专利名称：具有延伸船头和可控气垫的船体的制作方法
技术领域：
本发明涉及至少部分由增压气垫支承的海面船只，其中增压气体主要是由人工装置输送至气垫。增压气体至少部分地受到船体下面形成的凹槽的限制，船体上的具体改进涉及到有助于在有风浪的海面上抬起船头的向前延伸的船头件，可以调整和控制凹槽气垫的高度可调的船尾密封件部分以及大大增加挠性密封寿命的挠性密封接头调整件。
本发明是对本申请人在一般称为“气垫船船体”领域的以前的几项发明的改进。所有这些发明都要求在船体下面凹槽中引入增压气体以便提高船速和运载能力，这是由于增加了效率，提供了优越的行驶质量以及更佳的稳定性的结果。
在本申请人以前的美国专利4，392，445和4，587，918号中较详细地讨论了本发明的现有技术。
本发明不仅具有如上述两美国专利中所述的各种优点，而且稳定性、行驶质量、性能以及挠性密封性能和寿命都有改善。
本说明书有如下附图
图1是本发明船体的部分剖开的顶视图，图中画出了典型的发动机和推进器，图示实施例中的表面螺旋桨传动装置，双轮鼓风机的安装情况和细节，包括鼓风机的驱动发动机和向挠性密封后侧排风的排风管，分离式的两个鼓风轮的使用使得船体下面可以有分离式的和独立的气垫，这十分有利。
图2是本发明推荐实施例的轮廓图，图中画出标准船体侧面前部的波浪冲击消除孔。尽管在气垫前部具有挠性密封，图示船体看起来很象标准的高速单船体，十分美观，这是本发明的首要目的。
图3是本发明推荐实施例的底视图。图中示出一个从挠性密封件向前伸出的船头，因此当遇大浪，特别是巨浪时有助于前部船头的抬起，图中还画出了船体侧面的波浪冲击消除孔。请注意，基本平行的中央分隔板实际是前方船头的延伸，在船尾穿过挠性密封件。图中也画出了气垫前部的挠性密封以及气垫后部密封的可调节部分。
图4是图3的4-4截面图，图中示出了挠性密封件安装细节，处于闭合位置的密封拆卸开口，一个鼓风机排风阀以及一个船尾密封件可调部分的操纵细节。
图5是图3的5-5截面图，图中示出鼓风机，推进器及其发动机装置的细节。
图6是图3的6-6船头截面图。图中画出船体的正前面，包括波浪冲击消除孔的船体侧面以及挠性密封。
图7是图3的7-7截面图。图中画出了船体侧面的波浪冲击消除孔。
图8是图3的8-8截面图。图中画出了挠性密封件的两侧面基本平行的隔板，它从前方船头向后延伸，隔板基本平行的两侧面不阻碍相邻挠性密封件的运动。
图9是图3的9-9截面图。图中所示的双倒V形是最理想的变型。
图10是图3的10-10截面图。图中画出了可调整的后密封件的前部。请注意在这个截面图上可调整的后密封件基本是平的，最好可以使用恰好位于这个截面前方的水平铰链。
图11是图4的11-11截面图，图中示出驱动器和典型的可调后密封件的形状。请注意，虽然左舷密封件画成倒V形，而右舷密封件为V形，但这只是为了便于说明，在实际装置中左、右舷密封件一般是一样的。
图12是图4的12-12截面图，图中示出鼓风机排风管的顶部(包括鼓风机安装法兰)以及四个独立密封件的顶部。
图13是典型挠性密封件的立体图。图中画出一个密封顶盖，密封的装配侧缘，以及在密封下部的，一般为刚性或半刚性的密封安装件。此密封安装件可以包括一个定位销，它延伸入相邻密封件的安装件。
图14是两个挠性密封件的前视图，处于准备安装的状态。图中一个密封件局部剖开。一定位销从左侧密封件伸入右侧密封件。由于在两密封件之间需要有某些相对运动，右侧密封件上的定位销孔有很大的间隙。请注意，为了减少阻力并减小增加气压的泄漏，密封安装件跨过水面或接近水面设计成平的或箕斗形。由于密封磨损大多发生在与水接触的挠性密封件的末端，所以与水接触的密封安装件大大延长了密封的寿命。
现在依次对照上述附图描述本发明的推荐实施例，各附图中相似零件使用相同的标号。
在图1中画出了船体30和甲板线45，其中部分剖开以表示三个主推进器发动机32和推进器传动装置31，它安装在传动装置安装横梁49上。图中还画出了船体中心线78，鼓风机76，鼓风机外壳40，鼓风机主轴36，鼓风轮即叶轮38，鼓风轮隔板39，鼓风机转向箭头44，空气或其它气体的气流箭头56，鼓风机驱动马达35，鼓风机排风管61，排风管阀42，阀的驱动器43，挠性密封33，密封顶盖34，以及从前部船头向后延伸的密封隔板41。
图2图1所示船体30的轮廓图，图中画出了，甲板线45，舷46，传动装置安装横梁49，推进器传动装置31，船体侧面58，船体侧面龙骨47，前部船头51，以及船体侧面58上的波浪冲击消除孔50。请注意，图中的光细船头，由于本发明的构思使之成为可能。
图3是船体30的底视图，图中画出了船体中心线78，甲板线45，舷46，船体侧面58，船体侧面龙骨47，隔板53，气腔头部52，倒V形腔的峰线55，船体侧面的波浪冲击消除孔50，前部船头51，与船头件基本平行的隔板41，气流箭头56，进气孔57，以及挠性密封或其它可移动的密封33。在本发明的推荐实施例中，船体侧面龙骨47从前部密封33向船尾扩张开，这样就加宽气垫77的宽度从而提供了较大的气垫升力。图中也画出了可以控制的或可以移动的船尾密封件59(右舷)和60(左舷)，其临近于镶入凹口68并由铰链62安装。请注意，在这个具体实施例中，可控的尾部密封件59、60位于固定的尾部密封件54的两侧。如在船体垂直剖面中看，在尾部密封件54的接触水的部分最少一部分是非平面的。如果不用可控的尾部密封件59、60，也可以使尾部密封件54在气垫77宽度的大部上延伸。
图4是图3的4-4截面图。图中画出了前部的可动密封33，密封安装板34，拆除密封的开口73(处于闭合位置)，鼓风机排风管61，鼓风机法兰66，鼓风机排风阀42，以及气流箭头56。图中也可看到前部船头51，前部船头龙骨48，船体侧面龙骨47，从前部船头延伸的密封隔板41，位于气垫凹槽77的气腔头部52，气垫隔板53，以及进气口57。图中还可看到固定的后部密封54，右舷可控密封件59，密封件驱动器63，密封件镶入凹口68，以及密封件铰链62。
图4中也画出了船体运动传感器81(它一般是一个导航方向仪和/或加速度计，上述两者都有市售，因而是现有技术)，气垫压力传感器82(通常是市售的压力传感器，因而是现有技术)，控制器83(最常用的是市售的微处理机，因而是现有技术)，以及连接线路或电缆85。图中还可看到驱动控制组件84(通常是液动或气动控制组件系统，包括泵、阀、蓄电池等等，这些都未画出以使图面简洁，这些都有市售，也属现有技术)，驱动控制线路86(它可以管路，电线等)，以及驱动器63。可以使用各种驱动器系统，如气缸，液缸，气袋，电机或其它任何可以产生驱动力的装置。驱动器63也可以是被动的系统，如减震器，利用气垫气源(如图1所示鼓风机76)的气袋等，完整的系统可以包括主动和被动驱动器63。当然，微处理机83按软件程序工作，还可设有用遥控器调节微处理机输出的装置，图中虽未画出但通常安装在导航室内。
图5是图3的5-5截面图，5-5线从船体中心线78稍偏于右舷，图中画出了甲板线45，前部船头51，前部船头龙骨48，从前部船头向后延伸的密封隔板41，拆卸密封的开口73(处于打开位置)，船体侧面龙骨47，传动装置安装横梁49，推进器传动装置49，推进器驱动马达32，隔板53，以及气垫凹槽77。图中也可看到鼓风机76，鼓风轮38，鼓风机排风管61，鼓风机转向箭头44，鼓风机排风阀42，挠性或可动密封33，以及密封顶盖34。
图6是气垫船船体30的前视图，图中画出了前部船头51，前部船头龙骨48，船体中心线78，舷46，甲板线45，船体侧面58，船体侧面上的波浪冲击消除孔50，前部的可动密封33，以及从船头蚝笱由斓拿芊飧舭 1。
图7是图3的7-7截面图，图中画出了水线64和波浪冲击流箭头65，主要由船头51产生的波浪如箭头65所示大部分穿过船体侧面的开口50。图中还可看到气垫凹槽77，船体中心线78，船体侧面龙骨47，以及甲板线45。
图8是图3的8-8截面图，图中画出了船体30，甲板线45，气流箭头56，气孔57，船体中心线78，船体侧面龙骨47，以及舷46。图中也画出了前部密封33，以及从前部船头向后延伸的密封隔板41。请注意，在本发明的推荐实施例中，船体侧面58的内侧和分流器41都有基本平行的垂直表面以利于相邻密封33的运动。
图9是图3的9-9截面图，是船体30典型的中间截面图，图中画出了甲板线45，舷46，船体侧面龙骨47，气垫凹槽77，倒V型的峰线55，气垫隔板41，船体中心线78，以及水线64。倒V形峰线55对于本发明的作用不是必要的，气垫凹槽77的上表面形状可以是平的，也可以成形的，而且，气垫凹槽斜的两侧突起相交于甲板线45之下，如图3和11所示，气垫的基本刚性的尾部密封件54也是可行的。
图10是图3的10-10船体截面图，图中画出了可动的即可控的尾部密封件的前部(右舷的为59，左舷的为60)，它们最好位于船体30的气垫凹槽77的镶入凹口68内，在本发明的推荐实施例中，可动船尾密封件59、60的基本是平的以利于装到其前部的铰链上或其它装配硬件上。前面图3中画出了铰链并进行了讨论。图10中还画出了甲板线45，气垫凹槽77，隔板41，船体侧面龙骨47，舷46，船体中心线78和水线64。
图11是图4的11-11截面图，图中主要画出了可动即可控尾部密封件50和60的尾部，它们位于船体气垫凹槽77的镶入凹口68内。请注意，右舷的可动尾部密封件59已从前部的平面部分(图10)改变成V形，左舷的船尾密封件60则变成倒V形。图11所示的成形的密封件59、60是本发明的推荐实施例，这是由于它们比平面形能提供最佳的缓冲波浪冲击的形状。当然左、右舷密封件59、60最好使用相同的形状，这里画出两种不同的形状只是为了便于进行说明，而且显然可动尾部密封件前后可用不变的形状，这种不变的形状可是带角度的，平面的，曲面的或是前述的综合。图中也画出了可以控制的典型驱动器63，它可控制船体30的运动。图中还画有甲板线45，舷46，船体侧面龙骨57，基本刚性的船尾密封件54，以及水线64。请注意，也可以设有多于一个的基本刚性的尾部密封件54，这时它们可分布于气垫凹槽的宽度上。
图12是图4的12-12部分顶视图，图中画出了鼓风机安装法兰66，鼓风机气流箭头56，鼓风机排风隔板39，鼓风机排风阀驱动器43，以及鼓风机排风阀转向箭头67。图中还画有密封顶板34，密封33以及密封隔板41，在推荐实施例中，隔板41是前部船头51的延长部分。
图13中画出了典型的前部密封组件80，它包括密封件33，可滑入船体轨道(未画出)的侧缘紧固件69。图中还画出了密封顶板34，紧固件70，密封安装件即磨耗板71，铆接紧固件72，以及销74。销74或其它类似装置的使用使相邻密封33的安装借助于其密封安装件71。在相邻的密封件33之间的装配关系是很松的，它使相邻的密封安装件71保持并排位置。
图14是两相邻密封组件80的前视图，其中左侧组件部分剖开。图中主要画出销74从右侧密封安装件71伸出并由卡环75限位。开口79加大了尺寸以便使相邻密封组件80之间可自由运动。图中还画出了密封顶板34，密封件33，密封侧缘69，铆钉72。请注意，密封安装件71的底部是成形的，图中是倒V形的，在本推荐实施例1中做为刨削平面与水有良好的接触。
虽然结合一个推荐实施例和若干变化实施例对本发明做了描述，但是显然并不是对本发明的限定，恰恰相反，对此可做各种改变，或用等同物替代而并不超出本发明的范围。
权利要求
1.一种改进的船体，其下面具有一个凹槽，该凹槽由人工装置提供增压气体以形成一个在船体部分和水面之间的气垫，该气垫的压力足以支承该船体相当大的一部分重量，该气垫的前部由一个前部可动密封限制，其特征在于船体的稳定的负荷部分如船体侧面起始于船体的前部并从船体向下延伸，所述船体侧面在至少其接近于气垫的前部可动密封的一部分上具有基本平行的内表面；该气垫前部可动密封位于接近所述船体侧面的箭部，船体侧面的所述内表面从所述平行的前部向船尾方向至少部分地扩张，至少有一个基本刚性的气垫尾部密封件，上述气垫尾部密封件宽度的总合在所述凹槽宽度的大部上延伸，所述尾部密封件的下面至少在船体的一个垂直横剖面上在气垫尾部密封件宽度的大部分上含有与水平面倾斜角度的表面。
2.按照权利要求1所述的船体，其特征在于该船体还具有一个向前延伸的船头件，至少部分地位于所述气垫前部可动密封的前方。
3.按照权利要求2所述的向前延伸的船头件，其特征在于还具有一个密封隔板，它至少部分地穿过所述气垫前部可动密封的零件之间;所述向前延伸的船头件具有船头的形状，在穿过所述向前延伸的船头件的船体垂直横截面中的所述向前延伸的船头件的横截面大于在穿过所述密封隔板的船体垂直横截面中的所述密封隔板的横截面。
4.按照权利要求1所述的船体，其特征在于船体侧面包括-穿过船体侧面内、外表面的开口，且至少部分位于气垫前部可动密封件的前方。
5.按照权利要求1所述的船体，其特征在于所述凹槽由至少两个基本分开的部分组成这两个部分是由在凹槽大部分长度上延伸的隔板分开的。
6.按照权利要求1所述的船体，其特征在于该船体还具有一个船体形件，它构成所述增压气体凹槽的边界的一部分。
7.按照权利要求1所述的船体，其特征在于一个基本刚性的气垫尾部密封件包括至少一个在船体垂直横截面上看呈倒V形的形状，它由凹槽表面相交而成，所述相交位于船体甲板线之下。
8.按照权利要求1所述的船体，其特征在于该船体还包括一个可动尾部密封件，所述可动尾部密封件至少构成气垫尾部密封的一部分。
9.按照权利要求8所述的尾部密封件，其特征在于在船体的至少一个垂直圾剖面上看，所述可动尾部密封件在其下面大部分宽度上含有与水平面倾斜的表面。
10.按照权利要求1所述的船体，其特征在于气垫前部可动密封件的一零件包括一个侧缘紧固件，当所述密封零件装配时，该侧缘紧固件滑入一个轨道，该轨道固定在船体上，在所述密封零件后部的长度上延伸，当船体在水上飘浮时，船员可通过一个前部密封拆卸甲板开口拆卸可动密封的零件，所述密封拆卸开口至少部分位于甲板的在一个密封零件的前方延伸的一部分，设有一个甲板结构临近于所述密封拆卸开，并且至少部分地直接位于所述密封拆卸甲板开口的前方。
11.一种改进的船体，其下面具有一个凹槽，所述凹槽由人工装置提供的气体增压以形成船体部分和水面之间的气垫，所述气垫有足够的压力以支承所述船体相当大的一部分重量，所述气垫的前部由一个前部可动密封件限制，其特征在于船体的稳定的负荷部分如船体侧面起始于船体的前部并从船体向下延伸，所述前部可动密封临近于所述船体侧面的前部，所述船体侧面至少在其部分临近于所述前部可动密封的长度上具有平行的内表面，一个向前延伸的船头件至少部分位于所述气垫前部可动密封的前方，所述向前延伸的船头件连接于一个密封隔板，该隔板至少部分穿过所述气垫前部可动密封的零件之间，所述密封隔板在其临近于所述前部可动密封的部分长度上具有基本平行的侧面，所述向前延伸的船头件具有船头的形状，在穿过所述向前延伸的船头件的船体垂直横截面中的所述向前延伸的船头件的横截面大于在穿过所述密封隔板的船体垂直横截面中的所密封隔板的横截面。
12.按照权利要求11所述的船体，其特征在于船体侧面包括一穿通船体侧面的内、外表面的开口，该开口至少部分位于所述气垫前部可动密封的前方。
13.按照权利要求11所述的船体，其特征在于所述船体侧面的内表面至少部分地在所述船体侧面的平行前部的后方向外扩张。
14.按照权利要求11所述的船体，其特征在于所述凹槽由至少两个基本分开的部分组成，这两部分是由在凹槽大部分长度上延伸的隔板分开的。
15.按照权利要求11所述的船体，其特征在于该船体延具有一个船体形件，它构成所述增压气体凹槽的边界的一部分。
16.按照权利要求11所述的船体，其特征在于该船体还具有至少一个基本刚性的气垫尾部密封件，所述气垫尾部密封件宽度的总合在所述凹槽宽度的大部分上延伸，在船体的至少一个垂直横截面中看，所述尾部密封件的下面在所述气垫尾部密封件大部分宽度上含有与水平面倾斜的表面。
17.按照权利要求16所述的船体，其特征在于一个基本刚性的气垫尾部密封件包括至少一个在船体的一个垂直横截面中看基本呈倒V形的形状，所述倒V形是由所述凹槽表面相交形成的，所述相交位于所述船体甲板线之下。
18.按照权利要求11所述的船体，其特征在于该船体还包括一个尾部可动密封件，所述可动密封件构成气垫尾部密封的至少一部分。
19.按照权利要求18所述的尾部可动密封件，其特征在于所述尾部可动密封件在船体至少一个垂直横截面中看在其下面在大部宽度上含有与水平面倾斜的表面。
20.按照权利要求11所述的船体，其特征在于所述气垫前部可动密封的一个零件包括一个侧缘紧固件，当所述密封零件安装时该侧缘紧固件滑入一个固定于所述船体的轨道，而且在所述密封零件的后部长度上延伸，当船体在水上浮动时所述可动密封的各零件可由船员通过一个前部密封拆卸甲板开口进行拆卸，所述密封拆卸甲板开口至少部分位于在一个密封零件前方延伸的甲板部分上，设有一个甲板结构，它临近于所述密封拆卸甲板开口而且至少部分地直接位于所述密封拆卸甲板开口的前方。
21.一种改进的船体，其下面具有一个凹槽，该凹槽由人工装置提供的气体增压以形成一个船体部分和水面之间的气垫，所述气垫具有足够的压力以支承所述船体相当大一部分重量，所述气垫的前部由一个前部可动密封限制，其特征在于船体的稳定的负载部分起始于船体的前部并从船体向下延伸，所述气垫前部可动密封临近于所述船体侧面的前部，一个向前延伸的船头件至少部分地位于所述气垫前部可动密封的前示，至少一个基本刚性的气垫尾部密封件，其宽度总和在所述凹槽大部分宽度上延伸，在船体至少一个垂直横截面中看，所述尾部密封件下面，在所述气垫尾部密封件宽度的大部分上含有与水平面倾斜的表面。
22.按照权利要求21所述的向前延伸的船头件，其特征在于该船头件还具有一个密封隔板，它至少部分地穿过所述气垫前部可动密封的零件之间，所述向前延伸的船头件具有一个船头形，在船体的一个穿过所述向前延伸的船头件的垂直横截面中看，所述向前延伸的船头件的横截面大于在船体的一个穿过所述密封隔板的垂直横截面中的所述密封隔板的横截面。
23.按照权利要求21所述的船体，其特征在于船体侧面包括一个穿通船体侧面的内、外表面的开口，该开口至少部分位于所述气垫前部可动密封的前方。
24.按照权利要求21所述的船体，其特征在于所述船体侧面的内表面辽俨糠值卦谄淞俳銮安靠啥芊獾那安肯蚝蠓较蛲饫┱拧
25.按照权利要求21所述的船体，其特征在于所述凹槽由至少两个基本分开的部分组成，这两个基本分开的部分是由在所述凹槽大部分长度上延伸的隔板分开的。
26.按照权利要求21所述的船体，其特征在于所述船体具有一个船体形件，它构成所述增压气体凹槽边界的一部分。
27.按照权利要求21所述的船体，其特征在于一个基本刚性的气垫尾部密封件包括至少一个在船体的一个垂直横截面中的倒V形，它是由凹槽表面相交而成的，所述相交位于船体的甲板线之下。
28.按照权利要求21所述的船体，其特征在于该船体还包括一个尾部可动密封件，所述尾部可动密封件构成气垫尾部密封的至少一部分。
29.按照权利要求28所述的尾部可动密封件，其特征在于在船体至少一个垂直横截面中看，所述尾部密封件在其下面在其大部分宽度上含有与水平面倾斜的表面。
30.按照权利要求21所述的船体，其特征在于所述气垫前部可动密封的一个零件包括一个侧缘紧固件，当所述密封零件安装时所述侧缘紧固件滑入一固定于船体的轨道，并在所述密封零件后部的长度上延伸，当船体浮于水面时，船员可以通过一个前部密封拆卸甲板开口拆卸所述可动密封的零件，所述密封拆卸甲板开口至少部分位于在密封零件前方延伸的甲板的一部分上，设有一个临近于所述密封拆卸甲板开口并且部分地直接位于所述密封拆卸甲板开口的前方的甲板结构。
31.一种改进的船体，其下面具有一凹槽，该凹槽由人工装置提供的气体增压的形成在船体部分和水面之间的气垫，所述气垫具有足够压力以支承所述船体相当大的一部分重量，所述气垫的前部由一个前部可动密封限制，其特征在于在所述前部可动密封上有一侧缘紧固件，所述侧绝紧固件滑入固定于船体的轨道并且所述密封零件后部的长度上延伸，当船体在水面飘浮时，船员可以通过一个前部密封甲板开口拆卸所述可动密封的零件，所述密封拆卸甲板开口至少部分位于在密封零件前方延伸的甲板部分上，设有临近于所述密封拆卸甲板开口并起码直接位于所述密封拆卸甲板开口前方的甲板结构。
32.按照权利要求31所述的船体，其特征在于设有一个前部可动密封件顶盖安装装置，它起码部分地把一个密封零件安装于船体。
33.按照权利要求31所述的船体，其特征在于所述密封零件还具有临近于所述前部可动密封件下部的附设结构，所述附设结构包括一个接触水的表面，所述附设结构与相邻密封件处于活动的连接关系。
全文摘要
一种改进的高稳定性的水面船只，至少部分由如鼓风机等机械装置增压的气垫支承。气垫至少部分由船体下面的凹槽限制，船体的改进在于一个有助于在有风浪的海上抬起船头的向前延伸的船头件，在船体侧面的波浪冲击消除开口，可动的和可选择遥控的尾部密封件部分可以控制气垫的深度，压力和其它特性，以及可动尾部密封件的控制系统。改进还在于前部可动密封附设结构，它大大增加可动密封的寿命，以上改进可单独或综合使用。
文档编号B63B21/00GK1038059SQ88103200
公开日1989年12月20日 申请日期1988年5月25日 优先权日1988年5月25日
发明者多纳德·E·布格 申请人:多纳德·E·布格