專利名稱：可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水面浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，特別是一種特輕型防風(fēng)浪、可移動(dòng)可定點(diǎn)、可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)。
背景技術(shù)：
水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)是飄浮于水上的巨型結(jié)構(gòu)，典型的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)應(yīng)具有以下特點(diǎn)1.具有面積巨大的甲板，例如長(zhǎng)1000-2000米，寬70至150米，面積10至30萬平方米。作為對(duì)比比較，較大的航空母艦甲板面積約3至4萬平方米。
2.總的承載能力要求不高。例如不超過1萬噸，或特殊情形下至多數(shù)萬噸。因此每平方米甲板面積上的平均載荷約為數(shù)十公斤，至多數(shù)百公斤。
3.存在相當(dāng)大的“點(diǎn)”載荷。例如，大型飛機(jī)重400噸，重量集中在三組著陸輪視同于三個(gè)點(diǎn)上。點(diǎn)載荷可移動(dòng)到甲板絕大部分區(qū)域的任意位置。因此，甲板及其支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)具有很高的強(qiáng)度與剛度，以便將巨大的點(diǎn)載荷傳遞分散到鄰近結(jié)構(gòu)中。
4.定點(diǎn)基地不允許在大風(fēng)浪來臨時(shí)遷離現(xiàn)場(chǎng)。因此，面積巨大的甲板及設(shè)置于巨大空間中的支撐結(jié)構(gòu)必須減小風(fēng)阻特別是浪阻。
迄今為止，世界上尚未出現(xiàn)具有典型意義的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)。個(gè)別水上機(jī)場(chǎng)設(shè)置于港灣內(nèi)，環(huán)境水域波浪不很大。
現(xiàn)有技術(shù)的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，最為眾所周知的是航空母艦。航母是一種功能齊全、戰(zhàn)斗力很強(qiáng)的軍艦。它的缺點(diǎn)是飛機(jī)起降滑跑距離相當(dāng)小(不超過300-400米)，對(duì)飛行器的類型限制大，造價(jià)高昂。因此，它不宜于成為數(shù)量較多、散布海洋各處、能適應(yīng)重型飛機(jī)起降的浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)。
除航母外，各種構(gòu)建水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的技術(shù)構(gòu)思無不遭遇防止風(fēng)浪破壞的難題。
日本三菱重工的專利[JP]8-331627(1996)及[US]6089175(2000)，提出一種具有波浪吸收功能的大型浮動(dòng)結(jié)構(gòu)，可以用作水上機(jī)場(chǎng)。它的不足之處是只能吸收大面積水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)(甲板)下方的波浪作用，不能消除(至少在大部分面積范圍內(nèi)消除)波浪作用。并且，它也沒有提供消除特大風(fēng)力(如熱帶氣旋)作用的措施。因此，浮動(dòng)結(jié)構(gòu)仍將相當(dāng)笨重，投資仍將相當(dāng)巨大。
美國(guó)McDermott Technology，Inc.的專利WO99/12806(1999)，即[CN]1269759A(2000公開)，提出了一種可移動(dòng)的海上基地，由能夠自推進(jìn)的獨(dú)立單元相連而成，具有半潛式結(jié)構(gòu)，以機(jī)場(chǎng)為其典型應(yīng)用用途。它的缺點(diǎn)之一是缺乏防止風(fēng)浪破壞的有效措施，只能采取提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的方法對(duì)風(fēng)浪進(jìn)行“硬抗”因而結(jié)構(gòu)十分笨重。它未充分利用大多數(shù)機(jī)場(chǎng)基地設(shè)施載荷小(相對(duì)于甲板面積而言，)的有利條件，按單位甲板面積計(jì)算的作業(yè)狀態(tài)排水量7噸/平方米以上，水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)自重約5噸/平方米。它的每個(gè)單元300米長(zhǎng)，工作狀態(tài)排水量約35萬噸。用它組合建造1000米長(zhǎng)的機(jī)場(chǎng)，跑道遠(yuǎn)不算長(zhǎng)，排水量卻將超過百萬噸。它的另一缺點(diǎn)是采用了普通的小水線面結(jié)構(gòu)，因而其吃水深度對(duì)載荷變動(dòng)比較敏感，需要用壓艙水進(jìn)行補(bǔ)償性調(diào)節(jié)，增加了壓載艙的容積。
在現(xiàn)有技術(shù)中，以船舶為典型，其容積分布都是集中(聚集在較小空間里)式布置，因而對(duì)應(yīng)于單位甲板面積的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)結(jié)構(gòu)具有很大的浪阻、風(fēng)阻。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，既能夠在所在海域最大風(fēng)浪下保證其結(jié)構(gòu)安全，又能夠減小其結(jié)構(gòu)的重量使結(jié)構(gòu)輕量化，可大幅度降低建造及使用成本。
本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，能夠保持其在任何狀態(tài)下姿態(tài)的穩(wěn)定性；其控制操作簡(jiǎn)單、安全、可靠。
本實(shí)用新型的又一目的在于提供一種可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，其可拼接、可遷移、可控制下潛。
本實(shí)用新型再一個(gè)目的在于提供一種可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，在單位甲板面積載荷較小的情況下使其進(jìn)一步輕量化，并保持整體剛度的條件下進(jìn)一步減少其浪阻及風(fēng)阻，減少波浪誘導(dǎo)的附加彎矩及附加剪力。
本實(shí)用新型的再一目的在于提供一種可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，其為一種風(fēng)阻和浪阻均非常小的空間支架的浮動(dòng)結(jié)構(gòu)，可加大整體的剛度，實(shí)現(xiàn)超輕型化，使甲板表面較大的點(diǎn)載荷有效地分散到主體結(jié)構(gòu)的四周，減小局部變形下沉量，使小單位面積排水量支撐大的載荷。
本實(shí)用新型的再一個(gè)目的在于提供一種可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面使水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)大型化成為可能。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，其至少包括有可起降航空器的甲板，于所述的甲板上連接有定浮力裝置、變浮力裝置、防漂移裝置以及深度控制裝置，所述定浮力裝置的排水量等于水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的重量；所述變浮力裝置至少包括可完全進(jìn)水的艙室，該變浮力裝置的浮力變化量大于等于浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)最大儲(chǔ)備浮力的90％。
所述的甲板下設(shè)有支撐甲板的桁架結(jié)構(gòu)；所稱桁架結(jié)構(gòu)由管材或管形結(jié)構(gòu)組成，其主體結(jié)構(gòu)的管材及管形結(jié)構(gòu)為了保持整體形狀主要承受拉力及壓力，一般情況下彎矩相對(duì)不大。
所述桁架結(jié)構(gòu)在水平方向的任意截面面積小于等于甲板面積的30％，在作業(yè)吃水線位置的水線面積小于等于甲板面積的15％。
所述桁架結(jié)構(gòu)的同一水平線的部分節(jié)點(diǎn)上設(shè)有浮艙，該浮艙包括有可完全進(jìn)水艙室和不可進(jìn)水艙室，于所述的可完全進(jìn)水艙室上設(shè)有水密艙門，該浮艙的不可進(jìn)水艙室構(gòu)成定浮力裝置。
所述的桁架結(jié)構(gòu)中設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)浮艙，該浮艙上設(shè)有水密艙門，構(gòu)成所述變浮力裝置的可完全進(jìn)水艙室，該浮艙下設(shè)有具有固定浮力的復(fù)數(shù)管體，構(gòu)成定浮力裝置。
該甲板為鏤空結(jié)構(gòu)；鏤空面積大于等于50％。
所述的甲板下設(shè)有板式箱形結(jié)構(gòu)，該板式箱形結(jié)構(gòu)上設(shè)有水密艙門，構(gòu)成變浮力裝置的可完全進(jìn)水艙室；于所述板式箱形結(jié)構(gòu)下面設(shè)有具有固定浮力的復(fù)數(shù)管體，該復(fù)數(shù)個(gè)管體構(gòu)成所述的定浮力裝置。
所述水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的最大排水量按甲板面積計(jì)算小于等于1噸/每平方米。
所述水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的作業(yè)儲(chǔ)備浮力的折算水體積與吃水線上的可完全進(jìn)水艙室水線面積之商小于等于臨界波長(zhǎng)幅高。
水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)至少一個(gè)方向的跨度大于等于所在水域臨界波浪最大波長(zhǎng)。
甲板至水面的距離在作業(yè)狀態(tài)下大于等于臨界風(fēng)浪的最大波幅，小于等于所在水域最大波浪波幅的80％。
所述水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)縱向及橫向任意垂直截面積不大于該截面結(jié)構(gòu)輪廓包絡(luò)內(nèi)的面積的50％。
所述防漂移裝置是錨泊裝置，所述錨泊裝置設(shè)有鏈纜，所述鏈纜拉力方向在水平面內(nèi)的投影指向同一方向。
所述防漂移裝置也可以是動(dòng)力式定位裝置。
防漂移裝置為防止浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)在水平面內(nèi)位置發(fā)生較大飄移的裝置，即水平面內(nèi)位置的定位裝置。它的定位精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于浮動(dòng)石油鉆采平臺(tái)的定位精度。
所述可完全進(jìn)水的艙室可為重力注排水艙或壓載水艙。
所述重力注排水艙整體位于水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)作業(yè)狀態(tài)吃水線之上，其艙底的高度位置在作業(yè)狀態(tài)吃水線附近；所述重力注排水艙設(shè)有通向外界的水密艙門，至少一個(gè)水密艙門的下邊緣低于等于艙底高度。
所述變浮力裝置還包括可分離浮艙或可分離重艙或可提起重物。
所述的可分離浮艙設(shè)于水面或水中；該分離浮艙與水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)之間設(shè)有鏈纜連接；所述鏈纜的一端設(shè)有用以改變鏈纜的有效長(zhǎng)度的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
所述連接鏈纜具有快速脫離結(jié)構(gòu)。
所述可分離的重艙可沉于水中或落于水底；該重艙與水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)之間具有鏈纜連接；所述鏈纜的一端設(shè)有用以改變鏈纜的有效長(zhǎng)度的鏈纜驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
所述可分離重艙或可提起重物設(shè)有壓載水艙。
所述浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)具有多鏈纜重艙，該重艙具有至少兩根鏈纜每根鏈纜與浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)主體上所設(shè)的一個(gè)可改變鏈纜長(zhǎng)度的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。
所述多鏈纜重艙具有三根鏈纜，每根鏈纜與浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)主體上所設(shè)的一個(gè)可改變鏈纜長(zhǎng)度的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，三個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在水平面內(nèi)的投影位置不共線。
所述深度控制裝置設(shè)有至少一個(gè)位于所述水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)上驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
深度控制裝置為控制浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)相對(duì)于水平面的浮沉(上浮下潛)位置的裝置。該位置變動(dòng)不僅僅在普通平臺(tái)吃水深度的范圍內(nèi)，而且包括整個(gè)機(jī)場(chǎng)結(jié)構(gòu)(除可能存在的個(gè)別高塔及可分離浮艙之外)下潛于水中的深度。
該深度控制裝置具有對(duì)主體單元施加外部拉力的外部拉力結(jié)構(gòu)，所述外部拉力結(jié)構(gòu)至少一個(gè)、至多全部為有依托外部拉力結(jié)構(gòu)，其余為輔助外部拉力結(jié)構(gòu)，有依托外部拉力結(jié)構(gòu)為水底結(jié)構(gòu)或水面浮子，水面浮子包括分離后的可分離浮艙，輔助外部拉力結(jié)構(gòu)為水中重物或水中浮子；所述外部拉力結(jié)構(gòu)與水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)之間為鏈纜連接，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)鏈纜有效長(zhǎng)度。
所述有依托的外部拉力結(jié)構(gòu)全部是水底結(jié)構(gòu)或全部是水面浮子或者由水底結(jié)構(gòu)和水面浮子構(gòu)成；所述水面浮子的總浮力大于水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)可能出現(xiàn)的最大負(fù)的當(dāng)量剩余浮力的絕對(duì)值，所述當(dāng)量剩余浮力為剩余浮力與輔助外部拉力之和。
至少有一個(gè)所述浮子與至少有一個(gè)所述重物通過鏈纜與同一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。
所述水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)還設(shè)有控制系統(tǒng)；控制系統(tǒng)控制浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)改變浮力、改變自重、上浮、下潛等操作。
所述深度控制裝置具有測(cè)定所述鏈纜張力的傳感器，該傳感器與控制系統(tǒng)連接。
所述深度控制裝置具有測(cè)定所述鏈纜有效長(zhǎng)度的傳感器，該傳感器與控制系統(tǒng)連接。
所述深度控制裝置具有測(cè)定所述鏈纜的水平方向角及/或俯仰方向角的傳感器，該傳感器與控制系統(tǒng)連接。
所述主體單元的俯視投影外形呈矩形。
所述的甲板和甲板上連接的定浮力裝置、變浮力裝置、防漂移裝置、動(dòng)力裝置以及深度控制裝置構(gòu)成一個(gè)主體單元，該水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)由一個(gè)或一個(gè)以上的主體單元?jiǎng)傂赃B接而成。
本實(shí)用新型的上述結(jié)構(gòu)服務(wù)于下潛避風(fēng)暴的使用方法。該方法可見之于本申請(qǐng)人的相關(guān)專利申請(qǐng)PCT/CN03/00304，國(guó)際申請(qǐng)日為2003年4月25日。該方法的基本原理是將海況分為臨界以上和以下海況，臨界點(diǎn)以可能繼續(xù)進(jìn)行作業(yè)和不危及機(jī)場(chǎng)安全的最惡劣海況來確定。臨界點(diǎn)以上海況時(shí)作業(yè)已不能正常進(jìn)行，此時(shí)浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)繼續(xù)留在海面上將面臨巨大的風(fēng)暴破壞性載荷，如此時(shí)采用適當(dāng)?shù)姆椒▽⒏?dòng)機(jī)場(chǎng)潛入水下，情況將大為改善，水上風(fēng)載荷、水面靜載荷消失，海浪動(dòng)載荷隨下潛深度呈幾何級(jí)下降，浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)自身結(jié)構(gòu)及錨泊系統(tǒng)的實(shí)際載荷大為減小。由于浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)不再承受過大的惡劣載荷，結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要求有所放寬，為輕量化、大跨度、低成本、提高平臺(tái)機(jī)動(dòng)性能以及平臺(tái)長(zhǎng)期安全使用創(chuàng)造了條件。
由上述結(jié)構(gòu)可知，本實(shí)用新型能夠在所在海域最大風(fēng)浪下保證其結(jié)構(gòu)安全，并能夠減小其結(jié)構(gòu)的重量使其結(jié)構(gòu)輕量化，可大幅度降低建造及使用成本。本實(shí)用新型的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)可現(xiàn)場(chǎng)拼接、可遷移、可控制下潛；其變浮力裝置及定位裝置能夠保持其在任何狀態(tài)下姿態(tài)的穩(wěn)定性。該水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)控制操作簡(jiǎn)單、安全、可靠；在單位甲板面積載荷較小的情況下使其進(jìn)一步輕量化，并保持整體剛度的條件下進(jìn)一步減少其浪阻及風(fēng)阻，減少波浪誘導(dǎo)的附加彎矩及附加剪力；當(dāng)遇到最大風(fēng)暴時(shí)，能夠保證自身結(jié)構(gòu)及錨泊系統(tǒng)的安全；總之，本實(shí)用新型從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面使水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)大型化成為可能。


圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型甲板俯視圖；圖3為本實(shí)用新型重力注排水艙的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型水底約束示意圖；圖5為本實(shí)用新型水底約束時(shí)有水中浮子的示意圖；圖6為本實(shí)用新型水面約束示意圖；
圖7為本實(shí)用新型水面約束時(shí)有水中重物的示意圖；圖8為本實(shí)用新型水底-水面約束示意圖；圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例2結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本實(shí)用新型實(shí)施例3結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為本實(shí)用新型實(shí)施例4結(jié)構(gòu)側(cè)視示意圖；圖12為本實(shí)用新型實(shí)施例4結(jié)構(gòu)俯視示意圖；圖13為本實(shí)用新型整體效果示意圖；具體實(shí)施方式
實(shí)施例1如圖1、13所示，一種可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，其至少包括有可起降航空器的甲板1，于所述的甲板1上連接有定浮力裝置、變浮力裝置、防漂移裝置以及深度控制裝置，所述定浮力裝置的排水量等于水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的重量；所述變浮力裝置至少包括可完全進(jìn)水的艙室，該變浮力裝置的浮力變化量大于等于浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)最大儲(chǔ)備浮力的90％。
變浮力裝置的容量是指體積調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)量加自重調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)量折算水體積。自重調(diào)節(jié)裝置中可分離重艙及可提起重物的調(diào)節(jié)量以其凈重力(即重力扣除浮力之差)計(jì)算。
浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)最大儲(chǔ)備浮力為浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)總體積與自重排水量體積之差。
浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)總體積中包括體積調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)量。因此，總體積為最大總體積?？煞蛛x重艙及可提起重物的體積不計(jì)在內(nèi)。
自重排水量體積不包括自重調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)量的折算水體積。因此，自重為最小自重。
本浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的整體技術(shù)有兩個(gè)的重要特征。一是深度控制裝置，二是變浮力容量大。一般浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)或浮動(dòng)平臺(tái)不具有此特征。
本實(shí)用新型能夠在所在海域最大風(fēng)浪下保證其結(jié)構(gòu)安全，保持其在任何狀態(tài)下姿態(tài)的穩(wěn)定性；其控制操作簡(jiǎn)單、安全、可靠，并可控制下潛。
進(jìn)一步，如圖1所示，本實(shí)施例中所述甲板1下設(shè)有支撐甲板的桁架結(jié)構(gòu)2；所稱桁架結(jié)構(gòu)由管材或管形結(jié)構(gòu)組成，其主體結(jié)構(gòu)的管材及管形結(jié)構(gòu)為了保持整體形狀主要承受拉力及壓力，一般情況下彎矩相對(duì)不大。該甲板1為鏤空結(jié)構(gòu)；鏤空面積大于等于50％。
本實(shí)施例中，如圖1、2、13所示，所述水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的俯視投影外形呈矩形，甲板上的通孔孔徑為20mm×20mm，孔邊間距為3-5mm，鏤空比為60％，其鏤空的面積大于甲板面積的50％。所述桁架結(jié)構(gòu)2在水平方向的任意截面面積小于等于甲板面積的30％，桁架結(jié)構(gòu)2在作業(yè)吃水線位置附近的水線面積小于等于甲板面積的15％。水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的最大排水量按甲板面積計(jì)算小于等于1噸/每平方米。
本實(shí)用新型的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，可進(jìn)一步輕量化，有效減小風(fēng)阻和浪阻，并且結(jié)構(gòu)剛度高，有利于點(diǎn)載荷的分散。
進(jìn)一步，在本實(shí)施例中，所述水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的作業(yè)儲(chǔ)備浮力的折算水體積與吃水線附近的可完全進(jìn)水的艙室水線面積之商小于等于臨界波長(zhǎng)幅高。水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)至少一個(gè)方向的跨度大于等于所在水域臨界波浪最大波長(zhǎng)。甲板至水面的距離在的作業(yè)狀態(tài)下大于等于臨界風(fēng)浪的最大波幅，小于等于所在水域最大波浪波幅的80％。因此可以使該水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)垂蕩小，波峰局部超過浮體上邊沿后該局部浮力不再增加。使波浪誘導(dǎo)產(chǎn)生的附加彎矩、剪力小。在臨界以下波浪環(huán)境中正常作業(yè)時(shí)，無論波浪方向如何，水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)姿態(tài)都十分穩(wěn)定。
所述水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)縱向及橫向任意垂直截面積不大于該截面結(jié)構(gòu)輪廓包絡(luò)內(nèi)的面積的50％。
本水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)在臨界以上風(fēng)浪環(huán)境中運(yùn)用受控下潛狀態(tài)減小風(fēng)浪載荷的破壞作用。本水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度能適應(yīng)受控下潛狀態(tài)下所在海域最大風(fēng)浪。
在適于錨泊的海域，水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的防漂移裝置通常是錨泊裝置。在不適于錨泊的海域，水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的防漂移裝置是動(dòng)力式定位裝置(即具有萬向節(jié)的推力裝置)。本水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)采用錨泊裝置時(shí)，通常是多點(diǎn)錨泊，錨泊裝置設(shè)有鏈纜，鏈纜拉力方向指向同一方向，以避免單鏈纜或多方向而將浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)損壞。
在本實(shí)施例中，本水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)臨界波浪浪高10米，波幅5米，所在水域最大波浪波幅15米。水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)結(jié)構(gòu)高(即厚度)20米，甲板12距靜態(tài)水平面約10米，大于臨界波長(zhǎng)波幅，作業(yè)時(shí)不會(huì)浪上甲板12。但甲板12高度遠(yuǎn)小于最大波幅的80％，這在現(xiàn)有水面定點(diǎn)作業(yè)平臺(tái)中是很難做到的。
在臨界以上波浪環(huán)境下下潛35至40米。
水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)在水面作業(yè)狀態(tài)下，其水線面積不超過水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)結(jié)構(gòu)垂直投影(在水平面上投影)輪廓的包絡(luò)線范圍總面積的約15％。不大的水線面積分布在相當(dāng)大水域面積中，并且主要分布在水域面積的周邊附近，因而容易在設(shè)計(jì)上提高水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的穩(wěn)心。
進(jìn)一步，如圖1或3所示，所述桁架結(jié)構(gòu)2的同一水平線的部分節(jié)點(diǎn)上設(shè)有浮艙3，該浮艙3包括有可完全進(jìn)水艙室31和不可進(jìn)水艙室32，于所述的可完全進(jìn)水艙室31上設(shè)有水密艙門，該浮艙3的不可進(jìn)水艙室32構(gòu)成定浮力裝置。
該不可進(jìn)水艙室32為密封艙室，其內(nèi)部可填充輕質(zhì)材料，確保破艙不進(jìn)水。
所述可完全進(jìn)水的艙室31可為重力注排水艙311、或壓載水艙。
所述重力注排水艙311整體位于水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)作業(yè)狀態(tài)吃水線之上，其艙底的高度位置在作業(yè)狀態(tài)吃水線附近；所述重力注排水艙311上有通向外界的水密艙門3111作為通氣口，及大尺寸水密艙門3112作為通海口。至少一個(gè)通?？谂撻T3112的下邊緣與該艙室311底面等高。
本實(shí)施例的重力注排水艙內(nèi)可設(shè)有壓載水艙(圖中未表示)，通過調(diào)節(jié)該壓載水艙的充水量來調(diào)節(jié)水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的自重，從而用于平衡水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)載荷的變動(dòng)和分布狀態(tài)下的水線位置。
在開始受控下潛以前，水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的實(shí)際吃水線的位置可能低于作業(yè)最大吃水線，通過調(diào)節(jié)壓載水艙或其他變浮力裝置來調(diào)節(jié)水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的載荷平衡，使實(shí)際吃水線位于作業(yè)狀態(tài)最大吃水線的位置，即重力注排水艙311的水密艙門3112的邊緣。在此狀態(tài)下，當(dāng)水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)位于正常吃水線時(shí)，在開啟其水密艙門3111、3112后，外界的水暫時(shí)還不可自由進(jìn)出該重力注排水艙311。
開啟該水密艙門3111、3112，等于水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)放棄了儲(chǔ)備浮力，因而只要通過驅(qū)動(dòng)器4調(diào)節(jié)縮短下文將說明的海底重塊的鏈纜5的有效長(zhǎng)度，對(duì)水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)施加不大的向下拉力，水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)就可開始下潛，外界的水在重力作用下進(jìn)入重力注排水艙311。這個(gè)過程一直進(jìn)行到下潛達(dá)到操作要求的深度，重塊鏈纜5的有效長(zhǎng)度及水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)下潛深度都趨于穩(wěn)定。
在水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)從下潛狀態(tài)上浮的過程中，以上過程逆向進(jìn)行，即，放長(zhǎng)重塊鏈纜5的長(zhǎng)度使水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)上浮，從水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)露出水面時(shí)起，重力注排水艙311在重力作用下排水，最后關(guān)閉水密艙門3112，恢復(fù)儲(chǔ)備浮力，恢復(fù)正常作業(yè)。
簡(jiǎn)單地說，如上所述重力注排水方法包括，a.開啟整體位于作業(yè)狀態(tài)吃水線以上的重力注排水艙311的通?？?，在水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)下潛、該通?？诨蚱渚植肯聺摰剿嬉韵聲r(shí)，艙外的水可以自由進(jìn)入該艙室，以便減小該艙室的有效體積；b.開啟艙室的通?？冢谒细?dòng)機(jī)場(chǎng)該艙室升出水面時(shí)，艙內(nèi)的水可以自由流出該艙室；c.在該艙室內(nèi)的水被排空的條件下上浮、關(guān)閉該通?？?，以便恢復(fù)該艙室的有效體積。
如圖1所示，本實(shí)施例中，所述變浮力裝置還包括可分離浮艙6、可分離重艙7，或可提起重物。
可分離浮艙6為方形或圓形的倒錐體(上大下小)。水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)正常作業(yè)時(shí)，復(fù)數(shù)可分離浮艙6位于水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)甲板1為它留出的空位處，浮艙上表面與水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)甲板1等高，成為水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)甲板1的一部分。該可分離浮艙6可進(jìn)一步具有壓載水艙，其總浮力可以調(diào)節(jié)。它離開水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)主體時(shí)，減小水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)主體的體積，從而減小其總浮力。它可依靠自身浮力保持在水面，還可以成為依托于水面的外部拉力結(jié)構(gòu)，對(duì)水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)施加約束力。
可分離浮艙6分離后成為下文所述的深度控制裝置的浮子(見圖6)。水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的動(dòng)力設(shè)備如柴油發(fā)電機(jī)可裝在浮艙6內(nèi)，用柔性電纜向水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)供電。水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)下潛時(shí)裝有發(fā)電機(jī)的浮艙6不下潛，使柴油機(jī)能正常工作?？煞蛛x浮艙6內(nèi)還可布置其他不宜于下潛的設(shè)備或艙室空間，如備用控制中心、直升機(jī)庫(kù)等，水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)下潛時(shí)，該設(shè)備或艙室可浮于水面上。
上述浮艙6中至少有一個(gè)裝有控制設(shè)備。若干浮艙裝有推進(jìn)器及其他設(shè)施，必要時(shí)可以完全脫離水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)成為救生艙逃生。該具有救生功能的浮艙的連接鏈纜可具有快速脫離結(jié)構(gòu)(如爆炸螺栓、快速分解式鎖扣等)，以便在水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)可能沉沒時(shí)緊急脫離水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)進(jìn)行自救。
本水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)還有可分離重物或重艙7(如圖6)，該可分離重物或重艙7設(shè)有壓載水艙；可分離重物或重艙7與水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)分離并沉到水底后減小水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)自重。它沉到水底后可以成為可提起重物，從水底提起后可增加水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)自重。
本水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的深度控制裝置的基本結(jié)構(gòu)是它具有外部拉力結(jié)構(gòu)，對(duì)水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)施加外部拉力，所述外部拉力結(jié)構(gòu)包括有依托外部拉力結(jié)構(gòu)和輔助外部拉力結(jié)構(gòu)，有依托外部拉力結(jié)構(gòu)為水底結(jié)構(gòu)8(圖4、5)或水面浮子9(圖6、7、8)，水面浮子9包括分離后的可分離浮艙6；輔助外部拉力結(jié)構(gòu)為水中重物8’(圖7)或水中浮子9’(圖5)；所述外部拉力結(jié)構(gòu)與水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)之間用鏈纜連接，并用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)所述鏈纜有效長(zhǎng)度。
與此裝置相應(yīng)，水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的安全下潛狀態(tài)為受控下潛狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)的方法為減小并調(diào)節(jié)水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)總浮力和設(shè)置并調(diào)節(jié)水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的深度約束；減小后的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的總浮力不大于水面作業(yè)狀態(tài)下水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)滿載時(shí)最大總浮力的約10％；受控下潛的深度在可能發(fā)生的最大波浪的波谷以下，不大于設(shè)計(jì)規(guī)定的最大下潛深度。所述“設(shè)置”水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的深度約束為利用外部拉力結(jié)構(gòu)通過鏈纜對(duì)水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)施加外部拉力；所述外部拉力至少3個(gè)為有依托的外部拉力，其余為輔助外部拉力，所述有依托的外部拉力稱為約束力，是利用水底結(jié)構(gòu)或水面浮子經(jīng)過鏈纜施加于水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的拉力，所述輔助外部拉力為利用水中重物或水中浮子經(jīng)過鏈纜施加于水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的拉力。
約束力所通過的鏈纜5、5’稱為約束鏈纜。顯然，約束鏈纜的有效長(zhǎng)度(指在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以外的長(zhǎng)度，不計(jì)驅(qū)動(dòng)卷筒上的長(zhǎng)度)決定水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的各約束點(diǎn)的深度位置，決定水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的下潛深度。
因此，所述“調(diào)節(jié)水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的深度約束”的一個(gè)簡(jiǎn)單內(nèi)容就是通過調(diào)節(jié)各約束鏈纜的有效長(zhǎng)度來調(diào)節(jié)各約束點(diǎn)與各依托物(水底結(jié)構(gòu)8、水面浮子9)的距離。
在水深適宜的水域，本水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的深度控制裝置可以采用“水底約束”式結(jié)構(gòu)。
“水底約束”式深度控制裝置(見圖4)。它具有若干個(gè)水底結(jié)構(gòu)8，如錨、重塊或水底固定結(jié)構(gòu)。它以水底結(jié)構(gòu)8為依托，通過鏈纜5對(duì)水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)施加向下拉力即向下的約束力。
如果某些可分離浮艙6分離后留于水中，見圖5，就成為深度控制裝置中的水中浮子9’，即輔助外部拉力結(jié)構(gòu)。這時(shí)，將它的作用力與水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的剩余浮力即總浮力之和(代數(shù)和)稱為當(dāng)量剩余浮力。當(dāng)沒有輔助外部拉力(即輔助拉力為零)時(shí)，水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的剩余浮力也可視為當(dāng)量剩余浮力。下文將說明的另兩種約束方式的“當(dāng)量剩余浮力”依此類推。
水底約束要求水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的當(dāng)量剩余浮力大于零，全部約束鏈纜5的拉力之和等于當(dāng)量剩余浮力，但方向相反。
水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的下潛深度根據(jù)水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)或水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的設(shè)計(jì)強(qiáng)度及環(huán)境的風(fēng)暴狀態(tài)決定。可能出現(xiàn)最大風(fēng)暴時(shí)，必須下潛到設(shè)計(jì)規(guī)定的抵御最大風(fēng)暴的深度。用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)鏈纜5的有效長(zhǎng)度，可以調(diào)節(jié)水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的下潛深度。
所述“調(diào)節(jié)水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的深度約束”的另一個(gè)內(nèi)容是調(diào)節(jié)水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)在波浪擾動(dòng)環(huán)境中保持穩(wěn)定的能力。
波浪力等干擾力可能影響各約束點(diǎn)深度位置的穩(wěn)定性，從而影響水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)深度的穩(wěn)定性和水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)姿態(tài)的穩(wěn)定性。簡(jiǎn)單地分析水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的約束力總和與干擾力總和，可以看到，當(dāng)干擾力F方向向上時(shí)，如果將鏈纜5視作理想的垂直布置、無彎曲、無彈性的情形，并且干擾力F不大于水底結(jié)構(gòu)8及鏈纜5的承載能力，則干擾力的變動(dòng)ΔF引起的約束點(diǎn)深度位置的變動(dòng)ΔS為零，于是約束剛度K＝ΔF/ΔS＝∞為無窮大，約束剛度極高。當(dāng)干擾力方向向下時(shí)，在干擾力F小于鏈纜5的拉力即水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)當(dāng)量剩余浮力的條件下，也有約束剛度K＝ΔF/ΔS＝∞為無窮大。但是，重要的是，在向下干擾力F大于鏈纜拉力即水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)當(dāng)量剩余浮力的條件下，ΔF即使為零，ΔS也可以不為零，于是約束剛度K將為零，約束剛度極低?？梢姡s束鏈纜的拉力即張力越大，高剛度約束的條件越好。以上是約束力上干擾力的總和分析，只能大體說明基本概念。在考慮水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)姿態(tài)穩(wěn)定性時(shí)，應(yīng)分析約束力及干擾力的分布關(guān)系，只能針對(duì)具體的力學(xué)模型進(jìn)行。因此，可以說，約束鏈纜的拉力即張力越大，水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的深度穩(wěn)定性及姿態(tài)穩(wěn)定性越好。
由此可見，應(yīng)該根據(jù)可能存在的干擾力(主要是波浪力)的大小及對(duì)水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)穩(wěn)定性要求的高低來決定約束鏈纜的張力即水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的當(dāng)量剩余浮力，也就是水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的當(dāng)量剩余浮力根據(jù)在風(fēng)暴環(huán)境中下潛狀態(tài)下為保持水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)穩(wěn)定所需約束鏈纜的張力決定；調(diào)節(jié)水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的深度約束為調(diào)節(jié)鏈纜的有效長(zhǎng)度、水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的當(dāng)量剩余浮力及外部有依托拉力即約束拉力。
在水深不適于設(shè)置水底結(jié)構(gòu)的水域，本水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的深度控制裝置也可以采用“水面約束”式結(jié)構(gòu)。
“水面約束”式深度控制裝置，見圖6。這里只說明它與水底約束的區(qū)別點(diǎn)。它以若干個(gè)水面浮子9為依托，通過鏈纜5’對(duì)水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)施加向上拉力即向上的約束力。水面約束式結(jié)構(gòu)的輔助外部拉力結(jié)構(gòu)常常是水中重物8’，見圖7。水面約束要求水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的當(dāng)量剩余浮力小于零，即水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)(加上輔助拉力結(jié)構(gòu))的重力大于排水量。全部約束鏈纜5’的拉力之和等于水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的當(dāng)量剩余浮力。
所述水面浮子的總浮力大于水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)可能出現(xiàn)的最大負(fù)的當(dāng)量剩余浮力的絕對(duì)值，以便保證破艙條件下水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)不沉沒。
鏈纜5’的有效長(zhǎng)度決定水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的下潛深度。各約束點(diǎn)鏈纜5’有效長(zhǎng)度的相對(duì)關(guān)系決定水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的姿態(tài)。
不論干擾力方向是向上還是向下，設(shè)干擾力的變動(dòng)ΔF引起約束點(diǎn)深度位置的變動(dòng)為ΔS，水面浮子9的水面面積總和為A，則ΔF＝AΔS，于是約束剛度K＝ΔF/ΔS＝(AΔS)/ΔS＝A，所以約束剛度就是水面浮子的水面面積A。當(dāng)水面浮子的水面面積A不可調(diào)節(jié)時(shí)，面積A是設(shè)計(jì)決定的結(jié)構(gòu)參數(shù)。應(yīng)注意，重要的是，干擾力F不能太大。如果方向向下的干擾力F大于水面浮子的儲(chǔ)備浮力，或者，如果方向向上的干擾力F大于水面浮子的剩余浮力，則約束剛度K為零?？梢姡娓∽拥膬?chǔ)備浮力及剩余浮力越大，有一定剛度的約束條件越好。約束鏈纜5’的張力之和等于水面浮子的剩余浮力。水面浮子的儲(chǔ)備浮力與剩余浮力的相對(duì)大小比率決定于干擾力F的特性，有一定的數(shù)值范圍，因而水面浮子的儲(chǔ)備浮力及剩余浮力與約束鏈纜5’的張力大小相應(yīng)。于是，對(duì)于“水面約束”式深度控制裝置而言，也是約束鏈纜的張力越大，約束條件越好，所以也應(yīng)該根據(jù)可能存在的干擾力的大小及對(duì)水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)穩(wěn)定性要求的高低來決定約束鏈纜的張力。
依托于水面浮子9的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，為了保持必要的穩(wěn)定性，當(dāng)波浪較大時(shí)，應(yīng)設(shè)定允許的約束鏈纜張力的最小值，并隨時(shí)調(diào)節(jié)水面浮子所連接鏈纜5’的有效長(zhǎng)度，使鏈纜張力不小于設(shè)定的最小值，以便使各個(gè)水面浮子的實(shí)際吃水線位置穩(wěn)定，至少要使鏈纜不松弛。
本水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的深度控制裝置還可以采用“水底-水面約束”式結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)方式的性能優(yōu)于前兩種方式。
“水底-水面約束”式深度控制裝置，見圖8。它同時(shí)以若干個(gè)水底結(jié)構(gòu)8及若干個(gè)水面結(jié)構(gòu)9作為依托。這時(shí)水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的當(dāng)量剩余浮力可以大于、等于、小于零。
所述水面浮子的總浮力大于水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)可能出現(xiàn)的最大負(fù)的當(dāng)量剩余浮力的絕對(duì)值，以便保證破艙條件下水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)不沉沒。
“水底-水面約束”的約束剛度狀態(tài)是“水底約束”式與“水面約束”式的綜合。當(dāng)干擾力方向向上時(shí)，約束剛度K為無窮大。當(dāng)干擾力方向向下，并且干擾力F不大于水底浮子8的約束鏈纜5的張力時(shí)，剛度為無窮大。當(dāng)干擾力方向向下，并且干擾力F超過水底結(jié)構(gòu)8的約束鏈纜5的張力時(shí)，約束剛度K就不是無窮大，而只等于水面浮子的水面面積A(K＝A而不等于零，是“水底-水面的束”優(yōu)于“水底約束”之處。只有當(dāng)該超過部分大于水面浮子的儲(chǔ)備浮力時(shí)，K才為零)。因此，同樣可以認(rèn)為，約束鏈纜的張力越大，約束條件越好。(當(dāng)然，在實(shí)踐中，約束剛度并不一定越大越好，有時(shí)，剛度適當(dāng)?shù)陀欣跍p小結(jié)構(gòu)應(yīng)力。)所以，同樣應(yīng)該根據(jù)可能存在的干擾力的大小及對(duì)水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)穩(wěn)定性要求的高低來決定約束鏈纜的張力。
由此可見，上述后兩種約束方式與“水面約束”相同，水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的當(dāng)量剩余浮力也是根據(jù)在風(fēng)暴環(huán)境中下潛狀態(tài)下為保持水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)穩(wěn)定所需約束鏈纜的張力決定；調(diào)節(jié)水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的深度約束也是調(diào)節(jié)鏈纜的有效長(zhǎng)度、水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的當(dāng)量剩余浮力及外部有依托拉力即約束拉力。
在上述三種約束方式中，受控下潛狀態(tài)的下潛深度根據(jù)水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)或水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)主體的設(shè)計(jì)強(qiáng)度及環(huán)境的風(fēng)暴狀態(tài)決定。
“水底-水面約束”裝置的水底約束作用點(diǎn)與水面約束作用點(diǎn)通常上下對(duì)應(yīng)，數(shù)量相同，在結(jié)構(gòu)上比較合理，但也不排除上下不對(duì)應(yīng)、數(shù)量不相同的做法。
在上述三種約束方式中，在外部約束拉力及輔助拉力結(jié)構(gòu)中同時(shí)有浮子(水面或水中)及重物(水底及水中)的情形，在水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)下潛及上浮運(yùn)動(dòng)過程中，可以令水中重物或水中浮子基本上穩(wěn)定不動(dòng)(水底重物及水面浮子本來就不動(dòng))，不隨水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)上下運(yùn)動(dòng)，以便減小運(yùn)動(dòng)功率。
上文引入“當(dāng)量剩余浮力”概念是為了簡(jiǎn)化多種關(guān)系。將水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的剩余浮力用當(dāng)量剩余浮力代替。在不具有輔助拉力的情形，水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的當(dāng)量剩余浮力就等于水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的剩余浮力。這意味著，在分析約束狀態(tài)時(shí)，將水中重物及水中浮子視作水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的一部分，三者視為一體。但是，在分析水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)下潛或上浮過程時(shí)，可以有水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)作升降運(yùn)動(dòng)而水中重物及水中浮子不動(dòng)的情形，就不能將三者視為一體了。
對(duì)于“水底-水面約束”，約束鏈纜5’及5的有效長(zhǎng)度及張力的調(diào)節(jié)操作比較復(fù)雜，一種可以薦用的調(diào)節(jié)操作做法是i)根據(jù)需要的下潛深度決定鏈纜5的長(zhǎng)度及鏈纜5’的基本長(zhǎng)度。ii)通過調(diào)節(jié)浮子9的壓載水量來調(diào)節(jié)浮子9的總浮力；iii)通過對(duì)鏈纜5’有效長(zhǎng)度在基本長(zhǎng)度基礎(chǔ)上的微量調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)浮子9的吃水線，從而就可以調(diào)節(jié)浮子9的總浮力中的剩余浮力與儲(chǔ)備浮力的分割，并決定鏈纜5’的張力。iv)在上述iii)調(diào)節(jié)的同時(shí)調(diào)節(jié)水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的剩余浮力，來調(diào)節(jié)鏈纜5的張力。
以下對(duì)本實(shí)施例水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)作一些補(bǔ)充說明。
(1)可隨水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)遷移的重塊。
當(dāng)水底結(jié)構(gòu)不是固定結(jié)構(gòu)，而是錨或重物時(shí)，在水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)遷移時(shí)可隨水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)遷移。在遷移時(shí)，儲(chǔ)備浮力調(diào)節(jié)到相當(dāng)大的狀態(tài)，水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)承載配力很強(qiáng)。這時(shí)可以提起重塊，便于遷移。遷移到位后定點(diǎn)時(shí)，放下適當(dāng)數(shù)量的重塊使之沉于水底。
(2)變浮力裝置中的可分離浮艙、可分離重艙及可提起重物。
可分離浮艙與水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)分離后可保持在水面或水中。該浮艙分離后與水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)之間可以用鏈纜連接，所述鏈纜的一端具有鏈纜驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用以改變鏈纜的有效長(zhǎng)度。該可分離浮艙分離后可作為深度控制裝置中的浮子。某些不宜下潛的設(shè)備或艙室可以安排在可分離浮艙中，分離后留在水面。因此它可以作為深度控制裝置中的水面浮子?？梢韵聺摰目煞蛛x浮舵分離后也可以作為深度控制裝置中的水中浮子。
此外，如果可分離浮艙需要在緊急事故中脫離事故水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)進(jìn)行自救，則所述連接鏈纜應(yīng)該具有快速脫離結(jié)構(gòu)。
與上述情形相似，水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的可分離重艙與水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)分離后可以沉于水中或落于水底；該重艙分離后與水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)之間具有鏈纜連接；所述鏈纜的一端具有鏈纜驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用以改變鏈纜的有效長(zhǎng)度，該可分離重艙分離后可作為深度控制裝置中的水中重物或水底重物，也可以作為變浮力裝置中的可提起重物。
因此，本水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的變浮力結(jié)構(gòu)與深度控制裝置的局部結(jié)構(gòu)可以公用，互相替代。
(3)可分離結(jié)構(gòu)的浮力歸屬。
可分離結(jié)構(gòu)的浮力(儲(chǔ)備浮力、剩余浮力、總浮力)應(yīng)按照不同場(chǎng)合下該結(jié)構(gòu)的作用來判斷它在浮力計(jì)算中的歸屬。例如，水中重物與水中浮子，當(dāng)它們基本上與水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)一齊作下潛上浮運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)看作水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的一部分，它們的正或負(fù)的浮力應(yīng)計(jì)入水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的浮力；否則不應(yīng)計(jì)入水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的浮力，只能視作“當(dāng)量”浮力的組成部分。又如，在作業(yè)狀態(tài)時(shí)沉于水底的重物，應(yīng)視作深度控制裝置的水底結(jié)構(gòu)；在下潛時(shí)重物被提起，提起后隨水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)下潛上浮，則應(yīng)視作水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)變浮力裝置的一部分，因而影響水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的變浮力裝置的容量；提起后不隨水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)下潛上浮，則應(yīng)視作深度控制裝置的水中重物，其浮力只能計(jì)入“當(dāng)量”浮力。
(4)浮子與重物公用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
在深度控制裝置有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)位于水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)上的情形，可以安排一個(gè)浮子與一個(gè)重物通過鏈纜與同一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。在水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)下潛及上浮運(yùn)動(dòng)過程中，令所述水中重物或水中浮子基本上穩(wěn)定不動(dòng)，不隨水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)上下運(yùn)動(dòng)，可以減小運(yùn)動(dòng)功率。
(5)控制系統(tǒng)用的傳感器。
所述深度控制裝置可以具有測(cè)定所述鏈纜張力的傳感器、測(cè)定所述鏈纜有效長(zhǎng)度的傳感器、測(cè)定所述鏈纜水平方向角及/或俯仰方向角的傳感器(增加的重復(fù)文字只是為了避免“及/或”一詞作用范圍的歧義)，其測(cè)量所得張力信號(hào)、長(zhǎng)度信號(hào)、方向角信號(hào)送入水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的控制系統(tǒng)。這些信號(hào)可以用于確定水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)系統(tǒng)的下列有關(guān)參數(shù)水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)主體及可分離浮艙的吃水線位置、儲(chǔ)備浮力、剩余浮力、水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)主體的下潛深度、下潛及上浮的速度、加速度、擺動(dòng)姿態(tài)、波浪的周期、海流流向、流速等。
例如水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)質(zhì)量較大，而下潛后波浪作用力相當(dāng)小，因而下潛后只要有一定的約束拉力就比較容易保持深度位置的基本穩(wěn)定。但從圖6至8可見水面浮子9不斷受到波浪作用，其鏈纜5’的張力將不斷變化，時(shí)松時(shí)緊，對(duì)水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的深度位置或多或少有一些擾動(dòng)。因此水面浮子鏈纜5’的有效長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)情況之必要而不斷調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)的方法是利用傳感器反饋鏈纜張力，設(shè)定張力的上下限及鏈纜5’的有效長(zhǎng)度變量的平均值，利用自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。
進(jìn)一步，本實(shí)施例中所述的甲板和甲板上連接的定浮力裝置、變浮力裝置、防漂移裝置、動(dòng)力裝置以及深度控制裝置構(gòu)成一個(gè)主體單元，該水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)可由一個(gè)主體單元構(gòu)成；作為本實(shí)用新型的一個(gè)較佳的實(shí)施例，本水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)可由一個(gè)以上的主體單元?jiǎng)傂赃B接而成；每個(gè)主體單元甲板寬90米，長(zhǎng)300米。該結(jié)構(gòu)總高20米，作業(yè)時(shí)甲板距水面10米。強(qiáng)度剛度均高，適用于大、中、小型飛機(jī)起降。并適用于臨界波浪幅高6米(浪高12米)、最大波浪幅高15米、波長(zhǎng)300米的水域。在臨界以下風(fēng)浪中能起降飛機(jī)。
在較佳實(shí)施例中每個(gè)主體單元具有3個(gè)浮筒，直徑約4米，每個(gè)長(zhǎng)300米，平行布置，中心距30米，體積約12000立方米，在浮筒下半部設(shè)置不變浮艙，容積6000立方米，填充輕質(zhì)材料，材料重量在計(jì)算浮力時(shí)可忽略不計(jì)，在浮筒上半部為重力注排水艙，在浮筒內(nèi)還設(shè)置壓載水艙；除浮筒及甲板外的桁架結(jié)構(gòu)主體由長(zhǎng)度10至20米的桿件組成，該長(zhǎng)度范圍內(nèi)的桿件本身均為桁架，因而排水體積不大；其余結(jié)構(gòu)體積約350立方米，在分析結(jié)構(gòu)總體浮力狀態(tài)時(shí)可忽略不計(jì)；全部結(jié)構(gòu)自重6000噸。作業(yè)水線位于浮筒直徑處，因此儲(chǔ)備浮力折算水體積為12000-6000＝6000立方米。作業(yè)水線面積約3×4×300＝3600平萬米，6000/3600＝1.7米，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于臨界幅高6米的80％即4.8米。
當(dāng)重力注排水艙敞開時(shí)，壓載水艙充水，可使平臺(tái)主體(排除可分離浮艙的浮力作用)出現(xiàn)負(fù)浮力。變浮力裝置的容量大于重力注排水艙、壓載水艙及可分離浮艙的容積之和，而后者大于浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)水線以上的體積即最大儲(chǔ)備浮力。因此變浮力裝置的容量大于浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)最大儲(chǔ)備浮力，更大于最大儲(chǔ)備浮力的90％。
在較佳實(shí)施例中，每個(gè)主體單元有8個(gè)可分離浮艙，外形尺寸約8×8×4＝256立方米。它的自重不大于50噸，故凈浮力的200噸。
每個(gè)主體單元設(shè)置四個(gè)推進(jìn)器，均為平面360°全向推進(jìn)器，各由一臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組驅(qū)動(dòng)，每臺(tái)自重不超過5噸，功率小于1500Kw，在靜水中航速可達(dá)到10節(jié)以上。在海流速度小于10海里/小時(shí)的海域，可保持平臺(tái)不飄移。
本水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的結(jié)構(gòu)特別適用于在遠(yuǎn)離陸岸的水域裝配構(gòu)建。為了在水面上裝配水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，可以在運(yùn)載工具(含輔助船舶)上先裝成組件，再在水中合龍。組件裝配都是易裝配連接的操作；組件裝成后放入水中，比重小，在水中不會(huì)沉沒丟失。主體單元端部與相鄰主體單元用多個(gè)螺栓、卡接或銷栓等可拆聯(lián)接件實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)聯(lián)接，使主體單元之間為剛性聯(lián)接，聯(lián)接點(diǎn)位于桁架結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)附近。兩相鄰主體單元之間設(shè)置三套牽引鏈纜及三套導(dǎo)引結(jié)構(gòu)，兩主體單元可以由牽引鏈纜從分離狀態(tài)拉近；由導(dǎo)引結(jié)構(gòu)使各聯(lián)接點(diǎn)對(duì)正，以便聯(lián)接；在拉近過程中，各自的推進(jìn)器產(chǎn)生反向推力，防止兩主體單元結(jié)構(gòu)互相碰撞。
由上述結(jié)構(gòu)可知，本實(shí)用新型能夠在所在海域最大風(fēng)浪下保證其結(jié)構(gòu)安全，并能夠減小其結(jié)構(gòu)的重量使其結(jié)構(gòu)輕量化，可大幅度降低建造及使用成本。本實(shí)用新型的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)可現(xiàn)場(chǎng)拼接、可遷移、可控制下潛；其變浮力裝置及定位裝置能夠保持其在任何狀態(tài)下姿態(tài)的穩(wěn)定性。該水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)控制操作簡(jiǎn)單、安全、可靠；在單位甲板面積載荷較小的情況下使其進(jìn)一步輕量化，并保持整體剛度的條件下進(jìn)一步減少其浪阻及風(fēng)阻，減少波浪誘導(dǎo)的附加彎矩及附加剪力；當(dāng)遇到最大風(fēng)暴時(shí)，能夠保證自身結(jié)構(gòu)及錨泊系統(tǒng)的安全；總之，本實(shí)用新型從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面使水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)大型化成為可能。
實(shí)施例2本實(shí)施例與實(shí)施例1的原理和結(jié)構(gòu)基本相同，其區(qū)別在于如圖9所示，所述的桁架結(jié)構(gòu)2中設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)浮艙3’，該浮艙3’上設(shè)有水密艙門，構(gòu)成所述變浮力裝置的可完全進(jìn)水艙室，該浮艙3’下設(shè)有具有固定浮力的復(fù)數(shù)管體32’，構(gòu)成定浮力裝置。
本實(shí)施例中的桁架結(jié)構(gòu)為中等高度結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)總高約6米，作業(yè)時(shí)甲板1距水平面約4至4.5米；它適用于中型以下飛機(jī)在波浪的波幅不大于3米情況下起降，臨界波浪幅高仍為6米，在波浪幅高可能超過6米時(shí)浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)下潛。
本實(shí)施例中，在甲板下設(shè)置四個(gè)縱向浮筒3’，浮筒3’設(shè)于桁架結(jié)構(gòu)2上并緊鄰甲板結(jié)構(gòu)；浮筒3’直徑約3米，長(zhǎng)300米，體積合計(jì)約8500立方米，自重的700噸。50個(gè)橫向管體32’，位于縱向浮筒3’之下，緊鄰縱向浮筒3’，管體32’直徑1米，每個(gè)長(zhǎng)90米，體積合計(jì)3600立方米，自重約900噸。甲板1、縱向管體32’及橫向浮筒3’用桿聯(lián)接成整體；所述桿本身均為桁架；甲板1與桁架桿共重2000噸，水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)每個(gè)主體單元自重約3600噸，因此，作業(yè)水線基本上位于縱向浮筒3’與橫向管體32’之間。
本實(shí)施例的中等高度桁架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及剛度弱于實(shí)施例1中所述20米高度的結(jié)構(gòu)。
縱向浮筒3’內(nèi)設(shè)有壓載水艙，完全充水時(shí)浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)負(fù)浮力。按實(shí)施例1的變浮力裝置的容量關(guān)系類推，本實(shí)施例的變浮力裝置的容量同樣大于浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)最大儲(chǔ)備浮力的90％。當(dāng)壓載水艙使平臺(tái)儲(chǔ)備浮力小于8500立方米的1/10即850立方米時(shí)，浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)可在水面上抵御中等風(fēng)暴；當(dāng)壓載水艙使平臺(tái)儲(chǔ)備浮力小于8500立方米的1/20約400立方米時(shí)，浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)可在深度控制裝置的拉力作用下向下潛入水中。
本實(shí)施例的其它效果與實(shí)施例1相同，在此不再贅述。
實(shí)施例3本實(shí)施例與實(shí)施例1的原理和結(jié)構(gòu)基本相同，其區(qū)別在于如圖10所示，所述的甲板1下設(shè)有板式箱形結(jié)構(gòu)2’，該板式箱形結(jié)構(gòu)2’上設(shè)有水密艙門，構(gòu)成變浮力裝置的可完全進(jìn)水艙室；于所述板式箱形結(jié)構(gòu)2’下面設(shè)有具有固定浮力的復(fù)數(shù)管體32”，該復(fù)數(shù)個(gè)管體32”構(gòu)成所述的定浮力裝置。
本實(shí)施例中，每個(gè)主體單元甲板長(zhǎng)300米，寬90米。浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)主體單元上部高3米；板式箱形結(jié)構(gòu)由8mm厚鋼板構(gòu)成，采用日本Matsubishi重工的美國(guó)專利6089175的防風(fēng)浪結(jié)構(gòu)。在板式箱形結(jié)構(gòu)2’下方設(shè)置50根管體32”；管體32”直徑在1米左右，合計(jì)體積等于平臺(tái)自重；板式箱形結(jié)構(gòu)2’內(nèi)設(shè)置重力注排水艙及壓載艙。
當(dāng)波浪的波幅小于等于3米時(shí)，機(jī)場(chǎng)可以接受飛機(jī)起降作業(yè)。當(dāng)波達(dá)到15米時(shí)，浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)下潛約100米。該深度水的靜壓較大，因此所用管體32”直徑較小，板式箱形結(jié)構(gòu)2’下潛時(shí)內(nèi)外等壓，因而對(duì)結(jié)構(gòu)耐靜壓能力要求不高。
本實(shí)施例的效果與實(shí)施例1相同，在此不再贅述。
實(shí)施例4本實(shí)施例與實(shí)施例1的原理和結(jié)構(gòu)基本相同，其區(qū)別在于如圖11、12所示，所述浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)具有多鏈纜重艙10，該重艙10具有至少兩根鏈纜101、102每根鏈纜與浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)主體單元上所設(shè)的一個(gè)可改變鏈纜長(zhǎng)度的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)11連接。
進(jìn)一步在本實(shí)施例中，所述多鏈纜重艙10還可具有三根鏈纜101、102、103，每根鏈纜與浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)主體上所設(shè)的一個(gè)可改變鏈纜長(zhǎng)度的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)11連接，三個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)11在水平面內(nèi)的投影位置不共線。
本實(shí)施例采用多鏈纜重艙10或重物具有以下功能(1)作為變浮力裝置的可分離重艙或可提起重物；(2)作為深度控制裝置的水底重物；(3)作為防漂移裝置的錨或重物，用于調(diào)節(jié)重力分布狀態(tài)(如改變?nèi)溊|的長(zhǎng)度，就可以調(diào)節(jié)重力分布狀態(tài))；(5)用于糾正或排除卡錨故障，如果出現(xiàn)卡錨情況時(shí)，可通過拉動(dòng)其它鏈纜，以使錨或重艙、重物等越過障礙物。
本實(shí)施例的其它效果與實(shí)施例1相同，在此不再贅述。
上述實(shí)施例用以說明本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)及原理，并非用以限制本實(shí)用新型，根據(jù)本實(shí)用新型的原理還可以作出多種變換形式，這些變換形式也都包含于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，其至少包括有可起降航空器的甲板，其特征在于于所述的甲板上連接有定浮力裝置、變浮力裝置、防漂移裝置以及深度控制裝置，所述定浮力裝置的排水量等于水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的重量；所述變浮力裝置至少包括可完全進(jìn)水的艙室，該變浮力裝置的浮力變化量大于等于浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)最大儲(chǔ)備浮力的90％。
2.如權(quán)利要求1所述的可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，其特征在于所述的甲板下設(shè)有支撐甲板的桁架結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，其特征在于所述桁架結(jié)構(gòu)在水平方向的任意截面面積小于等于甲板面積的30％，在作業(yè)吃水線位置的水線面積小于等于甲板面積的15％。
4.如權(quán)利要求2所述的可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，其特征在于所述桁架結(jié)構(gòu)的同一水平線上設(shè)有浮艙，該浮艙包括有可完全進(jìn)水艙室和不可進(jìn)水艙室，于所述的可完全進(jìn)水艙室上設(shè)有水密艙門，該浮艙的不可進(jìn)水艙室構(gòu)成定浮力裝置。
5.如權(quán)利要求2所述的可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，其特征在于所述的桁架結(jié)構(gòu)中設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)浮艙，該浮艙上設(shè)有水密艙門，構(gòu)成所述變浮力裝置的可完全進(jìn)水艙室，該浮艙下設(shè)有具有固定浮力的復(fù)數(shù)管體，構(gòu)成定浮力裝置。
6.如權(quán)利要求2所述的可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，其特征在于該甲板為鏤空結(jié)構(gòu)；鏤空面積大于等于50％。
7.如權(quán)利要求1所述的可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，其特征在于所述的甲板下設(shè)有板式箱形結(jié)構(gòu)，該板式箱形結(jié)構(gòu)上設(shè)有水密艙門，構(gòu)成變浮力裝置的可完全進(jìn)水艙室；于所述板式箱形結(jié)構(gòu)下面設(shè)有具有固定浮力的復(fù)數(shù)管體，該復(fù)數(shù)個(gè)管體構(gòu)成所述的定浮力裝置。
8.如權(quán)利要求1所述的可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，其特征在于所述水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的最大排水量按甲板面積計(jì)算小于等于1噸/每平方米。
9.如權(quán)利要求1所述的可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，其特征在于所述水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的作業(yè)儲(chǔ)備浮力的折算水體積與吃水線上的可完全進(jìn)水艙室水線面積之商小于等于臨界波長(zhǎng)幅高。
10.如權(quán)利要求1所述的可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，其特征在于水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)至少一個(gè)方向的跨度大于等于所在水域臨界波浪最大波長(zhǎng)。
11.如權(quán)利要求1所述的可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，其特征在于甲板至水面的距離在作業(yè)狀態(tài)下大于等于臨界風(fēng)浪的最大波幅，小于等于所在水域最大波浪波幅的80％。
12.如權(quán)利要求2所述的可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，其特征在于所述水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)縱向及橫向任意垂直截面積不大于該截面結(jié)構(gòu)輪廓包絡(luò)內(nèi)的面積的50％。
13.如權(quán)利要求1所述的可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，其特征在于所述防漂移裝置是錨泊裝置，所述錨泊裝置設(shè)有鏈纜，所述鏈纜拉力方向在水平面內(nèi)的投影指向同一方向。14.如權(quán)利要求1所述的可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，其特征在于所述防漂移裝置是動(dòng)力式定位裝置。
15.如權(quán)利要求1所述的可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，其特征在于所述可完全進(jìn)水的艙室可為重力注排水艙或壓載水艙。
16.如權(quán)利要求15所述的可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，其特征在于所述重力注排水艙整體位于水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)作業(yè)狀態(tài)吃水線之上，其艙底的高度位置在作業(yè)狀態(tài)吃水線附近；所述重力注排水艙設(shè)有通向外界的水密艙門，至少一個(gè)水密艙門的下邊緣低于等于艙底高度。
17.如權(quán)利要求1所述的可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，其特征在于所述變浮力裝置還包括可分離浮艙、可分離重艙，或可提起重物。
18.如權(quán)利要求17所述的可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，其特征在于所述的可分離浮艙設(shè)于水面或水中；該分離浮艙與水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)之間設(shè)有鏈纜連接；所述鏈纜的一端設(shè)有用以改變鏈纜的有效長(zhǎng)度的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
19.如權(quán)利要求18所述的可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，其特征在于所述連接鏈纜具有快速脫離結(jié)構(gòu)。
20.如權(quán)利要求17所述的可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，其特征在于所述可分離的重艙可沉于水中或落于水底；該重艙與水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)之間具有鏈纜連接；所述鏈纜的一端設(shè)有用以改變鏈纜的有效長(zhǎng)度的鏈纜驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
21.如權(quán)利要求17所述的可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，其特征在于所述可分離重艙或可提起重物設(shè)有壓載水艙。
22.如權(quán)利要求1所述的可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，其特征在于所述浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)具有多鏈纜重艙，該重艙具有至少兩根鏈纜每根鏈纜與浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)主體上所設(shè)的一個(gè)可改變鏈纜長(zhǎng)度的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。
23.如權(quán)利要求22所述的可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，其特征在于所述多鏈纜重艙具有三根鏈纜，每根鏈纜與浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)主體上所設(shè)的一個(gè)可改變鏈纜長(zhǎng)度的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，三個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在水平面內(nèi)的投影位置不共線。
24.如權(quán)利要求1所述的可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，其特征在于所述深度控制裝置設(shè)有至少一個(gè)位于所述水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)上驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
25.如權(quán)利要求24所述的可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，其特征在于該深度控制裝置具有對(duì)主體單元施加外部拉力的外部拉力結(jié)構(gòu)，所述外部拉力結(jié)構(gòu)至少一個(gè)、至多全部為有依托外部拉力結(jié)構(gòu)，其余為輔助外部拉力結(jié)構(gòu)，有依托外部拉力結(jié)構(gòu)為水底結(jié)構(gòu)或水面浮子，水面浮子包括分離后的可分離浮艙，輔助外部拉力結(jié)構(gòu)為水中重物或水中浮子；所述外部拉力結(jié)構(gòu)與水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)之間為鏈纜連接，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)鏈纜有效長(zhǎng)度。
26.如權(quán)利要求25所述的可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，其特征在于所述有依托的外部拉力結(jié)構(gòu)全部是水底結(jié)構(gòu)或全部是水面浮子或者由水底結(jié)構(gòu)和水面浮子構(gòu)成；所述水面浮子的總浮力大于水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)可能出現(xiàn)的最大負(fù)的當(dāng)量剩余浮力的絕對(duì)值，所述當(dāng)量剩余浮力為剩余浮力與輔助外部拉力之和。
27.如權(quán)利要求26所述的可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，其特征在于至少有一個(gè)所述浮子與至少有一個(gè)所述重物通過鏈纜與同一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。
28.如權(quán)利要求1所述的可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，其特征在于所述水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)還設(shè)有控制系統(tǒng)。
29.如權(quán)利要求28所述的可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，其特征在于所述深度控制裝置具有測(cè)定所述鏈纜張力的傳感器，該傳感器與控制系統(tǒng)連接。
30.如權(quán)利要求28所述的可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，其特征在于所述深度控制裝置具有測(cè)定所述鏈纜有效長(zhǎng)度的傳感器，該傳感器與控制系統(tǒng)連接。
31.如權(quán)利要求28所述的可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，其特征在于所述深度控制裝置具有測(cè)定所述鏈纜的水平方向角及/或俯仰方向角的傳感器，該傳感器與控制系統(tǒng)連接。
32.如權(quán)利要求1所述的可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，其特征在于所述主體單元的俯視投影外形呈矩形。
33.如權(quán)利要求1所述的可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)，其特征在于所述的甲板和甲板上連接的定浮力裝置、變浮力裝置、防漂移裝置、動(dòng)力裝置以及深度控制裝置構(gòu)成一個(gè)主體單元，該水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)由一個(gè)或一個(gè)以上的主體單元?jiǎng)傂赃B接而成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種特輕型防風(fēng)浪、可移動(dòng)可定點(diǎn)的、可下潛的水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)；其至少包括有可起降航空器的甲板，于所述的甲板上連接有定浮力裝置、變浮力裝置、防漂移裝置、動(dòng)力裝置以及深度控制裝置，所述定浮力裝置的排水量等于水上浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)的重量；所述變浮力裝置至少包括可完全進(jìn)水的艙室，該變浮力裝置的浮力變化量大于等于浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)最大儲(chǔ)備浮力的90％。本實(shí)用新型能在所在海域最大風(fēng)浪下保證其結(jié)構(gòu)及錨泊系統(tǒng)的安全，并能夠減小其結(jié)構(gòu)的重量使其結(jié)構(gòu)輕量化；其可控制下潛；在單位甲板面積載荷較小的情況下使其進(jìn)一步輕量化，并保持整體剛度的條件下進(jìn)一步減少其浪阻及風(fēng)阻，減少波浪誘導(dǎo)的附加彎矩及附加剪力。
文檔編號(hào)B63B35/00GK2642669SQ0327976
公開日2004年9月22日 申請(qǐng)日期2003年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月18日
發(fā)明者袁曉紀(jì) 申請(qǐng)人:袁曉紀(jì)