其运动速 度又远快于吸水马达8，所以从喷出口 502喷出的流体只能围绕在喷出口 503喷出的流体周 围，3股不同流速的流体互相分层围绕，就如飞机的涡扇发动机一样，产生更大推动力，共同 填充后部负压区，使之改变为正向动力区。吸水马达8和加速管802可根据需要同时工作，也可不同时工作，加速管802内的 加热器806可根据需要开启或关闭，因不用加热器806在加速管802内经风扇加速，经涡轮
加速的流体流速也非常快。也可不要加速管802，吸水马达8产生的推动力也不小于螺旋桨。实施例4，如图3、图12-13所示，一种快艇，与实施例1不同是，快艇吃水线301下 左右底部的分别两侧，由多个扰流板2和内壳3形成的流体通道401，扰流板2外表面201 为弧面，内表面202为平面，每个扰流板2上有压力导入口 7和压力导出口 501与流体通道 401相通，前端足够大的流体导入口 1通过管状内部通道4和后端内有螺旋桨8的流体导出 口 5前后相通。
另一实施例，与以上实施例4不同是，在流体导出口 5上设有吸水马达，内设有加 速管但没有加热器，与内部通道4相通，或只设的吸水马达内没有加速管。该实施例也可入实施例2 —样，把鱼鳞片作为扰流板。实施例5，如图14所示，潜艇在深水中行驶，前端阻力很大，四周压力很大，所以能 耗跟高，速度不快，只要减少前端阻力和四周压力，潜艇能耗大大降低，同时速度提高。在潜艇前端设与流体碰撞面同面积的流体导入口 1，与管状内部通道4和设吸水 马达8的后端流体导出口相通，吸水马达8内有加速管802，它们的喷出口分别为502、503， 管状内部通道4可设在底部、也可设在壳体外面。在潜艇四周设多个环形扰流板2均勻覆盖内壳3，在扰流板2和内壳3之间形成流 体通道401，环绕四周每个扰流板前面为压力导入口 7，后面为压力导出口 501，扰流板2的 外表面201为弧面，内表面202为平面，当流体经过内外表面时因流速不同而产生压力差， 低流速的内表面产生的高压区，必然把压力从内向外转移到高流速的外表面的低压区，从 而流体洞内由侧力产生的紧裹潜艇四周从头流到尾产生的压力和摩擦力大大减少。当吸水马达8工作时，潜艇前端流体导入口 1与流体碰撞面的流体被高速吸入内 部通道4内，流体导入口 1足够大，吸水马达的吸力足够大，显而易见的很容易把流体导入 口 1及附近的流体强烈吸入，在该处形成相对负压区，前端最大正向流体墙阻力大大减小， 四周流体洞形成侧压力紧紧包裹着壳体四周，从头流到尾，所经之处产生很大摩擦力，因为 潜艇很长，在压力很大的深海中，四周紧缠较长的潜艇周围的由侧力产生的流体阻力，甚至 超过前端正向阻力。此时，当流体从压力导入口 7经过扰流板2从压力导出口 501排出， 扰流板2上外表面201为弧形，内表面202为平面，内外表面因流速不同而形成压力差，所 以内表面低流速产生的高压力必然转移到外表面高流速低气压，当流体经过若干扰流板内 表面202，从而使流体通道401内流速慢产生的高气压区，通过压力导入口 7和压力导出口 501大面积向外转移到外表面流速快的低气压区，从而在潜艇四周形成压力差转移区，使侧 力产生的紧裹潜艇四周向内的流体压力减少，摩擦力减少，流体阻力减少。潜艇后部的吸水马达8和其内的加速管工作，强大的吸力把前端流体导入口 1的 正向流体高速吸入，使前方形成相对负压区，然后把吸入的正向流体阻力，经内部通道4 后，统统作为正向流体从喷出口 502、503高速喷出，其中喷出口 503喷出的速度极快的热 流体，由于在水中热分子比冷分子运动速度快，所以产生的推动力也大，吸水马达的喷出口 502喷出的流体围绕在喷出口 503周围，流体洞来封闭流体洞口的流体又不得不围绕在比 它更快的喷出口 502喷出流体周围，三股不同流速的流体分层互相围绕在一起，共同填充 了后部负压区，产生更大的推动力。此时，潜艇前端正向流体通过流体导入口 1强烈吸入，形成相对负压区，阻力减 少，四周侧力产生流体压力通过均布的环形扰流板把高压力转移向外的低压区，此时压力 及摩擦力大大减少，后部负压区大大减少或消失，所以潜艇达到节约能源，提高速度的目 的。传统潜艇在后部设螺旋桨喷水一面在产生推动力的同时，吸水一面也产生后部负 压区，本实施例中吸水马达与前端足够大的导入口相通，在产生推动力的同时，不但不会在 后部形成负压区，反而还在前端导入口附近形成负压区，使正向流体阻力大大减少。在导出口上设的吸水马达也可换成螺旋桨。
扰流板为环形，也可不为环形，把环形扰流板分为多段在壳体上均布，还可用多种 几何形状，每种形状其周围有导入导出口拼成图案，如多个六边形扰流板覆盖潜艇，扰流板 的外表面还可用鱼鳞状的形状覆盖，如实施例2因为鱼鳞形状是最好的减少流体阻力的形 状。可用若干个图案的扰流板覆盖潜艇。由于潜艇承受水压是在壳体3上，所以扰流板不 考虑水压，制作很容易。扰流板可整体覆盖潜艇，也可根据需要部分覆盖，也就部分减少该 处的流体压力和摩擦力。实施例6，如图15-16所示，船体在吃水线301下有外壳和内壳3之间不宽的距离 为流体通道401，外壳左右两侧均布有压力导入口 7，压力导入口 7的形状可为方形、圆形、 环形、菱形、圆孔形、线条型或椭圆形等形状，与流体通道401相通，在部分导入口的进水口 之间有扰流板，它的内表面202 (未画)为平面。外表面201为弧形，内部通道4的后部有 流体导出口 5，其出水面积小于均布在外壳上的压力导入口 7的进水口面积，所以流体通道 401内的流体流速因导入和导出口不对称而放缓。当船快速行驶时，流体洞内流体紧紧缠住船体，在侧力向内压力的作用下，流体从 头流到尾与外壳产生很大摩擦力，此时，各压力导入口 7进入流体通道401内的流体从流体 导出口 5排出，由于导出口小于导入口，流体在流体通道401内的路径小于外壳，所以流速 放缓，流体通道内的流体与其内的内壳和外壳之间有摩擦力，慢于外部大约等同船运动速 度的流体流速，速度慢气压高，速度快气压低，流体通道401的流速慢产生的高压力区必然 通过均布外壳上的各导入口，转移到外壳上的流速快的低压力区，由于均布外壳上的导入 口把高压力区同样均布的向低压力区转移，在船体四周形成压力差转移区，使流体对外壳 及流体通道内形成的压力减少，摩擦力减少，从而使船行驶速度提高，能耗降低。另一实施例，与以上不同是，后部没有流体导出口 5，在吃水线下面侧部，设多个由 扰流板形成的椭圆，每个椭圆形内有多个扰流板，每个扰流板的外表面201为弧形，内表面 202为平面，前边为压力导入口 7，后边为压力导出口 501。实施例7，如图17所示，与实施例6不同是，一种潜艇，潜艇的壳体由外壳和内壳3 之间一定距离为流体通道401环绕四周组成，至少一个条形压力导入口 7设在于外壳上，导 入口其上有通过控制可开、关及角度变化的内表面为平面、外表面为弧面的扰流门702，条 形导入口 7进水口之间为扰流板201，它的外表面201为弧形，内表面为平面，流体通道401 的后部有压力导出口 501，它的出水面积远小于各导入口的总进水面积，其它与传统潜艇一 样。因为有了扰流门702也可不要扰流板201，或只在壳体部分设扰流板201。关闭扰流门 702后，流体通道401可作为蓄水仓，至少可以减少原蓄水仓的面积，节约宝贵的空间。另一实施例，与以上不同是，没有压力导出口 501和压力导入口 7。与实施例2 — 样，外壳为彼此排列鱼鳞面2覆盖潜艇四周，鱼鳞片的外表面201为弧形，内表面202为平 面。内表面202与内壳3之间形成流体通道401，压力导入口 7和压力导出口 501鱼鳞片弧 形四周边缘相互交接处，流体经过时，鱼鳞片上下表面因流速不同而产生压力差，使流体通 道401内低流速高气压区必然转移到上表面的高流速低气压区，从而在潜艇四周形成压力 差转移区使潜艇在深海中四周的流体压力和摩擦力减少。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发 明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技 术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
权利要求
一种航水机动装置，其特征在于，包括外壳和封闭的内壳，所述内壳和外壳之间设有在航行方向上的流体通道，所述外壳设有内外相通的压力导出口，所述流体通道分别与所述外壳上的压力导出口相通，所述外壳外表面在航行方向上的表面路径比所述流体通道内的流体路径长，使经过外壳外表面的所述表面路径的流体流速快于所述流体通道内的流速，将所述流体通道内经过的流速慢产生的高压力区，从所述压力导出口转移到外壳外流速快产生的低压区。
2.根据权利要求1所述的航水机动装置，其特征在于所述外壳为多个平铺的外表面 为弧形内表面为平面的扰流板，包括与流体通道相通的压力导入口，所述压力导入口和压 力导出口处于所述扰流板的一侧，所述扰流板使经过所述表面路径的流体流速快于所述流 体通道内的流速，并且所述扰流板也设有与所述流体通道相通的所述压力导入口。
3.根据权利要求1所述的航水机动装置，其特征在于所述外壳为多个外表面为弧形 内表面为平面的扰流板，包括与流体通道相通的压力导入口，所述多个扰流板自航水机动 装置尾部至头部逐片部分叠置覆盖内壳，相邻叠置的所述扰流板之间为所述压力导入口和 压力导出口。
4.根据权利要求1至3任一项所述的航水机动装置，其特征在于包括内部通道，所述 外壳在航水机动装置头部设有流体导入口，所述的流体导入口进水面积与流体碰撞面同面 积，所述外壳在航水机动装置尾部设有流体导出口，所述内部通道分别与所述外壳上的流 体导入口和流体导出口相通，所述流体导出口设有螺旋桨或吸水马达。
5.根据权利要求4所述的航水机动装置，其特征在于所述吸水马达内包括加速管，所 述的加速管内包括风扇、涡轮和加热器，所述加速管内的风扇把自流体导入口导入吸水马 达内的流体吸入，经所述涡轮加速再经加热器加热后从所述流体到出口喷出。
6.根据权利要求1至3任一项所述的航水机动装置，其特征在于所述外壳对应航水 机动装置尾部的位置设有导流体，所述导流体形状为圆锥形、半圆形、或半椭圆形，所述导 流体在中间设流体导出口，流体导出口内设动力装置。
7.根据权利要求2或3所述的航水机动装置，其特征在于所述压力导入口内设有控 制压力导入口大小或开闭的控制机构，或者所述压力导出口内设有控制压力导出口大小或 开闭的控制机构。
8.根据权利要求2或3所述的航水机动装置，其特征在于所述内部通道位于航水机 动装置吃水线以下部分的中轴位置，航水机动装置的所述外壳和流体通道之间设有多条连 通的通管，所述通管与所述外壳的压力导入口相通。
9.根据权利要求3所述的航水机动装置，其特征在于所述扰流板为鱼鳞状。
10.根据权利要求2或3所述的航水机动装置，其特征在于所述扰流板为环形、三角 形、多边形、矩形或椭圆形，压力导入和导出口在其四周。
全文摘要
本发明公开了一种航水机动装置，包括外壳和封闭的内壳，所述内壳和外壳之间设有在航行方向上的流体通道，所述外壳设有内外相通的压力导入口和压力导出口，所述流体通道分别与所述外壳上的压力导入口和压力导出口相通，所述外壳外表面在航行方向上的表面路径比所述流体通道内的流体路径长，使经过外壳外表面的所述表面路径的流体流速快于所述流体通道内的流速。本发明可以提高航水机动装置的速度，并且节约能源。
文档编号B63H5/00GK101941518SQ20101025087
公开日2011年1月12日 申请日期2010年8月11日 优先权日2010年8月11日
发明者朱晓义 申请人:朱晓义