一種船側(cè)阻力可控型船舶的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種船側(cè)阻力可控型船舶，在船舶側(cè)兩側(cè)分別在船舷外側(cè)設(shè)置有啟閉式擋板結(jié)構(gòu)的船鰭(1)，所述船鰭(1)開(kāi)啟狀態(tài)下其擋板的主立面與前進(jìn)方向的水體形成阻力面。本發(fā)明的船舶在行進(jìn)中，通過(guò)調(diào)整擋板式船鰭的角度可以產(chǎn)生不同阻力，從而滿(mǎn)足制動(dòng)和轉(zhuǎn)向及其動(dòng)作的要求，具有原理簡(jiǎn)單、便于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種船側(cè)阻力可控型船舶
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及造船【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說(shuō)，涉及船型的改進(jìn)。
【背景技術(shù)】
[0002]1912年4月14日豪華游輪泰坦尼克號(hào)在處女航中遭遇冰山，又躲閃不及碰撞沉沒(méi)至1000多人溺水，震驚世界成為20世紀(jì)十大災(zāi)難，使“永不沉沒(méi)”的神話化為泡影，100年后的2012年，當(dāng)人們?cè)诩o(jì)念泰坦尼克號(hào)海難時(shí)，大都為當(dāng)年的悲壯而痛心！泰坦尼克號(hào)在發(fā)現(xiàn)前方的冰山后，如果采取了相應(yīng)的停車(chē)轉(zhuǎn)向的措施，只是船速快、慣性大，轉(zhuǎn)向不靈活導(dǎo)致側(cè)刮冰山漏水而沉，也就是說(shuō)，船員在主觀上都努力了，但局限于船自身裝備功能的不足很無(wú)奈，才是人們期望的永不沉沒(méi)豪華游輪葬身海底，它的沉沒(méi)也引發(fā)了大家更深的思考，世間萬(wàn)物皆有因果關(guān)系，船在水中漂游，不應(yīng)只是魚(yú)慣而行，一定會(huì)有靈活的應(yīng)對(duì)。只是我們暫時(shí)沒(méi)去關(guān)注而已，追溯人類(lèi)造船的歷史已有3000多年，從古至今都是沿續(xù)了相同的流線型的船體設(shè)計(jì)，我們一代代不斷變化的是船體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)設(shè)施，卻忽略對(duì)外形的改造。流線體讓船體失去了阻力保證了我們追求速度不斷的加快，而當(dāng)我們不需要速度急需阻力時(shí)卻無(wú)能為力，這就是船體的設(shè)計(jì)缺陷。也就是說(shuō)我們還沒(méi)有在船身中掌握流體力學(xué)關(guān)于相對(duì)運(yùn)動(dòng)力的應(yīng)用作用，不會(huì)運(yùn)用阻力。
[0003]人類(lèi)在制造工具時(shí)總會(huì)通過(guò)仿生原理走捷徑，通過(guò)對(duì)鳥(niǎo)翅膀的研究，我們?cè)诳諝庵蝎@取的舉力，將龐大的飛機(jī)送上了天空。造船我們自然以魚(yú)為師，都在魚(yú)身上獲取靈感，今天，我們遇到了災(zāi)難而重新審視魚(yú)和船的輪廓，顯而易見(jiàn)，魚(yú)有多鰭，而船少有鰭，在地球上，魚(yú)在水中生活近I億年，無(wú)論大魚(yú)小魚(yú)都有鰭，特別是胸鰭。從進(jìn)化理論上講存在下來(lái)必然有用，通過(guò)觀察，一球一球的魚(yú)快速游動(dòng)切變化無(wú)常，它們都沒(méi)發(fā)生碰撞，更沒(méi)有追尾，這除了魚(yú)的秉性外，它的胸鰭在變速和轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)中不斷地在變化對(duì)魚(yú)的靈活游動(dòng)起到了至關(guān)重要的作用，特別是它的剎車(chē)會(huì)在高速運(yùn)動(dòng)中獲得靈活。從慣性理論而言，物體在做運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生有一定方向的力。切質(zhì)量越大速度越快，這種慣性力就越大，所以船的運(yùn)行速度越快，它的慣性越大，它的靈活性也就越差。如何調(diào)整？減速可以實(shí)現(xiàn)。車(chē)速度很快，它急轉(zhuǎn)彎時(shí)必須采取急剎才能實(shí)現(xiàn)。陸地上要比水中靈活是與它的摩擦系數(shù)相關(guān)。但現(xiàn)在的車(chē)與如今的船相比還有不同，車(chē)是通過(guò)對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)的制動(dòng)加之膠皮輪胎對(duì)地面摩擦而獲取的雙重阻力，以達(dá)成急降速轉(zhuǎn)急彎。而船要?jiǎng)x車(chē)減速獲取靈活也只能單方面的對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)采取措施，它的流線體運(yùn)動(dòng)沒(méi)有發(fā)生改變，不能直接獲取相對(duì)運(yùn)動(dòng)的水的阻力，且從前進(jìn)快速擋到倒退快速擋還有一個(gè)規(guī)定的操作過(guò)程，這勢(shì)必會(huì)耽誤許多時(shí)間，所以船就不能完成急速的短距離剎車(chē)，也不能得到高速運(yùn)動(dòng)中轉(zhuǎn)急彎，轉(zhuǎn)小彎的靈活效果。
[0004]魚(yú)的胸鰭在運(yùn)用剎車(chē)時(shí)是在流線體上調(diào)整制造凸出截面已獲得水的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的反作用力所形成的阻力的，如同陸地汽車(chē)輪胎與地面的摩擦阻力，恰恰船缺少的就是這個(gè)至關(guān)重要的摩擦阻力。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)的船舶，在船側(cè)下部已存在設(shè)置減搖鰭的船舶，減搖鰭的作用主要用于船舶減少搖擺，其設(shè)置一般與水平方向成一定夾角，減搖鰭與船側(cè)的交界線一般等于或近似于平行水面及甲板面設(shè)置，而且減搖鰭的主立面也是在水中橫切設(shè)置，平行于船舶前進(jìn)方向，也就是說(shuō)，減搖鰭對(duì)船舶前進(jìn)方向的水體幾乎不形成阻力作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旨在一種類(lèi)似魚(yú)類(lèi)設(shè)置魚(yú)鰭結(jié)構(gòu)的船舶，旨在使得船舶兩側(cè)能夠可控的利用鰭形結(jié)構(gòu)產(chǎn)生阻力，從而為行進(jìn)船舶的制動(dòng)和轉(zhuǎn)向提供輔助作用
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種船側(cè)阻力可控型船舶，在船舶側(cè)兩側(cè)分別在船舷外側(cè)設(shè)置有啟閉式擋板結(jié)構(gòu)的船鰭，所述船鰭開(kāi)啟狀態(tài)下其擋板的主立面與前進(jìn)方向的水體形成阻力面。
[0008]上述擋板阻力面與現(xiàn)有技術(shù)減搖鰭的區(qū)別在于，擋板式船鰭的主立面為擋板最大面積的表面。減搖鰭中最大面積的表面在水中與前進(jìn)方向幾乎平行，其阻力主要來(lái)自前端橫截面，其并非最大面積的表面。而本發(fā)明擋板式船鰭其依靠的就是阻力，為船舶提供制動(dòng)。相反的，減搖鰭要求是減少這一阻力。因此二者是完全不同的結(jié)構(gòu)。
[0009]擋板的啟閉方式現(xiàn)有技術(shù)有很多，包括現(xiàn)有技術(shù)的減搖鰭也存在伸出船體和回收到船體內(nèi)的要求，因此本發(fā)明的啟閉方式可以選有現(xiàn)有技術(shù)的類(lèi)似方式。為了更好地實(shí)現(xiàn)擋板的啟閉，本發(fā)明要解決兩個(gè)問(wèn)題:一是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)置；二是擋板開(kāi)啟時(shí)的阻力很大，如何保證開(kāi)啟的順利實(shí)現(xiàn)。為此，本發(fā)明提供兩方面的改進(jìn)。一是擋板兩側(cè)必須都在水體中，不動(dòng)狀態(tài)下，兩側(cè)的壓強(qiáng)相等，從而使得擋板容易開(kāi)啟。二是選用液壓、氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)啟閉，具有啟閉穩(wěn)定的特點(diǎn)，具體說(shuō):
[0010]優(yōu)選方式下，所述船鰭的前側(cè)端鉸接于船舷外側(cè)，后側(cè)開(kāi)設(shè)鍵槽，并與擋塊組件一起栓設(shè)在一個(gè)頂桿的端部；所述頂桿的后側(cè)設(shè)置支頂機(jī)構(gòu)。所述支頂機(jī)構(gòu)為液壓或氣壓驅(qū)動(dòng)原理實(shí)現(xiàn)的支頂機(jī)構(gòu)，或連桿傳動(dòng)原理實(shí)現(xiàn)的支頂機(jī)構(gòu)。當(dāng)然也可選用其他實(shí)現(xiàn)頂桿伸縮功能的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，這在機(jī)械原理的教課書(shū)中有廣泛記載。此時(shí)需要注意一點(diǎn)是，所述頂桿伸出船舶外部的部分，或所述頂桿與所述支頂機(jī)構(gòu)一起與船舶內(nèi)室以水密方式相隔絕，從而防止水體倒灌入船內(nèi)。
[0011]本發(fā)明還提供了另一種優(yōu)選的實(shí)現(xiàn)方式，所述船鰭的前側(cè)端鉸接于船舷外側(cè)，后側(cè)與船舶舷側(cè)之間連接軟體容器，所述容器與所述船舶舷側(cè)的連接處以與外界水密方式設(shè)置容器口，所述船舶舷側(cè)設(shè)置有向所述容器口供氣或供液的泵送機(jī)構(gòu)。
[0012]本發(fā)明還提供了一種船底增加阻力船鰭的方式，具體說(shuō)，在船舶底部外側(cè)設(shè)置有啟閉式擋板結(jié)構(gòu)的船鰭，所述船鰭開(kāi)啟狀態(tài)下其擋板的主立面與前進(jìn)方向的水體形成阻力面；所述船鰭的前側(cè)端鉸接于船底外側(cè)，后側(cè)開(kāi)設(shè)鍵槽，并與擋塊組件一起栓設(shè)在一個(gè)頂桿的端部；所述頂桿的后側(cè)設(shè)置支頂機(jī)構(gòu)；所述支頂機(jī)構(gòu)為液壓或氣壓驅(qū)動(dòng)原理實(shí)現(xiàn)的支頂機(jī)構(gòu)，或連桿傳動(dòng)原理實(shí)現(xiàn)的支頂機(jī)構(gòu)。
[0013]為了獲取船的運(yùn)動(dòng)阻力，以流體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)了船鰭，它是通過(guò)對(duì)船在運(yùn)動(dòng)中的流線體形態(tài)直接進(jìn)行干預(yù)以獲取所需要的運(yùn)動(dòng)阻力實(shí)現(xiàn)對(duì)船的運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速度的調(diào)整，從而得到船減速所該獲取的除阻止發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)外的另一方面的雙重阻力。本發(fā)明設(shè)置船鰭的船舶，能夠增加船的靈活性，實(shí)現(xiàn)船的急性制動(dòng)。
[0014]而上述的船鰭，其實(shí)質(zhì)是一個(gè)擋板，擋板式制動(dòng)是運(yùn)用流體力學(xué)中物體運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)力而設(shè)計(jì)，它是通過(guò)動(dòng)態(tài)完成的。其優(yōu)點(diǎn)是不通過(guò)物體與物體的摩擦損耗產(chǎn)生阻力，它是通過(guò)水在對(duì)運(yùn)動(dòng)中物體形成橫截面部分所產(chǎn)生一定的作用力(阻力)來(lái)完成的。
[0015]本發(fā)明的船舶在行進(jìn)中，通過(guò)調(diào)整擋板式船鰭的角度可以產(chǎn)生不同阻力，從而滿(mǎn)足制動(dòng)和轉(zhuǎn)向及其動(dòng)作的要求，具有原理簡(jiǎn)單、便于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本發(fā)明船側(cè)阻力可控型船舶一種實(shí)施方式結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是圖1所示實(shí)施方式中擋板式船鰭的設(shè)置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3是圖1所示實(shí)施方式中擋板式船鰭啟閉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置方式示意圖。
[0019]圖4是本發(fā)明船側(cè)阻力可控型船舶另一種實(shí)施方式結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]在設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)物體時(shí)必須以流線型這樣可以最大限度的減少空氣和水對(duì)物體的摩擦所產(chǎn)生的反作用力(阻力)，而要獲取阻力時(shí)，則可以在運(yùn)動(dòng)的物體上設(shè)計(jì)凸出部位，這樣空氣、水會(huì)在凸出部位形成的橫截面產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)作用力也就只產(chǎn)生了反作用力，它會(huì)直接影響運(yùn)動(dòng)物體的速度，使之達(dá)到減速目的，凸出部位是活動(dòng)的，不需要減速它縮回到運(yùn)動(dòng)物體內(nèi)形成流線體。當(dāng)需要減速需要阻力時(shí)，它運(yùn)行到運(yùn)動(dòng)物體面形成阻力，凸出部位的完成可以是多種形式，它可以是圓的是方的，伸出時(shí)可以通過(guò)齒輪式傳動(dòng)也可以通過(guò)液壓氣壓等液氣壓傳動(dòng)。飛機(jī)的設(shè)計(jì)需要的是升力，擋板的設(shè)計(jì)需要獲取阻力。
[0021]如圖1和圖2所示，本發(fā)明一種船側(cè)阻力可控型船舶，在船舶側(cè)兩側(cè)分別在船舷外側(cè)設(shè)置有啟閉式擋板結(jié)構(gòu)的船鰭1，所述船鰭I開(kāi)啟狀態(tài)下其擋板的主立面與前進(jìn)方向的水體形成阻力面。此處的主立面，是指擋板面積最大的表面。
[0022]為了實(shí)現(xiàn)上述功能，如圖1?3所示優(yōu)選實(shí)施方式，圖2中，所述船鰭I的前側(cè)端通過(guò)轉(zhuǎn)軸式鉸接結(jié)構(gòu)5鉸接于船舷3外側(cè)，后側(cè)開(kāi)設(shè)鍵槽4，如圖3所示，鍵槽4與擋塊組件11 一起栓設(shè)在一個(gè)頂桿2的端部；頂桿2的后側(cè)設(shè)置支頂機(jī)構(gòu)。支頂機(jī)構(gòu)可以是液壓或氣壓驅(qū)動(dòng)原理實(shí)現(xiàn)的支頂機(jī)構(gòu)，或連桿傳動(dòng)原理實(shí)現(xiàn)的支頂機(jī)構(gòu)。圖3提供了一種液壓式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括液壓缸5，液壓缸的動(dòng)作端柱塞桿即上述頂桿2，用于船鰭的啟閉，圖中液壓缸5還配置了液壓供液及控制系統(tǒng)6。當(dāng)然，本發(fā)明液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)也可選用類(lèi)似吊車(chē)起落架中液壓傳動(dòng)和支撐的結(jié)構(gòu)方式，液壓缸固定端可以鉸接于固定支點(diǎn)上，從而液壓缸前端的支頂端可以在支頂?shù)耐瑫r(shí)，有一個(gè)轉(zhuǎn)向的自由度，方便機(jī)構(gòu)的設(shè)置；此時(shí)，注意水密要求即可，嚴(yán)格防止水體進(jìn)入船內(nèi)。
[0023]此處需要強(qiáng)調(diào)的是，頂桿2伸出船舶外部的部分，或所述頂桿2與所述支頂機(jī)構(gòu)一起與船舶內(nèi)室以水密方式相隔絕。
[0024]圖4提供了另一種實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選方式，船鰭I的前側(cè)端鉸接于船舷外側(cè)，后側(cè)與船舶舷側(cè)之間連接軟體容器8，所述容器8與船舶舷側(cè)的連接處以與外界水密方式設(shè)置容器口 10，船舶舷側(cè)內(nèi)部設(shè)置有向容器口 10供氣或供液的泵送機(jī)構(gòu)。圖中標(biāo)號(hào)9為船鰭I與軟體容器8的連接部位。
[0025]此外，圖1和圖4中，A處表達(dá)了，本發(fā)明船鰭設(shè)置于船體外部，從而保證其開(kāi)啟是，處于水體中，擋板兩側(cè)壓強(qiáng)相當(dāng)，從而方便開(kāi)啟。而標(biāo)號(hào)a表示船鰭的開(kāi)啟角度，需要滿(mǎn)足船鰭與前進(jìn)方向的水體形成一定的阻力面。
[0026]而圖2中還給出了一種能夠改變船鰭立向角度的方式，即鉸接軸外部連接了轉(zhuǎn)動(dòng)軸7，轉(zhuǎn)動(dòng)軸7能夠帶動(dòng)船鰭改變立向角度。
[0027]此外，上述擋板阻力面與現(xiàn)有技術(shù)減搖鰭的區(qū)別在于，擋板式船鰭的主立面為擋板最大面積的表面。減搖鰭中最大面積的表面在水中與前進(jìn)方向幾乎平行，其阻力主要來(lái)自前端橫截面，其并非最大面積的表面。而本發(fā)明擋板式船鰭其依靠的就是阻力，為船舶提供制動(dòng)。相反的，減搖鰭要求是減少這一阻力。因此二者是完全不同的結(jié)構(gòu)。
[0028]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種船側(cè)阻力可控型船舶，其特征在于，在船舶側(cè)兩側(cè)分別在船舷外側(cè)設(shè)置有啟閉式擋板結(jié)構(gòu)的船鰭(I)，所述船鰭(I)開(kāi)啟狀態(tài)下其擋板的主立面與前進(jìn)方向的水體形成阻力面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述船側(cè)阻力可控型船舶，其特征在于，所述船鰭(I)的前側(cè)端鉸接于船外側(cè)，后側(cè)開(kāi)設(shè)鍵槽(4)，并與擋塊組件(11) 一起栓設(shè)在一個(gè)頂桿(2)的端部；所述頂桿(2)的后側(cè)設(shè)置支頂機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述船側(cè)阻力可控型船舶，其特征在于，所述支頂機(jī)構(gòu)為液壓或氣壓驅(qū)動(dòng)原理實(shí)現(xiàn)的支頂機(jī)構(gòu)，或連桿傳動(dòng)原理實(shí)現(xiàn)的支頂機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述船側(cè)阻力可控型船舶，其特征在于，所述船鰭(I)的前側(cè)端鉸接于船舷外側(cè)，后側(cè)與船舶舷側(cè)之間連接軟體容器(8)，所述容器(8)與所述船舶舷側(cè)的連接處以與外界水密方式設(shè)置容器口，所述船舶舷側(cè)設(shè)置有向所述容器口供氣或供液的泵送機(jī)構(gòu)。
5.一種船側(cè)阻力可控型船舶，其特征在于，在船舶底部外側(cè)設(shè)置有啟閉式擋板結(jié)構(gòu)的船鰭(I)，所述船鰭(I)開(kāi)啟狀態(tài)下其擋板的主立面與前進(jìn)方向的水體形成阻力面； 所述船鰭(I)的前側(cè)端鉸接于船底外側(cè)，后側(cè)開(kāi)設(shè)鍵槽(4)，并與擋塊組件(11) 一起栓設(shè)在一個(gè)頂桿(2)的端部；所述頂桿(2)的后側(cè)設(shè)置支頂機(jī)構(gòu)； 所述支頂機(jī)構(gòu)為液壓或氣壓驅(qū)動(dòng)原理實(shí)現(xiàn)的支頂機(jī)構(gòu)，或連桿傳動(dòng)原理實(shí)現(xiàn)的支頂機(jī)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】B63B39/06GK104029800SQ201410294927
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】張輝 申請(qǐng)人:張輝