CN104981395B - 快船 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种船舶，借此设计船体和机械推进装置，使得弗劳德数大于0.5。在船后部中，船体底部具有V形底表面，V形底表面具有小于40度的船底横升角，且船体具有大体竖向舷侧。客舱和调整舱位于船体中。调整舱容积为使得充满的调整舱的重量大于具有空置调整舱的船体的排水量重量的30%，用水充满调整舱增加船舶中部浸没宽度至少10%，底表面（15）具有当调整舱充满水时完全浸没的舭龙骨（13、26），且当调整舱空置时，舭龙骨至少部分地位于水平面上方。

Description

快船

本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的船舶。这种船舶公知以高速使用，以载运客舱内的乘客往返于公海上的目的地。对于这种船舶的使用，因为乘客并不总是习惯于海上状况，因此船舶在海上的工作表现是重要的。当在波浪上高速移动时，沿着底表面的水流稳定了船舶的摇晃运动。在船舶于目的地附近将其速度降至接近零和/或保持静止位置时，上述稳定影响就消失了，诸如船体的横摇运动和/或纵摇运动等波浪引发的船体运动增加，这些运动严重降低了乘客的舒适性。并且，乘客在船舶和目的地之间的转移也受到妨碍，即使使用特定的稳定转移舷梯也是如此。在如权利要求1所述的船舶中，减少了这些缺点。在充满的调整舱(trim tank)的情况下如权利要求1所述的船舶具有增加的船宽(beam)和增加的惯性，使得摇晃的固有频率降低。这就使得船舶在目的地附近的低速下对于乘客更舒适。在航行时，调整舱被空置，船舶以高速破浪行驶。

并且，当调整舱充满并且船舶几乎是零速度或静止时，由于进入的波浪，故舭龙骨减弱船舶的横摇运动。当在高速操作期间调整舱空置时，舭龙骨几乎不影响船舶阻力或速度，而有助于船舶破浪行驶，并且在破浪行驶期间提高船舶稳定性。

根据一实施方式，船舶是如权利要求2所述的船舶。以这种方式，在以较低速度航行期间，船体的阻力减小，而且在停泊期间，也避免了对舭龙骨的损坏。

根据一实施方式，船舶是如权利要求3所述的船舶。以这种方式，舭龙骨位于水平面下足够的深度处以发挥它们的完全效果，且它们相当强地减弱了船体的横摇运动。

根据一实施方式，船舶是如权利要求4所述的船舶。以这种方式，舭龙骨对横摇运动具有强烈的影响。

根据一实施方式，船舶是如权利要求5所述的船舶。以这种方式，在船舶高速情况下，舭龙骨作用为使沿着底表面向下流动的波浪偏转的挡波条板。这就减小了由船舶引起的水浪并使船在水上稳定。

根据一实施方式，船舶是如权利要求6所述的船舶。以这种方式，舭龙骨在船体的相当大长度上起作用，并对船舶的横摇运动具有强减弱效果。

根据一实施方式，船舶是如权利要求7所述的船舶。以这种方式，舭龙骨在船体的主要部分上起作用，使得舭龙骨的影响较强从而减弱船舶的横摇运动。

根据一实施方式，船舶是如权利要求8所述的船舶。以这种方式，舭龙骨在船体的最宽部分上起作用，使得舭龙骨的影响很强从而减弱船舶的横摇运动。

根据一实施方式，船舶是如权利要求9所述的船舶。以这种方式，调整舱内的流体量略微增加了船体的重心高度，船体浮在水中更深处。这就减小了船体的横摇运动的固有频率，并在调整舱充满时提高了船上乘客的舒适度。

根据一实施方式，船舶是如权利要求10所述的船舶。以这种方式，充满调整舱，增加了纵摇振荡的转动惯量，这提高了船体的纵摇的固有频率，船体更舒适。

根据一实施方式，船舶是如权利要求11所述的船舶。以这种方式，调整舱内的质量增加了重心高度并减小了稳心高度，稳心高度是用于横摇振荡和/或纵摇运动的重心和稳心之间的距离。这进一步减小了船体的横摇和/或纵摇运动的固有频率，于是提高了乘客的舒适度。

根据一实施方式，船舶是如权利要求12所述的船舶。以这种方式，也提高了乘客在到达目的地的旅程中的舒适度，并避免了晕船。

根据一实施方式，船舶是如权利要求13所述的船舶。以这种方式，在航行过程中，乘客可躺在水平位置，并进一步降低了晕船风险。

根据一实施方式，船舶是如权利要求14所述的船舶。以这种方式，进一步降低了晕船风险。

附图说明

以下借助附图参照若干示例性实施方式更详细解释本发明，其中：

图1示出根据本发明的快船的第一实施方式的立体图，

图2示出图1的船舶的横剖线图，

图3示出用于图1的船舶的可伸缩舭龙骨的细节图，以及

图4至9用图1的船舶的型线图示出调整舱的各位置。

具体实施方式

图1示出船舶1，其设有具有船首3和船尾5的船体4。船体在吃水线上具有长度L。在所示实施方式中，吃水线的长度是70米，并大约等于总长度；宽度W（未示出）大约是14米。船舶1具有用于获得最大速度V（米/秒）的机械推进装置（未示出），在所示实施方式中大约32节。如图2所示，在型线图中，船体4设计为用于在水上行驶，且船体4设计为使得获得大于0.5的弗劳德数(Froude number)，优选地大于0.6的弗劳德数。弗劳德数等于最大速度v被吃水线长度L与重力常数g的乘积的平方根所除（）。通过考虑进至少0.5以及可能的至少0.6的弗劳德数，根据本发明的船舶的其他实施方式可设计为用于所有吃水线长度。

图1的船舶1设计为用于在客舱7内载运乘客。在这种实施方式中，客舱7设计为供最多70位乘客用。客舱7设计为用于减轻乘客晕船。这就意味着客舱7位于船舶的处于船舶中部处的重心的附近。另一特点是客舱7被隔离噪音，且具有空气调节系统以提供最大舒适性并且具有良好光照。如图1所示，客舱7具有很多窗户，使得乘客可观看到较好视野。在客舱7的视野不足的位置，具有示出视野的视频显示器。将清楚，在其他实施方式中，客舱7可位于其他位置，并可具有其他设施。

用于提高乘客舒适度并增强乘客避免晕船的能力的重要特点是安装在甲班上的座椅，上述座椅具有机械可调的或电可调的腰部支撑装置。为了全部利益，对座椅的靠背的调整是直到水平位置的，使得乘客——可以是所有乘客——在他们的海上旅程中可舒适地水平躺着。为了载运有限量货物，船舶1具有货舱2，在船舶中部处具有操舵室8。将清楚，船舶1包括在这种船上所需的所有设备，例如推进装置和操舵装置、燃料舱、压载舱、以及导航设备等。

在船舶1的接近船尾5的后部处，是具有自稳定平台的舷梯6，其由于例如波浪而相对于静止物体而言跟随船舶1的运动。基于船舶的自稳定平台积极地补偿所有船运动，以使在海上安全接近水中的静止物体，例如钻机或生产平台。这种具有自稳定平台的舷梯6的一示例是以商标“Ampelmann”而为众所周知的。为了在其他实施方式中安装和拆卸船舶，其他类型舷梯也可使用，也可安装在船舶1上的不同位置。

在船体4的设计中，当从船尾5计算时为船体4长度的60%至70%的船舶的尾部，具有大体平坦的底表面15，这些底表面15在横剖面内呈V形形状并向上对称延伸，并具有相对于水平线而言的小于40度并可以小于30度的船底横升角17，在水面上方，船体具有大体竖向舷侧10。图2在具有中心面22的船体4的横剖线图中示出上述，借此示图的左侧示出位于船舶中部的后方处的船体4的横剖面。在船体4的前部，底表面12逐渐得到较大的船底横升角。在图1的实施方式中，船首3垂直于水面，使得在船首3附近，船底横升角几乎为90度。

船舶1设置有调整舱（参见图4至9），上述调整舱可具有两个或多个隔室。这种调整舱具有大容积；上述调整舱使得充满的调整舱的重量大于具有空置调整舱的船体的排水量的重量的30%，且可大于40%。这就意味着船体4的吃水深度随着充满的调整舱而大量增加。在图2中，这用第一线12和第二线11来表示，第一线12代表在调整舱空置情况下的船体4的第一吃水深度，第二线11代表在调整舱充满情况下的船体4的第二吃水深度。底表面15延伸到舷侧10，舷侧10的宽度使得当调整舱充满且吃水深度从第一吃水深度（第一线12）改变到第二吃水深度（第二线11）时，底表面15的浸没宽度随着各舷侧处的增加宽度20而增加。各舷侧处的增加宽度20是在船舶中部处的船宽或宽度的至少5%，或可为至少7.5%。船舶的增加质量从重心G改变到新位置G’， 新位置G’可位于原重心G的上方。进一步地，它改变了转动惯量，使得横摇的固有频率降低。

船体4在尾部处具有船舶舭龙骨13，舭龙骨13在第一吃水线12的高度处垂直地安装在底表面15上。舭龙骨13自表面15延伸舭龙骨高度16，舭龙骨高度16大于0.50米或大于吃水线高度处的宽度或船宽的4%，其中较小的那个。在所示实施方式中，舭龙骨13在船体4的各舷侧上，在长度L的大约60%的长度范围内延伸，在其他实施方式中，它可以更短，最小为长度L的30%。在所示实施方式中，舭龙骨13在舭龙骨13和底表面15之间的指向下方的角里具有挡波半径（spray radius）14。以这种方式，当在第一吃水深度处（第一线12）以空置调整舱航行时，舭龙骨13作用为挡波轨道。

当调整舱充满且船体4位于第二吃水深度（第二线11）时，舭龙骨13延伸到第二吃水深度（第二线11）下方的舭龙骨吃水深度18，且舭龙骨吃水深度18大于0.50米或大于浸没宽度或船宽的4%，其中较小的那个。该舭龙骨吃水深度18确保了舭龙骨13减弱了船舶在波浪中的横摇。在充满调整舱的情况下，底表面15以自由底表面21位于第二吃水深度（第二线11）上方的方式延伸，且舷侧10从位于水面上方的高度19处开始。该增加的自由底表面21和高度19改变了浮心B的位置。浮心B的改变位置改变了稳心M的位置以及随之变化的稳心高度GM或G’M。稳心高度GM或G’M的改变，改变了横摇频率，使得该设计可适于较低横摇频率，在较低横摇频率下，当船舶位于第二吃水深度（第二线11）处时，乘客的舒适度增加。

图3示出具有定位驱动器25的可伸缩舭龙骨26的详细横截面图。当调整舱空置且船体4位于第一吃水深度（第一线12）处时，定位驱动器25缩回舭龙骨26，在底表面15上可保留小挡波突棱。这就减小了当高速移动时的流动阻力。在充满调整舱情况下并且在第二吃水深度（第二线11）处，舭龙骨26自底表面15延伸，并减弱船舶1的横摇。将清楚，在船舶1的不同实施方式中，舭龙骨可具有不同形状，所述形状可以是前述实施方式的组合形状。

图4、6和8在船舶1的型线图中示出具有一个隔室的调整舱，图5、7和9示出具有两个隔室的调整舱。将清楚，调整舱可具有更多个隔室，且附图中调整舱（隔室）的位置仅是指示性的。

图4示出具有位于重心G上方的甲板高度处的调整舱30的船舶1的实施方式。充满调整舱30，将致使重心高度较小增加并且横摇方向上的转动惯量较小增加。

图5示出具有分别位于左舷和右舷上的甲板高度处的调整舱31和调整舱32的船舶1的实施方式。充满调整舱31、32，将致使重心高度较小增加并且横摇方向上的转动惯量相当大地增加。

图6示出具有位于重心G高度附近的吃水线高度处的调整舱33的船舶1的实施方式。充满调整舱33，将几乎不会使重心高度改变并且也几乎不会使横摇方向上的转动惯量较小增加。

图7示出具有位于重心G上方的甲板高度处的调整舱34和调整舱35的船舶1的实施方式，借此调整舱34位于船尾5附近，且调整舱35位于船首3附近。充满调整舱34、35，将致使重心高度较小增加并且纵摇方向上的转动惯量较小增加。

图8示出具有比位于重心G上方的甲板高度高的调整舱36的船舶1的实施方式。充满调整舱36，将致使重心高度增加并且横摇方向上的转动惯量增加。

图9示出具有位于重心G高度处的吃水线高度处的调整舱37和调整舱38的船舶1的实施方式。充满调整舱37、38，将不会使重心高度改变、使横摇方向上的转动惯量几乎不改变、以及不会使纵摇方向上的转动惯量相当地改变。

注意，在实践中，在大体相同位置上或在大体相同区域内，将水吸入调整舱内和从调整舱排出水可较为有利。结果，阻止或至少减少了诸如微生物等的扩散。

调整舱30至38位置的各个实施方式可结合，使得在使用过程中，依据海水条件，可改变船舶1在波浪中的工作表现。

Claims (19)

1.船舶，包括具有吃水线长度（L）的船体（4）和用于产生最大速度（v）的机械推进装置，借此所述船体和所述推进装置设计为使得弗劳德数（）大于0.5，所述船体具有设有船首（3）的船前部和设有船尾（5）的船后部，在所述船后部中，所述船体的底部具有V形底表面（15），所述V形底表面（15）在所述船体的浸没部分内以船底横升角（17）向上对称延伸，所述船底横升角（17）小于40度，并且在水平面上方，所述船体具有大体竖向舷侧（10），客舱（7）和具有调整舱容积的调整舱（30至38）位于所述船体中，

其特征在于，

所述调整舱容积使得充满调整舱的重量大于具有空置调整舱的所述船体的排水量的重量的30%，所述船体设计为使得用水充满所述调整舱使当所述船体静止在水中时的船舶中部处的浸没宽度或船宽增加了至少10%，在所述船后部中，所述底表面（15）具有舭龙骨（13、26），所述舭龙骨（13、26）定位为使得当所述调整舱充满水时，所述舭龙骨完全浸没，而当所述调整舱空置时，所述舭龙骨至少部分地位于所述水平面上方。

2.如权利要求1所述的船舶，其中，所述弗劳德数大于0.6。

3.如权利要求1所述的船舶，其中，所述船底横升角（17）小于30度。

4.如权利要求1所述的船舶，其中，所述调整舱容积使得充满调整舱的重量大于具有空置调整舱的所述船体的排水量的重量的40%。

5.如权利要求1所述的船舶，其中，所述船体设计为使得用水充满所述调整舱使当所述船体静止在水中时的船舶中部处的浸没宽度或船宽增加了大于15%。

6.如权利要求1所述的船舶，其中，所述舭龙骨是可伸缩的。

7.如权利要求1至6中任一项所述的船舶，其中，当所述调整舱充满水时，所述舭龙骨（13、26）延伸到大于0.50米或大于浸没宽度或船宽的4%的吃水深度（18）中较小的那个。

8.如权利要求1至6中任一项所述的船舶，其中，所述舭龙骨垂直于所述底表面延伸，且舭龙骨高度（16）大于0.50米或大于水平面处的宽度或船宽的4%中较小的那个。

9.如权利要求1至6中任一项所述的船舶，其中，在所述舭龙骨和所述底表面之间指向下方的角内，存在具有半径（14）的圆形过渡部分，所述半径（14）能为所述舭龙骨高度（16）的至少50%，且其中，所述舭龙骨能定位为使得在空置调整舱和向前移动船舶的情况下，所述底表面和所述舭龙骨产生指向下方的水浪。

10.如权利要求1至6中任一项所述的船舶，其中，所述舭龙骨在所述船体的各舷侧上，在大于总长度的30%的长度范围内延伸。

11.如权利要求1至6中任一项所述的船舶，其中，所述舭龙骨在所述船体的各舷侧上，在总长度的60%的长度范围内延伸。

12.如权利要求10所述的船舶，其中，所述舭龙骨自所述船后部朝所述船前部延伸。

13.如权利要求12所述的船舶，其中，所述舭龙骨自所述船尾朝所述船前部延伸。

14.如权利要求1-6中任一项所述的船舶，其中，所述调整舱能包括一个或多个隔室，所述隔室定位在所述船舶中部处并位于所述船体的重心上方，或者定位在所述船舶中部处并位于所述船舶的舷侧处。

15.如权利要求1至6中任一项所述的船舶，其中，所述调整舱包括两个隔室，且一个调整舱位于所述船首附近的船前部，一个调整舱位于所述船尾附近。

16.如权利要求1-6中任一项所述的船舶，其中，所述调整舱位于所述水平面处或附近，或者所述调整舱位于主甲板高度上方。

17.如权利要求1-6中任一项所述的船舶，其中，所述客舱位于所述船体的重心附近，且所述客舱能在声音方面隔离和/或能具有空气调节系统。

18.如权利要求17所述的船舶，其中，所述客舱包括乘客用座椅，所述乘客用座椅具有靠背，所述靠背能放置到大体水平位置，且其中能存在供所有乘客用的这种乘客用座椅。

19.如权利要求17所述的船舶，其中，所述客舱包括视频显示器和/或示出视野的窗户。