一种利用近椭圆运动轨迹的桨叶驱动的船机系统
1.所属领域
2.水上、空中运载工具领域。
背景技术：
3.人类追求高速、高效、可靠的运载工具的需求与目标是无止境的，但又不能不受到物理定律、地球环境及认知过程等的影响与限制，客观上不可能，终无法获得，客观可能、实现突破也要有一个探索和认知的过程。在已知的运输工具系统中，水上地效飞机具有更加高速、高效及可高载的明显优势，其也被人们较深刻地探索和尝试了许多，但仍未获得较成功的大量应用，其现实的明显不足是其水面运行的操控可靠性、安全性不足，可靠性、安全性成为限制地效飞机大规模应用的核心瓶颈，要打破可靠性、安全性的瓶颈，需要清晰规律和另辟蹊径。
4.地效飞机可靠性的问题是与其地面效应所带来的独特优势相伴生的，近水面运动可实现的高升阻比也带来了近水面高速、较高速巡航的可靠性与安全问题。新的解决路径应该是由防止水面巡航时被动触水及造成相应的隐患与危险向水面巡航时主动接水、借助水力实现水面高速(较高速)巡航时对整个船机系统的高效推进及可靠与高效的控制。
5.主动接水就是要形成可靠的接水升力、接水动力，以实现对高速巡航船机系统的可靠控制，同时要避免形成新的(或任何)接水阻力，这样的主动接水(推进)过程，依靠传统的螺旋桨、喷水推进、轮式水车乃至履带式水车等推进方式是难以高效地实现的，但从仿生学的角度出发，可以设想水面煽动翅膀或滑翔飞行的大鸟，也可以同时利用其可快速接水后划的脚蹼来实现相应的水面动升力与前进动力，从而可以使其实现更加接近水面的可靠飞行过程。这提醒我们只要能够在水上地效飞机这一人造大鸟之上加设相应的可高速接水后划(同时可空中高效回位)的人造脚蹼驱动系统，则相应的水面高速巡航的操控可靠性问题可得到较好的解决，明确这要的思路后，设计和制造出高效的人造脚蹼驱动系统就成为关键。
6.从最简单的(轮式)水车推进方式看，其上面的桨叶若入水、推水及出水角度适宜的话可以成为所需的高效人造脚蹼，但其明显的或说是致命的缺点是：要实现上述目的必要条件之一是水车的直径要足够大，这对于水面高速巡航的地效飞机而言是无法选择的。
7.若采用履带式水车的方式，其结构的复杂性、可靠性等也是难以适应水面高速、高效、可靠巡航之要求的。
8.水上螺旋桨推进因其难以消除推进器的逆水结构面，必然造成高速船机系统出现陡增的巨大的高速逆水阻力，再加上高速螺旋桨的空蚀现象等，使其难以在地效飞机等更加高速化的船机系统上成功地应用。
9.借鉴赛艇、皮划艇等的人力划桨方式似乎更加简洁和高效，关键是要转化出高效适宜的机械驱动形态。
10.首先，最简单的可以考虑采用倾斜设置的水空两栖螺旋桨的方式——其突出优点是简洁，可适用于更加高速的中小型水上地效飞机之上，其不足在于：一是受桨叶倾斜角度
等的影响、可提供的控制升力的大小会受到较大限制，从而难以实现对较大船机系统的可靠控制。其二、螺旋桨在提供升力及推进力的同时，会伴生向船体两侧拨水、分水的力量，由于桨叶的线速度很高，将不可避免地造成相应的能量损耗与行波阻力效应。其三、其占用的工作空间仍会较大，也会较严重地影响高速巡航船机系统的综合运行效率。
11.其二，可考虑采用相对简单的更易机械控制及驱动的“人造脚蹼”系统，借助其成就高速、高效及可高载的大中型地效飞机等新的水上高速运输系统。
12.发明创造的目的
13.通过采用更加高效的接水推进系统，使高速船舶、地效飞机或及水上飞机等船机系统获得更加高效、可靠、安全的起降、巡航等工作过程，为水上及水空联合运输系统的更加高效化提供可靠的支持。
14.发明创造的内容与有益效果
15.本发明创造的目的是这样实现的：采用结构相对简洁、高效的近椭圆运动轨迹的桨叶驱动系统，使相应水上船机系统、特别是高速船机系统的推进和操控性能明显提升。
16.所述近椭圆运动轨迹的桨叶驱动系统，可由其下部做近椭圆运动的桨臂结构、处于桨臂结构上端的桨臂往返运动控轨结构系统，处于桨臂结构中或中上部的桨臂圆周循环运动控制结构系统，直接或间接地设置于桨臂结构下部的近椭圆运动桨叶结构或浮脚结构或桨叶与浮脚的组合结构等组成。
17.使桨叶等结构相对于船体做近椭圆轨迹的运动的实现方式与工作原理为：在桨臂往返运动控轨结构系统的支持下，使桨臂结构上部的一点做直线或曲线形式的往返运动，在做圆周运动的曲柄或偏心轴承等结构系统——在桨臂圆周循环运动控制结构系统的支持下，使桨臂结构中部或中上部的一点做圆周运动。通过上述的结构设置与相应运动控制过程，可使直接或间接地设置于桨臂结构下部的近椭圆运动桨叶结构或浮脚结构或桨叶与浮脚的组合结构做可实现高效接水驱动的近椭圆轨迹的运动，所述近椭圆轨迹的长轴沿水平方向延展。
18.较具体而言：工作过程中，桨叶等结构相对于船体做近椭圆轨迹的运动，所述近椭圆运动轨迹的长轴处于近水平方向之上，或完全水平或形成小的水平倾角，以适宜的向后推水和向下压水的角度(向后和向下击水角度)接水的桨叶结构在水中/触水完成较长行程的驱动过程后，以适宜的向后推水/击水的角度出水/离水，再通过空中回桨过程，为下一次的接水驱动做好准备。
19.在船机系统主机体结构横向中间位置上设置近椭圆运动轨迹的桨叶驱动系统或在船机系统主机体结构的两侧左右完全对称地设置两套或多套近椭圆运动轨迹的桨叶驱动系统或在同一船机系统之上同时设置处于上述主机体结构中间位置及两侧位置的多套近椭圆运动桨叶驱动系统。
20.在相应(高速)船机系统主机体结构的两侧左右完全对称地设置两套或多套近椭圆运动轨迹的桨叶驱动系统，并使其与相应的其它结构系统形成适宜的配合关系及相对位置关系，更具普遍意义。
21.在相应(高速)船机系统的后部等的中间位置等适宜空间处设置独立的近椭圆运动桨叶驱动系统，并使其与相应的其它结构系统形成适宜的配合关系及相对位置关系。在(高速)船机系统后部中间等位置处设置的独立的近椭圆运动桨叶驱动系统所可以提供的“击水升力”、“击水推进力”可更加有力地确保整个(高速)船机系统行驶过程中的纵向平衡与稳定，并可通过对船机系统纵向倾角的控制间接地使可设于主机体结构两侧的左右完全对称的近椭圆运动的“主力桨叶驱动系统”始终处于高效的工作角度状态。
22.由于在接水、接水驱动、离水的整个过程中，桨叶结构及整个推进系统只形成向下和向后的击水力量——触水力量，故其在整个过程中不对船机系统形成接水阻力，当船机系统同时依靠船体或及空中机翼实现的气动升力(气垫升力)支撑前进时，前进方向上的水阻力为零，故可以实现采用近椭圆运动轨迹的桨叶驱动的船机系统在水面的高速、超高速巡航过程。同时，利用可相对强大及主动、灵活、可靠的桨叶击水升力和击水推进力，可实现对高速、超高速巡航的地效飞机等船机系统的可靠操控，从而打破其操控性能不(够)可靠的瓶颈，推动其实现大规模的安全应用。
23.近椭圆运动轨迹的桨叶驱动系统还可以使地效飞行器、水上飞机等更迅速地获得离水起飞的速度，因为在低速甚至是静止的状态(如虽然桨叶触水工作，但被反向绳索牵引无法前进的状态)，利用桨叶结构的高速击水时的反作用力，可以实现整个船机系统重心的快速、较快速地上升，并使整个船体部分、大部甚至是全面地脱离水体，从而可实现较小阻力情况下的快速加速及快速获得离水飞行速度的过程，由此，可实现更短水面条件下的更快速、更高效的起飞过程。
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25.通过采用可更好地减小波浪等的不利影响的近椭圆运动桨叶驱动系统，加上对主机转速等的高效调控等，可使近椭圆运动的桨叶驱动系统在较大的波浪等环境中，仍能够提供可靠、灵活及相对稳定的“击水升力”、“击水推进力”，同时也使波浪等的不利影响降至可接受程度，从而使相应的地效飞机等高速船机系统能够在较大波浪等环境中仍能实现可靠的高速巡航等过程。
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27.本发明涉及的部分相关内容，还包括：
28.一、可实现高效、高速、安全、可靠的近椭圆运动桨叶驱动系统及联动桨叶结构系统。
29.二、可利用近椭圆运动桨叶驱动系统设计和制造推进效率和推进效能更高的船机系统。
30.三、可利用近椭圆运动桨叶驱动系统不形成接水阻力的特点，设计和制造更加高速和高效的以气动升力支撑的高速船机系统。
31.四、可设计和制造操控性能更佳、更安全可靠的地效飞机等高速船机系统。
32.———主动接水驱动及操控的地效飞机、地效飞行器等高速船机系统。
33.五、桨叶结构的接水、划水角度的优化与可调节。
34.六、含人力驱动的近椭圆运动桨叶结构/驱动系统的舟船。
附图说明
35.对附图1——14说明如下：
36.附图1a、1b分别为船体左右两侧各设有一套近椭圆运动轨迹的桨叶驱动系统，以及含有多个桨位循环工作情况的船机系统的主视图与前视图。
37.附图2展示的是设在船体侧面的含导轨式往返运动控轨结构系统的近椭圆运动轨迹的桨叶驱动系统的视图情况。
38.附图3展示的是设在船体侧面的含导轮式往返运动控轨结构系统及偏心轴承系统的近椭圆运动轨迹的桨叶驱动系统的视图情况。
39.附图4a、4b、4c分别为船体左右两侧各设有一套近椭圆运动轨迹的联合浮脚结构系统及联动桨叶驱动系统的船机系统的主视图、俯视图、前视图。
40.附图5a、5b分别为含有多个桨位循环工作情况，且彼此间的工作角度相差180度的两套近椭圆运动轨迹的联动桨叶驱动系统的主视图与前视图。
41.附图6a、6b分别为船体左右两侧均设有彼此间的工作角度相差180度的两套近椭圆运动轨迹的联动桨叶驱动系统的船机系统的主视图与前视图。
42.附图7展示的是设在船体侧面的由一套其下端做近椭圆轨迹运动的桨臂结构驱动的联动桨叶驱动系统的视图情况。
43.附图8a、8b分别为船体左右两侧各设有一套近椭圆运动轨迹的联动桨叶驱动系统，以及含有多个桨位循环工作情况的地效飞机等船机系统的主视图与前视图。
44.附图9a、9b、9c分别为船体左右两侧各设有一套近椭圆运动轨迹的联动桨叶驱动系统的地效飞机等船机系统的主视图、俯视图、前视图。
45.附图10展示的是桨叶驱动系统——桨叶结构等的接水、划水角度可倾斜设置或及可调节化设置的地效船机系统的视图情况。
46.附图11、12展示的均是设有椭圆运动脚踏摆臂结构系统的人力驱动的舟船的视图情况，其中，附图11之中的桨臂结构的上部或中部直接设有驱动把手结构；附图12之中同时设有(可与椭圆运动脚踏摆臂结构系统之间形成相差180的驱动关系的)手动曲柄结构系统。
47.附图13展示的是椭圆运动脚踏摆臂结构与桨叶联动骨架结构相互整合，即可直接在桨叶联动骨架结构之上设置脚踏板结构(43)的人力驱动的舟船的视图情况。
48.附图14展示的是在相应的曲柄结构或桨臂结构之上直接设置相应脚踏结构的人力驱动的舟船的视图情况。
具体实施方式
49.一、可实现高效、高速、安全、可靠的近椭圆运动轨迹的桨叶等驱动系统的基本结构与工作原理
50.(一)、近椭圆运动轨迹的高效驱动系统的最基本结构与工作原理
51.近椭圆运动轨迹的桨叶驱动系统可由其下端做近椭圆运动的桨臂结构1、处于桨臂结构1上端的桨臂往返运动控轨结构系统，处于桨臂结构中上部的桨臂圆周循环运动结构系统，处于桨臂结构1下部的椭圆运动桨叶结构系统或浮脚结构系统或桨叶与浮脚的组合结构系统等组成。
52.桨臂往返运动控轨结构系统可包括摆臂式或导轨式或导轮式等多种结构形式
53.摆臂式桨臂往返运动控轨结构系统可由相应的桨臂摆杆结构3、桨臂摆杆内枢轴结构4、桨臂摆杆外枢轴结构5、桨臂摆杆支架结构6等组成。桨臂摆杆结构3的外侧通过桨臂摆杆外枢轴结构5与桨臂结构1的上部相互枢接，桨臂摆杆结构3的内侧通过桨臂摆杆内枢
轴结构4与桨臂摆杆支架结构6相枢接，桨臂摆杆支架结构6直接或间接地固定于船体2的相应骨架结构之上。(可如附图1等中所示的情况。)
54.导轨式桨臂往返运动控轨结构系统可由相应的桨臂导轨结构7、桨臂导轨导轮结构8、桨臂导轨导轮连板结构9、桨臂——导轨导轮连板枢轴结构10等组成。与桨臂导轨结构7相互衔接及配合的三个或更多个桨臂导轨导轮结构8设置于桨臂导轨导轮连板结构9之上，桨臂导轨导轮连板结构9通过桨臂——导轨导轮连板枢轴结构10与桨臂结构1的上部相互枢接，桨臂导轨结构7直接或间接地设置于船体2的相应骨架结构之上。(可如附图2中所示的情况)。
55.导轮式桨臂往返运动控轨结构系统可由相应的桨臂(直接)控制导轮结构11、桨臂控制导轮连板结构12、桨臂控制导轮连板支架结构13、支架——桨臂控制导轮连板枢轴结构14等组成。与桨臂结构上部直接衔接及配合的三个或更多个桨臂控制导轮结构11设置于桨臂控制导轮连板结构12之上，桨臂控制导轮连板结构12通过支架——桨臂控制导轮连板枢轴结构14与桨臂控制导轮连板支架结构13相枢接，桨臂控制导轮连板支架结构13直接或间接地设置于船体2的相应骨架结构之上。(可如附图3中所示的情况)。
56.桨臂圆周循环运动结构系统可分为曲柄(曲轴)式或偏心轴承式或等结构形式
57.曲柄式(桨臂)圆周循环运动结构系统可由相应的曲柄结构15、曲柄中轴结构16曲柄中轴轴座结构17、曲柄中轴轴座支架结构18、曲柄外侧枢轴结构19等组成。(可如附图1、2等中所示的情况。)
58.曲柄结构15的一端固结在曲柄中轴结构16之上，曲柄中轴结构16枢接在曲柄中轴轴座结构17之上，曲柄中轴轴座结构17设置在曲柄中轴轴座支架结构18、曲柄中轴轴座支架结构18固定于船体2的相应骨架结构之上。
59.桨臂结构1的上中部通过曲柄外侧枢轴结构19与曲柄结构15相枢接，相应枢接点的运动轨迹被整个曲柄式圆周循环运动结构系统所控制。
60.电力或其它机械动力乃至人力可通过曲柄式(桨臂)圆周循环运动结构系统直接或间接地传到曲柄中轴结构16、曲柄结构15、桨臂结构1、桨叶结构等结构之上。
61.偏心轴承式(桨臂)圆周循环运动结构系统可由相应的偏心轴承内圈结构20、偏心轴承外圈结构21、偏心轴承内圈中轴结构22、偏心轴承内圈中轴轴座结构23、偏心轴承内圈中轴轴座支架结构24、桨臂——偏心轴承外圈枢轴结构25等组成。(可如附图3中所示的情况)。
62.偏心轴承内圈结构20固结于偏心轴承内圈中轴结构22之上，偏心轴承内圈中轴结构22枢接在偏心轴承内圈中轴轴座结构23之上，偏心轴承内圈中轴轴座结构23设置在偏心轴承内圈中轴轴座支架结构24之上，偏心轴承内圈中轴轴座支架结构24固定于船体2的相应骨架结构之上。
63.椭圆运动的桨臂结构1的上中部通过桨臂——偏心轴承外圈枢轴结构25与偏心轴承外圈结构21相互枢接联动，相应枢接点的运动轨迹被整个偏心轴承式圆周循环运动结构系统所控制。
64.电力或其它机械动力乃至人力可通过偏心轴承式(桨臂)圆周循环运动结构系统的直接或间接地传到偏心轴承内圈中轴结构22、偏心轴承内、外圈结构20、21、桨臂结构1、桨叶结构等结构之上。
65.在船机系统启动及航行过程中，处于桨臂结构1下部的椭圆运动桨叶结构26或浮脚结构27或桨叶与浮脚的组合结构等结构系统在桨臂结构1的带动下，做可实现高效驱船前进的近椭圆轨迹的运动——即可以以更加适宜的出入水角度确保高效“击水推进”，同时避免向前及向上推水、提水，同时实现可更高效化的水下更长击水行程的推进过程。
66.(二)、可实现更加高效化的联动桨叶结构系统。
67.为进一步提高近椭圆运动桨叶结构系统的工作效率，可设计和制造可使多桨叶高效联动的联动桨叶结构系统。
68.联动桨叶结构系统的较具体结构情况之一可以为：
69.在船体两侧或其它适宜位置上，沿前后方向相互对称地布设两套或多套其下部做近椭圆运动的桨臂结构2，同时使它们的下端均与相应的桨叶联动骨架结构28或联合浮脚结构29等相互枢接，从而可带动桨叶联动骨架结构28或联合浮脚结构29做可实现高效驱动的近椭圆轨迹的运动。
70.在桨叶联动骨架结构28或及联合浮脚结构29之上可同时设置至少两个角度固定或角度可调节的近椭圆运动联动桨叶结构30，如此可明显地增加椭圆运动桨叶结构总的击水(推水)面积，使相应的后退联动水体的总表面面积、总水体体积及质量明显增加，由此可大大降低后退联动水体的后退速度，这一速度的降低可以使在向船体提供相同推进力、相同推进冲量的情况下，大大降低整个后退联动水体的动能，(其也源于主机功率的消耗)，从而大大提升整个推进系统的推进效率。并且，使这种推进效率的大大提升在抵消掉因整个椭圆运动的桨臂结构系统质量等的增加所形成的不利影响后仍可以是明显的。(可如附图4、5、6等中所示的情况)。
71.联动桨叶结构系统的较具体结构情况之二为：
72.在一些情况下，可以考虑采用一种相对更加简捷的结构设置方式，即在船体两侧或其它适宜位置上设置相应形式的桨叶联动骨架结构28或联合浮脚结构29，同时使桨叶联动骨架结构28或联合浮脚结构29的一端与相应桨臂结构2做近椭圆运动的下端(下部)相互枢接，另一端与相应的做往返运动的摆杆结构相互枢接，或者通过桨叶联动骨架导轮结构31与桨叶联动骨架导轨结构32相配合并被桨叶联动骨架导轨结构32所控制。在桨叶联动骨架结构28或联合浮脚结构29靠近其与桨臂结构2下端相枢接的部分上设置近椭圆运动联动桨叶结构30。(可如附图7中所示的情况)。
73.根据需要，联动桨叶结构30的前面可设计成低阻力的流线体等形式，以大大减小其在空中高速回桨过程中所形成的气动阻力。
74.二、可利用近椭圆运动桨叶驱动系统设计和制造推进效率和推进效能更高的船机系统
75.一方面，现有的螺旋桨、喷水推进、轮式水车等的推进效率较低，履带式水车的推进效率相对较高，但结构过于复杂，也难以适应高速化的工作状态，近椭圆运动桨叶驱动系统具有推进效率高、结构较简单、可高速化的综合优势，其可以使相应船机系统的推进效率等获得大的提升。
76.另一方面，利用可设于船体两侧或其它适宜位置之上的前述的多套联合浮脚结构29等结构系统，可使一些较小型化的整个船机系统在巡航时始终处于多个交替接水工作但均不形成接水前进阻力的联合浮脚结构29的交替支撑的状态之下，从而使整个船机系统在
前进过程中也不形成接水前进阻力，这可以形成一种新的可更加高速和高效化的推进方式与船机系统。
77.触水工作的联合浮脚结构29可提供相应的击水升力、接水推进力或及水体压差浮力等，在相应的联合浮脚结构29之上可加设联动桨叶结构30，以形成更大的接水推进动力。
78.三、可利用近椭圆运动桨叶驱动系统不形成接水阻力等特点，设计和制造更加高速和高效的以气动升力支撑的高速船机系统
79.在现有的一些同时利用气动升力实现高速巡航的船机系统中，采用了利用两侧窄薄船体或专用的薄板形式的封闭侧壁结构对气动升力空间进行封闭的设置方式，这种设置方式在形成相应的优势的同时，也不可避免地带来相应的接水阻力，这种接水阻力会从根本上限制船速的进一步提升，同时伴生大的主机功耗，由此限制了相应船机系统的进一步高速化。
80.可利用近椭圆运动桨叶结构系统在触水工作时可不形成接水阻力的特殊优势，设计和制造更加高速和高效的船机系统。
81.可使设于船体两侧的桨叶联动骨架结构28同时承担船体气动升力空间的两侧的封闭侧板的作用——既以可设计成为纵向薄板形式的主动触水驱动的桨叶联动骨架结构28同时承担从两侧封闭气动升力空间的作用，其可以在提升气动升力的同时基本不形成乃至完全不形成任何触水阻力，从而可在可实现进一步的高速化的同时提升整个船机系统的的推进效率及乘载效能，明显提升高速船机系统的综合优势。
82.更具体而言：在船体的两侧均设置可使工作角度相差180度的两套薄板等形式的桨叶联动骨架结构28或者在船体的两侧均设置可使工作角度相差120度的三套薄板等形式的桨叶联动骨架结构28在带动联动桨叶结构交替升落进退拨水推进的过程中，以尽可能小的“薄板侧向间隙”——薄板形式的桨叶联动骨架结构之间的间隙共同承担在船体侧向封闭可形成冲压升力的相对高压的空气的作用。
83.为确保尽可能小的“薄板侧向间隙”，设于桨叶联动骨架结构28之上的联动桨叶结构30可采用非对称的设置于桨叶联动骨架结构28之一侧等设置方式。(可如附图6中所示的情况)。
84.四、可设计和制造操控性能更佳、更安全可靠的地效飞机等高速船机系统
85.———主动接水驱动及操控的地效飞机——地效飞行器等高速船机系统
86.在地效飞行器等高速船机系统上使用近椭圆运动桨叶驱动系统的优势和意义更加重大。
87.首先，由于高速情况下极明显的接水阻力及空蚀等现象，使得水下或半潜式螺旋桨乃至喷水推进等推进方式无法或难以用于地效飞行器等高速船机系统之上。
88.其二、地效飞行器等高速船机系统的安全巡航速度明显低于飞机等纯空中飞行器的飞行速度，而在亚音速等情况下空气螺旋桨的推进效率与飞行速度成正比，较低的巡航速度使空气螺旋桨的推进效率明显降低。
89.——其原因在于；在经历相同的飞行距离与相同的飞行气动条件及环境的情况下，若飞行阻力也相同，但低速长耗时过程要比高速低耗时过程消耗更多推进冲量，(冲量＝力*时间＝质量*速度的变化量)，也将形成更多的空气后退动量及动能的损耗。
90.当地效飞行器采用二、三百公里的安全时速在水面巡航时，其空中螺旋桨的推进
效率将大打折扣，而此时若采用密度是环境大气质量的近800倍以上的水介质代替空气介质作为前进动力及冲量的提供者，则在推动地效飞行器前进的动力、冲量及介质后退动量消耗相同的情况下，高密度高质量水介质的后退动能损耗会大大地低于低密度低质量空气介质的后退动能损耗。这为在地效飞行器等之上采用可实现更加高效及安全的“击水推进”的推进方式，并使其局部乃至全面代替空气螺旋桨的推进提供了根本性支持。
91.由于地效飞行器相较于一般由水下螺旋桨推进的水上船舶，具有极其显著地前进阻力小、巡航速度快、耗时小的优势，其相对的推进动力、总冲量及反向运动介质的总动量(两者数值相同、方向相反)、总动能的总消耗亦将明显减小。
92.在地效飞行器上采用更加安全的近椭圆运动桨叶驱动系统的“击水推进”的推进方式，相应的推进效率将会十分明显地大于传统的水下螺旋桨等的推进效率，由此亦会形成在抵消掉因采用其所带来的质量增加等不利因素后，仍可确保整个地效飞行器在实现了更加安全巡航的同时，新的推进方式仍会提供明显高的综合效能优势。当然也可通过高强度比等材料的使用进一步提高地效飞行器等的综合性能。
93.(以相应的数字进行说明：现有的船用螺旋桨等的推进效率在60％左右，若使近椭圆运动的桨叶结构系统的推进效率提升到76％左右，同时其也使船体的总质量提高了8％左右，那可以实现的净综合效率增量也可以达到近8％左右，而这样的效率增量是极有价值和意义的。)
94.其三、水面地效飞机最明显不足是其水面运行的操控可靠性、安全性不佳，可靠性、安全性成为限制地效飞机大规模应用的核心瓶颈。可实现高效的主动接水驱动及操控的近椭圆运动桨叶驱动系统可以较好地解决水面地效飞机——地效飞行器等高速巡航时的上述核心问题。
95.利用近椭圆运动桨叶驱动系统实现高速巡航等过程中的高效的主动接水，就是要借助水力形成可靠且相对强大的接水升力、接水动力，同时避免形成接水阻力，以实现对高速巡航船机系统的高效推进与可靠控制。
96.可参考附图8、9等中所示的情况：
97.在地效飞机等高速船机系统主机体结构33的两侧左右完全对称地设置相应的近椭圆运动桨叶驱动系统，并使其与相应的机翼结构34等形成适宜的配合关系及相对位置关系。
98.根据需要，也可考虑在高速船机系统的后部等的中间位置等适宜空间处设置独立的近椭圆运动桨叶驱动系统，并使其与相应的尾翼结构35等形成适宜的配合关系及相对位置关系。高速船机系统的后部中间等位置处设置的独立的近椭圆运动桨叶驱动系统所可以提供的“击水升力”、“击水推进力”可更加有力地确保整个船机系统高速运行时的纵向平衡与稳定，并可通过对船机系统纵向倾角的控制间接地使可设于主机体结构33两侧的左右完全对称的近椭圆运动的“主力桨叶驱动系统”始终处于高效的工作角度的状态。
99.在地效飞机等高速船机系统的起步阶段，由于船机系统相对于水体的前进速度低、吃水深度大，桨叶结构将可具有更高的击水速度和更大的接水深度，从而可形成更强大的“击水升力”与“击水推进力”。
100.强大、较强大的击水升力将可以使起步阶段的整个船机系统快速地由依靠相应船体、机体的浮力支撑阶段向“击水升力”等的支撑阶段转变，整个船机系统的重心亦将会较
迅速地抬升，接水面积会较快速地减小，前进的水体阻力快速地降低。
101.同时，强大、较强大的“击水推进力”，亦将使水体阻力较快速地降低的整个船机系统更快地加速、并使可同时设置的机翼系统所提供的升力快速地同步增加。
102.当整个船机系统除去接水桨叶之外完全与水体脱离接触后，整个船机系统可处于高速的巡航状态，此时机翼系统可提供大部分乃至绝大部分的巡航升力，由于船机系统的航速高，桨叶结构的最大击水速度等会明显降低，(可降低至与巡航状态对应的适宜的数值区间)，同时，船机系统的重心提高，桨叶结构的接水深度亦将明显减小，可形成的“击水升力”和“击水推进力”都会明显减小，但此时，船机系统的前进阻力也只有空气阻力，一般也不需要非常快速的加速等过程，故相应的“击水推进力”一般可以满足需要。
103.若由于复杂的气流等原因造成一侧或两侧机翼的升力陡然降低、相应的机体部分较快速地下沉，则相应桨叶结构的接水深度会同步地快速增加，即使桨叶结构的击水速度变化不大，亦将可因接水深度的增加而形成明显增大的“击水升力”和“击水推力”，从而恢复整个船机系统的总升力，同时快速地克服因船机系统下沉可能形成一定的接水阻力。进一步，可通过适当提高主机的转速及桨叶的击水速度等，使可形成的“击水升力”和“击水推力”进一步地快速地得到必要的提升，从而迅速地使整个船机系统全面地恢复到正常的高速或较高的巡航状态。(——主动高效接水驱动的近椭圆运动桨叶驱动系统可较好地独立地应对和解决地效飞机等在巡航等状态下突然失速等重大问题。)。
104.(在一些船机系统的高速、较高速的巡航过程中，若需要提供更加快速的加速等过程，可通过设置相应的空气螺旋桨等方式来实现，故在本发明所涉及的新的地效飞行器等高速船机系统之上既可不采用任何空气螺旋桨，也可根据需要同时设置相应的空气螺旋桨推进系统。)
105.——当需要降低整个船机系统的巡航速度或使其恢复到高浮力的行驶状态乃至停泊状态时，可相应地降低主机的转速以及桨叶结构的击水速度，从而降低相应的“击水升力”和“击水推进力”，在空气阻力或及船体接水阻力等的联合作用下，整个船机系统可相应地降低巡航速度或较快速地进入到非巡航的低速行驶状态。此时，整个船机系统更大地依赖浮力的支撑状态，重心会明显降低，桨叶结构的接水深度也会明显增加，控船(快速)转向等的力量与能力也会明显增加。再加上船体低速时，桨叶结构可获得更高的击水速度，故可以更加充分地确保整个船机系统在低速状态时可拥有更加优良的操控性能，这使其对港口等复杂水域的适应能力，紧急应变等能力均可满足需要。
106.一若地效飞行器、水上飞机等在处于减速、停车/降落过程时，需要实现更强和更加主动及安全的滞停力量，也可考虑采用使桨叶结构反向击水，并相应地调整好桨叶结构的出入水角度等措施，使桨叶结构处于倒车工作的状态，从而实现快速减速、快速滞停水上飞机等船机系统的过程，也使水上飞机的降落行程、降落水道的长度大大缩短。——实现上述倒车工作的过程，也将使地效飞机等相应船机系统的机动性能、港口等航道的适应能力更进一步地得到大的提升。
107.——当近椭圆运动轨迹的桨臂——桨叶驱动系统，只用于上述水上飞机、地效飞行器等的起降等过程时，可使其拥有相对更高的击水推进速度和相对更小的结构尺寸与结构质量，从而使其在可提供所需的强大击水升力(——桨叶击水、桨叶浮脚击水等形成的升力)、击水推进力的同时，可更方便地应用于水上飞机等船机系统之上。
108.——当近椭圆运动轨迹的桨臂——桨叶驱动系统，同时用于高速船舶、地效飞机乃至一些水上飞机等船机系统的水面巡航等过程时，可综合考虑起飞、加速及巡航等过程对动力性能的不同要求，以及巡航状态推进效率等重要因素的影响力与决定力，确定更加适宜的桨叶击水速度区间、桨叶等的结构尺寸与结构质量，以形成更加的综合的优势。
109.——在内河、江湖等狭窄水域运行的一般高速船机系统或完全不设置机翼系统、或水面机翼的翼展小，加上巡航速度相对小等原因，完全不能或无法提供强大的翼展升力，此时只能利用浮力、“封闭、半封闭的气动升力”以及桨叶的击水升力与击水推进力，由于上述情况中，桨叶的击水升力与击水推进力可以通过主动而迅速地改变桨叶的积水速度、击水角度等，来实现强大的主动调控过程，故其综合影响力更加重要，
110.可使相应船机系统在巡航过程中，击水升力的占比相对大一些，以进一步提升整个船机系统的乘载能力、机动能力和安全性能。
111.——通过采用可更好地减小波浪等的不利影响的近椭圆运动桨叶驱动系统，加上对主机转速等的高效调控等，可使近椭圆运动的桨叶驱动系统在较大的波浪等环境中，仍能够提供可靠、灵活及相对稳定的“击水升力”、“击水推进力”，同时也使波浪等的不利影响降至可接受程度，从而使相应的地效飞机等高速船机系统能够在较大波浪等环境中仍能实现可靠的高速巡航等过程。
112.近椭圆运动桨叶驱动系统可以成为水上地效飞机等这一人造大鸟的可高速接水后划以实现垫升、助推及控制飞行(同时可空中高效回位、回桨)的人造高速、超高速脚蹼驱动系统。
113.可以设想：排水量在数十吨、数百吨乃至超千吨，时速为超百公里、二、三百公里乃至更高的水面机动性能及安全巡航性能优良的新的地效飞行器等水面高速运载工具，将推动水上、特别海洋运输领域实现一次新的革命性进步与跃升。
114.五、桨叶结构的接水、划水角度的优化与可调节
115.可使近椭圆运动轨迹的桨叶驱动系统——桨叶结构26)处于与船体的水平甲板结构35相垂直的竖直工作平面/竖直工作空间之上，或使近椭圆运动轨迹的桨叶驱动系统——桨叶结构26处于与船体的水平甲板结构35非垂直的倾斜工作平面/倾斜工作空间之上，或进一步使近椭圆运动轨迹的桨叶驱动系统——桨叶结构26与船体的水平甲板结构35之间的工作角度可调节，以在提高推进效率的同时也使整个船机系统的结构更加紧凑。
116.具体的结构方面可以为：可使桨臂摆杆支架结构6与船体的水平甲板结构35之间采用相垂直或非垂直的角度设置关系或采用角度可调节的设置方式。(可如附图10中所示的情况)。
117.当采用角度可调节的设置方式时，桨臂摆杆支架结构6可通过桨臂摆杆支架枢轴结构36与桨臂摆杆支架船体骨架结构37相互枢接，同时设置相应的角度调节锁控结构系统。(可如附图10中所示的情况)。
118.上述桨叶结构的接水、划水角度可多样化与可调节化的结构设置方式，一方面可方便地适应船机系统吃水深度或航行高度经常变化的需要，另一反面也可更好地适应相应地设有地效机翼等结构的地效船机系统高速航行的需要。
119.六、含人力驱动的近椭圆运动桨叶结构/驱动系统的舟船
120.近椭圆运动桨叶驱动系统的动力也可部分或全部来源于人力，从而形成含有由人
力驱动的近椭圆运动桨叶驱动系统的舟船，其可以为单一的人力驱动形式，或者为人力与电机或人力与热机联合驱动的形式。
121.将人力转变为桨叶驱动力的路径与方式可多种多样，具体可采用的方式可以为：
122.1、设置椭圆运动脚踏摆臂结构38，椭圆运动脚踏摆臂结构38一端与桨臂结构1的下部或中部相枢接，椭圆运动脚踏摆臂结构38的另一端与椭圆运动脚踏摆臂往返摆杆结构39的一端相枢接，椭圆运动脚踏摆臂往返摆杆结构39的另一端与脚踏摆臂往返摆杆支架结构40相枢接；或者在椭圆运动脚踏摆臂结构38的另一端设置椭圆运动脚踏摆臂往返导轮结构41，椭圆运动脚踏摆臂往返导轮结构41在脚踏摆臂往返导轨结构42之上往返运动。(可如附图11、12中所示的情况)
123.在椭圆运动脚踏摆臂结构38之上设置脚踏板结构43，使用者可采用类似(脚踏)健身椭圆机的运动方式，通过踩踏脚踏板结构43、脚踏摆臂结构38带动桨臂结构1及桨臂结构1下部的近椭圆运动桨叶结构26或浮脚结构或桨叶与浮脚的组合结构驱船前进。
124.根据需要，可进一步考虑在桨臂结构1的上部或中部直接设置驱动把手结构44，人的手臂动力直接通过驱动把手结构44传递给桨臂结构1驱船前进。(可如附图11中所示的情况)。
125.或者进一步设置可与脚踏板结构43、椭圆运动脚踏摆臂结构38形成反向交叉用力关系的手动驱动曲柄结构45、手动驱动曲柄把手结构46——其实现方式可以是：通过相应的同步皮带、同步皮带轮或链条、链轮等传递系统，使手动驱动曲柄结构45与(曲柄式的桨臂圆周循环运动控制结构系统的)曲柄结构15之间相互联动，且使手动驱动曲柄结构45与曲柄结构15的联动角度关系相差180度。(可如附图12中所示的情况)。
126.根据需要，椭圆运动脚踏摆臂结构38也可与桨叶联动骨架结构28或浮脚结构或联合浮脚结构29相互整合，即可直接在桨叶联动骨架结构28或浮脚结构或联合浮脚结构29之上设置脚踏板结构43，从而使它们直接发挥椭圆运动脚踏摆臂结构38的作用。(可如附图13中所示的情况)。
127.2、实现人力驱动的结构方式还可以为：在曲柄结构15之上直接设置曲柄脚踏结构47，必要时同时设置曲柄脚踏鞍座结构48；或者在桨臂结构1之上直接设置桨臂脚踏结构49，必要时同时设置桨臂脚踏鞍座结构50。(可如附图14中所示的情况)。
128.3、实现人力驱动的结构方式还可以为：在适宜的空间位置之上，设置手动或脚踏或手脚联动的曲柄驱动结构系统，并通过其将手或脚或手脚联合驱动的动力传递给桨臂圆周循环运动控制结构系统的曲柄中轴结构16等，由此带动桨臂结构1及桨臂结构1下部的近椭圆运动桨叶结构26或浮脚结构或桨叶与浮脚的组合结构驱船前进。