專利名稱：高速雙體船的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及船舶和船舶有關設備技術領域，特別是涉及一種高速節(jié)能雙體船。
背景技術：
近年來，國際貿(mào)易正在以比我們擴張道路設施快得多的速度增長，這進一步增大了本來就十分擁擠的道路運輸?shù)膲毫Α，F(xiàn)有的陸地道路基礎設施已經(jīng)不能滿足增長的需求，而且，陸地道路基礎設施的擴張具有成本高的特點，這使得繼續(xù)擴張現(xiàn)有道路基礎設施引起了多方的爭議。針對拓展海上運輸?shù)钠惹行枨?，美國、日本和歐洲各國積極發(fā)展海上高速公路系統(tǒng)，并且設計了一系列高性能船舶。其中較為有名的有INCAT公司設計的系列穿浪雙體船(WPC),日本設計的多艘吊艙推進無壓載水船，英國設計的三體船、五體船，以及各國都有設計的氣墊船，水翼船等。以上新型船舶都有其獨特的優(yōu)勢，但也有不足。INCAT公司的穿浪雙體船艏艉裝有水翼，可以改善船舶的耐波性，同時兩邊片體做得很細長，高速下阻力較低，但是其裝載量小，運營成本高。無壓載水船，一般都是單體船，無壓載水，綠色環(huán)保，但速度不高。多體船、氣墊船和水翼船速度都很高，但是難以大型化，裝載量小，同時耐波性能不好。船舶既要有大的裝載量，又要有較高的航行速度，克服航行中所受的阻力是關鍵。在船舶受到的總阻力中興 波阻力、摩擦阻力占有非常大的比重，因此，降低其興波阻力和摩擦阻力非常必要。正在研究中的微氣泡減阻技術，通過在船體表面產(chǎn)生一層微氣泡薄膜，能有效降低船舶摩擦阻力，具有一定的前景，但產(chǎn)生微氣泡的過程耗能量大。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種高速雙體船，在提高航速和裝載量的同時，能夠減小高速船在航行中所受的阻力、改善船體的耐波性能，并利用吸氣增壓方式減少產(chǎn)生微氣泡的能耗。為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種高速雙體船，包括兩個平行設置的片體、連接于所述兩個片體之上的主體艙，還包括:兩個球鼻,通過支柱連接于所述主體艙的底部，縱向排列于船艏和船艉；吸氣裝置，裝設于所述主體艙的頂部，與內(nèi)置在所述高速雙體船內(nèi)部的氣體管道連通；多個微氣泡發(fā)生裝置，設置于所述球鼻和所述片體的表面，所述微氣泡發(fā)生裝置與所述氣體管道連通。優(yōu)選地，所述球鼻的兩側對稱設置有水翼。進一步優(yōu)選地，所述水翼為固定翼。進一步優(yōu)選地，所述水翼為主動控制翼。優(yōu)選地，所述微氣泡發(fā)生裝置包括一排氣孔和一閥片，當閥片在排氣孔中滑動時，可以打開或關閉所述排氣孔。進一步優(yōu)選地，所述排氣孔包括與外界連通的排氣段和與所述氣體管道連通的進氣段，所述閥片包括一桿部和一頭部，所述桿部與所述進氣段滑動配合，所述頭部的橫截面積大于所述進氣段的橫截面積。更一步優(yōu)選地，所述閥片的桿部設有限位簧片，所述進氣段的內(nèi)壁上設有與所述限位簧片配合的限位凸沿。優(yōu)選地，所述吸氣裝置內(nèi)部設置有吸氣轉子。如上所述，本發(fā)明的高速雙體船，具有以下有益效果:1.在船艏和船艉裝設了球鼻，改善了船體的興波性能，降低了興波阻力；2.在船體底部裝設了微氣泡發(fā)生裝置，可在片體和球鼻周圍形成薄氣泡膜，降低了船體所受的摩擦阻力；3.船艙頂部的吸氣裝置有效吸收航行時迎面而來的風，并通過吸氣裝置中的吸氣轉子進一步提高了吸氣裝置的吸氣效率，增強了微氣泡裝置的減阻效果，還大大降低了產(chǎn)生微氣泡的能耗；4.采用帶水翼的球鼻，進一步改善了船體的耐波性能。


圖1顯示為本發(fā)明的高速雙體船的示意圖。圖2顯示為本發(fā)明的高速雙體船的球鼻的示意圖。圖3顯示為本發(fā)明的高速雙體船的仰視圖。圖4顯示為本發(fā)明的高速雙體船的微氣泡發(fā)生裝置的剖視圖。
具體實施例方式以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實施方式
加以實施或應用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。請參閱圖1至圖4。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構想，遂圖示中僅顯示與本發(fā)明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復雜。圖1至圖3分別顯示為本發(fā)明的高速雙體船的示意圖、球鼻的示意圖和高速雙體船的仰視圖。如圖1至圖3所示，高速雙體船包括兩個平行設置的片體1、連接于兩個片體I之上的主體艙2，還包括:兩個球鼻3、吸氣裝置4和多個微氣泡發(fā)生裝置5。兩個球鼻3通過支柱31連接于主體艙2的底部，縱向排列于船艏和船艉；吸氣裝置4裝設于主體艙2的頂部，與內(nèi)置在高速雙體船內(nèi)部的氣體管道連通；多個微氣泡發(fā)生裝置5設置于球鼻3和片體I的表面，與氣體管道連通。根據(jù)興波相消原理，球鼻3和兩邊的片體I在設計航速區(qū)域可以使船艏波和船艉波在船艉處互相抵消，使雙體船在航行中受到的總興波阻力降低，可大大節(jié)約船舶的推進能源。船艏和船艉的 一對球鼻3在船底的位置可以調節(jié)。船舶造好后，會應用于特定的服務航區(qū)，各服務航區(qū)的海況有相應的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，每個航區(qū)各有不同。兩個球鼻3的最佳位置需要根據(jù)具體海況定出，不同的海況，最佳位置可能具有一定的差異。于實施例中，根據(jù)具體海況信息和設計航速，可以調節(jié)船艏和船艉一對球鼻3的位置，使之最有利于興波相消，降低興波阻力。由此經(jīng)過優(yōu)化設計，合理布置的球鼻3，可保證船體在大多數(shù)情況下，在此航區(qū)內(nèi)航行的整個生命周期中都具有優(yōu)良的航行性能。球鼻3的兩側還對稱設置有水翼32，水翼32可以為固定翼，也可以為主動控制翼，主動控制翼通過安裝在球鼻3中的電機帶動轉動。球鼻3兩側的水翼32可以為一對，也可以為多對。水翼32的數(shù)目主要由建造的復雜程度和實際效果而定，還需要核算優(yōu)化水動力性能。水翼32對于船體的耐波性有極好的作用，根據(jù)數(shù)值模擬的結果可知:在設計航速下，如果使用優(yōu)化的固定翼，船舶的縱傾角和升沉幅值都大幅降低；如果使用主動控制翼，效果會更好。使用帶水翼32的球鼻3，除有利于降低興波阻力外，還可提升船體的耐波性能，提高船舶的安全性和人員乘坐舒適度。于實施例中，高速雙體船在高速航行中，主體艙2頂部的吸氣裝置4可以有效地吸收迎面而來的空氣來流，空氣來流也具有較高的相對速度，吸氣裝置4吸收到的氣體通過內(nèi)置的氣體管道傳送到片體1、球鼻3以及球鼻3的水翼32中。氣體管道根據(jù)船體結構具體布置，未在附圖中顯示。片體I內(nèi)部、球鼻3內(nèi)部、船體內(nèi)部骨架中都布置有氣體管道，并安裝有相應的設備和系統(tǒng)。吸入氣體用于輸入到微氣泡發(fā)生裝置5中用以在船體外產(chǎn)生一層薄氣泡膜。微氣泡發(fā)生裝置5均勻地設置于球鼻3和片體I的表面。于實施例中，通過氣體管道，氣體先被輸送至微氣泡總裝置，經(jīng)總裝置調節(jié)特定壓力后再被輸送到各個微氣泡發(fā)生裝置5中。圖4顯示為微氣泡發(fā)生裝置的剖視圖，如圖4所示，微氣泡發(fā)生裝置5包括一排氣孔51和一閥片52，當閥片52在排氣孔51中滑動時，可以打開或關閉排氣孔51。排氣孔51包括與外界連通的排氣段511和 與氣體管道連通的進氣段512，閥片52包括一桿部521和一頭部522。桿部521與進氣段512滑動配合,頭部522的橫截面積大于進氣段512的橫截面積。氣體通過氣體管道進入進氣段512，推動桿部521在進氣段512中滑動，并從閥片52與排氣孔51內(nèi)壁之間的縫隙中噴出。噴出的氣體可在片體I和球鼻3周圍形成一層薄氣泡膜，進而減小船體所受的摩擦阻力。摩擦阻力的減小，對于船舶節(jié)能減排，降低運營成本有極大貢獻。為防止閥片52在氣體的推動下彈出排氣孔51，在閥片52的桿部521設有限位簧片523，進氣段512的內(nèi)壁上設有與限位簧片523配合的限位凸沿513。當限位簧片523在氣體推力作用下卡持在限位凸沿513上時，氣體就無法再繼續(xù)推動閥片52運動了。沒有氣體從微氣泡發(fā)生裝置5中噴出時，船體外的水會有倒流進入微氣泡發(fā)生裝置5內(nèi)部的趨勢。由于內(nèi)外壓差，微氣泡發(fā)生裝置5外部的水壓大于船體內(nèi)部的氣壓，水傾向于把閥片52從排氣段511壓向進氣段512，但是根據(jù)閥片52的特殊設置，閥片52的頭部522的橫截面積大于進氣段512的橫截面積，可以使進氣段512封閉，防止水從外部進入微氣泡發(fā)生裝置5的內(nèi)部。氣泡產(chǎn)生的過程需要很高的能耗，本發(fā)明提供的高速雙體船中，在吸氣裝置4的內(nèi)部設置了吸氣轉子41，以增強吸氣裝置4的吸氣效果，進而增強微氣泡的減阻效果。于實施例中，本發(fā)明提供的高速雙體船基于穿浪雙體船的基本型線，并加大了片體I的寬度以增加載重量。主體艙2內(nèi)可設多層甲板，內(nèi)層甲板可裝載小轎車、拖車，頂層甲板21上設有直升機平臺22可?？恐鄙龣C，保證特殊情況下的救援等緊急事物處理。頂層甲板21之上設有居住艙23，居住艙23上可安裝太陽能電池板24以滿足一定的電力需求。主機廢氣和生活廢氣等還可船艉處的排氣筒25排出，保證了艙室內(nèi)部的安全和空氣清新。本發(fā)明提供的高速雙體船可以在沿海區(qū)域作為滾裝船，快速運輸小轎車、拖車和人員，能更好的提升其經(jīng)濟價值。綜上所述，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術 領域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發(fā)明的權利要求所涵蓋。
權利要求
1.一種高速雙體船，包括兩個平行設置的片體(I)、連接于所述兩個片體之上的主體艙(2)，其特征在于，所述高速雙體船還包括: 兩個球鼻(3)，通過支柱(31)連接于所述主體艙(2)的底部，縱向排列于船艏和船艉； 吸氣裝置(4)，裝設于所述主體艙(2)的頂部，與內(nèi)置在所述高速雙體船內(nèi)部的氣體管道連通； 多個微氣泡發(fā)生裝置(5)，設置于所述球鼻(3)和所述片體(I)的表面，所述微氣泡發(fā)生裝置(5)與所述氣體管道連通。
2.根據(jù)權利要求1所述的高速雙體船，其特征在于:所述球鼻(3)的兩側對稱設置有水翼(32)。
3.根據(jù)權利要求2所述的高速雙體船，其特征在于:所述水翼(32)為固定翼。
4.根據(jù)權利要求2所述的高速雙體船，其特征在于:所述水翼(32)為主動控制翼。
5.根據(jù)權利要求1所述的高速雙體船，其特征在于:所述微氣泡發(fā)生裝置(5)包括一排氣孔(51)和一閥片(52)，當閥片(52)在排氣孔(51)中滑動時，可以打開或關閉所述排氣孔(51)。
6.根據(jù)權利要求5所述的高速雙體船，其特征在于，所述排氣孔(51)包括與外界連通的排氣段(511)和與所述氣體管道連通的進氣段(512)，所述閥片(52)包括一桿部(521)和一頭部(522)，所述桿部(521)與所述進氣段(512)滑動配合，所述頭部(522)的橫截面積大于所述進氣段(512)的橫截面積。
7.根據(jù)權利要求6所述的高速雙體船，其特征在于:所述閥片(52)的桿部(521)設有限位簧片(523)，所述進氣段(512)的內(nèi)壁上設有與所述限位簧片(523)配合的限位凸沿(513)。
8.根據(jù)權利要求1所述的高速雙體船，其特征在于:所述吸氣裝置(4)內(nèi)部設置有吸氣轉子(41)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高速雙體船，包括兩個平行設置的片體、連接于兩個片體之上的主體艙，還包括兩個球鼻，通過支柱連接于主體艙的底部，縱向排列于船艏和船艉；吸氣裝置，裝設于所述主體艙的頂部，與內(nèi)置在高速雙體船內(nèi)部的氣體管道連通；多個微氣泡發(fā)生裝置，設置于球鼻和片體的表面，微氣泡發(fā)生裝置與氣體管道連通。球鼻的兩側對稱設置有水翼。通過在船艏艉裝設帶水翼的球鼻提升了船體的耐波性能，減小了興波阻力；在船體底部裝設的微氣泡發(fā)生裝置在船底生成的薄氣泡膜，降低了船體所受的摩擦阻力，船艙頂部的吸氣裝置和吸氣轉子進一步提高了吸氣裝置的吸氣效率，增強了微氣泡裝置的減阻效果，還大大降低了產(chǎn)生微氣泡的能耗。
文檔編號B63B1/40GK103241341SQ20131019337
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月22日 優(yōu)先權日2013年5月22日
發(fā)明者易宏, 錢鵬, 劉旌揚, 張裕芳, 李英輝, 陳爐云 申請人:上海交通大學