包括滑行船体的海洋船舶的制作方法

本公开涉及包括滑行船体的海洋船舶以及操作这种海洋船舶的方法。

背景技术：

1、通常海洋船舶船体被设计成促进高速滑行。当这种海洋船舶低速运行时，其重量通过由水施加的浮力支承，并且船体作为排水型船体运行。然而，在较高的速度下，船体被设计成使得海洋船舶的重量主要由流体动力学升力支承。为了促进滑行，这样的船体通常设计有相对平底的船尾部段，以提供具有使流体动力学升力增加的冲角的表面。另外，海洋船舶被设计成具有高的功率重量比，以帮助使船舶处于平面上。然而，具有平底的船体的海洋船舶在水中相对不稳定，并且通常在高速下具有大的转弯半径。

2、us2015/0329179a1公开了一种用于单体滑行船舶的混合船体外型，其具有双船体和常规v形形状的船体的组合特征。船体包括沿着船体的整个长度延伸的无台肩式v形形状的中央部段以及两个半舷侧，半舷侧包括远离中央部段延伸的突出部，并且沿着所述船体外型的长度设置在中央部段的任一侧。中央部段和半舷侧各自为船体限定了运行表面。半舷侧提供浮力和流体动力学升力。然而，这种船体形状容易在滑行速度下在波浪中砰击。

技术实现思路

1、本公开的目的是提供一种具有改进的滑行船体的海洋船舶。另一目的是提供一种包括具有改进的稳定性的滑行船体的海洋船舶。另一目的是提供一种特别地在转弯期间具有改进的机动性的海洋船舶。另一目的是提供一种减少浪花在船体上升高并进入驾驶舱的海洋船舶。

2、因此，本公开提供了一种根据权利要求所述的海洋船舶和操作这种海洋船舶的方法。

3、当标准的v形船体滑行船舶在水中以一定速度移动时，船头波浪的水以一定角度(冲角)撞击船体的底部，这会在船体中产生具有相等且相反的反作用的升力，使得船舶被向上提升越过船头波浪并始滑行。然而，冲角具有不希望的后果，因为当船头在波浪上行驶时，船头倾向于被向上推，从而提供了不舒适的行驶。在快速转弯期间，船体表面在水中的缺乏会导致方向不稳定和抓地力差。水被v形船体分开，并向上流向船体的外边缘或脊部。然后以波浪的形式将水从船上冲走。

4、然而，本公开的海洋船舶构造成通过提供液压升力来产生升力而没有大冲角，以将船舶带到平面上并将其保持在平面上。海洋船舶不像标准船舶那样依赖船头波浪来提供将船头提升到平面上的力；而是海洋船舶借助于保持壁在船尾被有效地提升到平面上。船尾处的升力产生了相对于其他滑行船更小的冲角和许多其他益处。

5、特别地，通常通过v形底部部段推向两侧的波浪会撞击保持壁。保持壁基本上将波浪保持或维持在保持壁与v形底部部段之间，并且来自波浪的水滴在保持壁之间加入更大的基本上不可压缩的水体。当海洋船舶经过该水体时，该水体相对于海洋船舶向后移动或向船尾移动。这种相对较高水体使船尾部段向上提升、将海洋船舶带到平面上、并且将海洋船舶保持在平面上。

6、因此，保持壁可以构造成当海洋船舶在水上行驶时将所述向外引导的水相对于船体向后引导，并且至少在船尾部段中将所述向外引导的水保持在保持壁与v形底部部段之间。保持壁可以构造成基本上连续地朝向船体船尾，增加保持壁与v形底部部段之间每单位体积的水与空气的比率。因此，与保持壁没有阻止向外引导的水的向外运动的情况下保持壁与v形底部部段之间的体积中的水体相比，保持壁可以增加该体积中的水体。

7、特别地，v形底部部段构造成在使用期间和/或当海洋船舶在水中被推进时，将水从中心线向外引向保持壁。保持壁可以构造成基本上阻止或保持向外引导的水(即，从v形底部部段引导到保持壁上的水)的向外运动，并且可以改变向外引导的水的方向，以相对平行于海洋船舶的行进方向、中心线和/或龙骨移动。

8、保持壁可以构造成将所述向外引导的水向船尾和/或向下引导，以向海洋船舶提供流体动力学升力或液压升力。保持壁防止大部分的波浪从舷外逸至脊部，并且由于水不能向下移动且不可压缩，因此将船体向上提升。因此，虽然保持壁可以将向外引导的水向下引导，但是这样的水可能不能向下移动而是被向船尾引导朝向船体船尾。

9、因此，海洋船舶在推进期间更加平稳(从船头到船尾)和水平，并且与标准的v形船体滑行船舶相比，海洋船舶以相对于水面更小的冲角在平面上运行。这有许多显著的益处。海洋船舶在更加稳定和符合空气动力学的位置中行驶，从而改善船员的舒适度并减少推进所消耗的能量。由于船舶的船头较低，船员也能在船头看到更多的东西；这可能在诸如救援等之类的应用中非常有益。

10、此外，特别是当保持壁从船体船尾延伸时(即，终止于船体船尾以产生阶梯式船尾轮廓)，离开船体的后部并撞击螺旋桨的水要干净得多，并且气泡明显更少(即，减少空化)。这是因为保持壁将来自v形底部部段的波浪的水滴有效地压缩成水体。因此，船体船尾处的螺旋桨接收到的水更干净，空化更少，这意味着螺旋桨滑动更少。因此，海洋船舶可以以更大的加速度和扭矩运行。螺旋桨滑动的减少进而意味着螺旋桨在水中具有更大的牵引力或“抓地力”，这意味着海洋船舶可以在水中以明显更小的侧向运动转弯。

11、另外，海洋船舶更适合承载更高的载荷。当普通的v形船体船被装载时，其船尾下沉并且其船头将自然抬起。普通的v形船体船也必须在相对较大的船头波浪上行驶才能进行滑行，如果船负荷过重的话，滑行可能是困难的或者不可能的。然而，由于本公开的保持壁提供了沿着海洋船舶的下侧部的长度的升力，并且升力不仅仅集中在船尾(尽管随着保持壁的高度降低，升力朝向船头逐渐减小)，因此船舶即使在被装载时也行驶得更平稳且更水平。因此，海洋船舶可以承载相对较重的载荷。由于升力保持了水平和平稳的行驶，因此船舶内的高载荷的位置与普通v形船体船内的高载荷的位置一样重要。此外，随着船舶行驶得更平稳，当进入滑行时，船头波浪更小，这意味着对于船舶开始滑行来说，高载荷不会造成显著的问题。

12、海洋船舶承载更重载荷的能力的显著优点是，供应推进力的动力单元可以更重，并且因此，可以使用基于再生能量操作的动力单元。例如，动力单元可以从氢源、电池等接收动力，所有这些动力单元都由于它们的重量而在普通的v形船体船中引起重大问题。因此，海洋船舶可以减少化石燃料的使用。

13、另外，由于在转弯期间保持壁在水上的抓地力，海洋船舶是非常稳定且操纵灵活的。除了减少螺旋桨处的空化的益处之外，外部保持壁将依次突出水面，而内部保持壁将停留在水中，从而提供了抵抗水中侧向运动的相等且相反的力。实际上，保持壁大大减少了海洋船舶在急转弯期间在水中的滑动的量，因此海洋船舶可以以小半径的圈进行转弯。

14、因此，v形底部部段和保持壁可以定形状和定尺寸成增加最终的液压升力，例如通过使v形底部部段的表面面积显著大于保持壁的表面面积(例如是该尺寸的至少两倍或是该尺寸的至少四倍)。特别地，海洋船舶的龙骨可以由v形底部部段形成，并且龙骨低于保持壁。v形底部部段可以包括一对下部主部段，所述一对下部主部段各自沿着下部主部段宽度a从中心线的每一侧向外延伸。保持壁可以沿着保持壁高度b延伸，并且保持壁高度b在船尾部段和/或船中部部段中可以小于约0.5a。

15、v形底部部段可以具有足够陡的角度，以将水向外推向保持壁，并且可以以相对于水平面的v形底部角度α从中心线向外延伸，该角度在船尾部段和/或船中部部段中可以处于从约18度至约28度且包括18度和28度的范围内。保持壁可以具有足够陡的角度，以阻止或防止水进一步向外运动和/或将水向下推动，并且可以以相对于水平面的保持壁角度β向下延伸，该角度在船尾部段和/或船中部部段中可以处于从约70度至约90度且包括70度和90度的范围内。v形底部部段与保持壁之间的角度可以处于从约50度或约60度至约90度或约100度且包括50度或60度和90度或100度的范围内，并且在船尾部段和/或船中部部段中可以小于90度。v形底部部段和/或保持壁可以包括船尾部段和/或船中部部段中的平坦平面表面。

16、保持壁可以构造成控制所提供的升力的量，并且可以通过在保持器导轨到达船体船尾之前将保持器导轨中断而前后改变升力的中心。特别地，保持壁可以不从船体船尾延伸并且与船体船尾分离。v形底部部段可以在船体船尾与保持壁之间延伸。由于在船体船尾处没有直接设置保持壁，压力可以逸出，从而由于在船体船尾处没有提供液压升力而减小了所提供的升力。

17、然而，由于本公开的海洋船舶比标准的v形船体滑行船舶行驶得更平稳，因此船体穿过波浪并在船头部段的顶部上方的方向上推起水花。因此，船头部段可以包括至少一个浪花偏转部，以用于使在船头部段上升起的浪花偏转，所述至少一个浪花偏转部包括沿着中心线向前向下延伸并从中心线向外延伸的偏转表面。浪花偏转部布置成使这种浪花向下偏转，从而减少到达海洋船舶的甲板的浪花的体积。

18、本公开的海洋船舶包括船头部段、船尾部段、中心线和滑行船体。滑行船体包括从船尾部段沿着中心线延伸至船头部段的v形底部部段，以及沿着v形底部部段的任一侧从船尾部段朝向船头部段延伸的一对保持壁。每个保持壁平行于中心线向下延伸或者相对于中心线以锐角向下延伸。

19、本公开提供了一种海洋船舶，该海洋船舶包括：船头部段、船尾部段和中心线；以及滑行船体，该滑行船体包括从船尾部段沿着中心线延伸至船头部段的v形底部部段和沿着v形底部部段的任一侧从船尾部段朝向船头部段延伸的一对保持壁，其中，每个保持壁平行于中心线向下延伸或者相对于中心线以锐角向下延伸，其中，v形底部部段构造成在使用中，将水从中心线向外引向保持壁，并且保持壁构造成(a)向下引导所述向外引导的水，并且可选地防止大部分波浪向外逸到船体的外边缘，和/或(b)将所述向外引导的水相对于船体向后引导，并且至少在船尾部段中将所述向外引导的水维持在保持壁与v形底部部段之间，以用于为海洋船舶提供升力。

20、本公开的方法包括在水中推进这种海洋船舶，使得v形底部部段将水从中心线向外引向保持壁，并且保持壁将所述向外引导的水向下引导，使得通过向下引的水来为海洋船舶提供升力。因此，在推进期间，海洋船舶可以被带到和/或保持在平面上。

21、在本公开中，术语“中心线”是指从船舶船头到船舶船尾穿过海洋船舶的中心的竖向平面，并且因此是海洋船舶的左舷侧与右舷侧之间的分界面。船体可以关于中心线基本上对称。

22、在本公开中，术语“向前”是指从海洋船舶的船尾穿过船头的方向(即，与向船尾相反)。在本公开中，术语“向下”或“向下地”是指朝向海洋船舶的龙骨的线的方向、与重力方向成锐角的方向、并且/或者优选地当海洋船舶在水中处于中立、空载和停止位置时朝向并进入海洋船舶所漂浮的水中的方向。在本公开中，术语“向上”是指与向下相反的方向。“上”和“下”分别指向上和向下的位置。

23、在本公开中，术语“水平”意味着沿着或平行于中心线的正交平面。将理解的是，当海洋船舶在水中摇摆和移动时，水平面不一定垂直于重力方向。在本公开中，术语“向外”是指在远离中心线朝向海洋船舶的左舷侧或右舷侧的水平方向上(即横向)。