子船體可移動式母子風(fēng)帆船的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種子船體可移動式母子風(fēng)帆船，它包括母船體、子船體、風(fēng)帆以及風(fēng)帆與船體連接物。結(jié)構(gòu)連接物與母船體及子船體的連接，是一種可水平轉(zhuǎn)動連接。使用風(fēng)帆時，或在通常情況下，可伸縮傳動物收縮，子船體遠(yuǎn)離母船體，能使船舶獲得巨大的恢復(fù)力矩?？缮炜s傳動物與槽端伸縮器伸張，子船體貼近母船體，能使船舶總寬變小，甚至與母船體同寬。與母子風(fēng)帆船相比，本發(fā)明除了具有母子風(fēng)帆船的大推力、高穩(wěn)性、較低的建造費(fèi)用、能滿足裝卸作業(yè)的要求、保證航期、對現(xiàn)役船舶改造容易外，還能在航道寬度受限制、航道繁忙時航行。
【專利說明】子船體可移動式母子風(fēng)帆船

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種母子風(fēng)帆船(也稱"新型現(xiàn)代風(fēng)帆船")，主要是一種具有合理穩(wěn)性 的、在可比條件下其風(fēng)帆的年均推力為與其母船體同型的單體有桅風(fēng)帆船年均推力的數(shù)倍 以上的、子船體可移動式母子風(fēng)帆船。
[0002]

【背景技術(shù)】
[0003] 隨著自動控制技術(shù)的進(jìn)步，以及1979年全球第二次石油危機(jī)導(dǎo)致的節(jié)約能源的 迫切要求，一種以主機(jī)-螺旋槳推進(jìn)為主、以風(fēng)帆推進(jìn)為輔的、由自動控制裝置操縱的單體 風(fēng)帆船等問世，稱"現(xiàn)代風(fēng)帆船"。近30年來，國際國內(nèi)在船舶領(lǐng)域一直在加速推進(jìn)風(fēng)帆節(jié) 能的探索。
[0004] 日本上世紀(jì)80年代初研制了排水量為2400噸的"新愛德丸"有桅風(fēng)帆油船，據(jù)稱 可節(jié)能50%，嗣后又有26000噸風(fēng)帆油船問世，同時代中國武漢理工大學(xué)(原武漢水運(yùn)工程 學(xué)院）亦研制了 300噸有桅骨架式軟帆貨船，旨在提高運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性，使得在同航速等可比 條件下，噸-公里的燃油消耗減少而獲得經(jīng)濟(jì)效益。此類單體有桅風(fēng)帆船是當(dāng)今節(jié)能效果 最好的實(shí)用風(fēng)帆船舶，本發(fā)明的文件中稱日式"現(xiàn)代風(fēng)帆船"。
[0005] 日式"現(xiàn)代風(fēng)帆船"的風(fēng)帆寬度通常不大于該桅桿設(shè)置處的船寬。在同排水量、同 吃水下，對于單體風(fēng)帆船，即使不顧船舶航行阻力變大，船舶的寬度取大值(此時船舶的穩(wěn) 性變好，風(fēng)帆可取較大的寬度，可有較大的風(fēng)帆特征面積)，以獲得更大的推力，但是，單體 船的穩(wěn)性終歸有限，風(fēng)帆的特征面積依然嚴(yán)重受到穩(wěn)性的制約。船寬大將增加船舶阻力，同 時，同噸位、同吃水下，船寬大，船長就小，多于一具風(fēng)帆時，將產(chǎn)生較大的翼柵效應(yīng)，致使節(jié) 能效果難以大幅提升。由于上述技術(shù)因素的制約，因而至今單體有桅風(fēng)帆船舶的大范圍推 廣，近30年來未能實(shí)現(xiàn)；另一方面，船寬小，即使船舶阻力因船寬小而變小，由于它的穩(wěn)性 更不足以支持采用大特征面積風(fēng)帆，它的節(jié)能效果更低。
[0006] 前蘇聯(lián)的三體風(fēng)帆客船，沒有設(shè)置主機(jī)-螺旋槳推進(jìn)系統(tǒng)，只能在特定的航線上 運(yùn)營。
[0007] 澳大利亞的太陽能-風(fēng)帆雙體實(shí)驗(yàn)船，可以設(shè)置大面積風(fēng)帆。與單體風(fēng)帆船相比， 同載量下它的阻力較大，建造費(fèi)用約高40%，如果用作貨船，則裝卸不便。另外，以太陽能為 風(fēng)帆推力的補(bǔ)充，初投資高，至今未見高節(jié)能效果的報(bào)導(dǎo)。
[0008] 德國在本世紀(jì)開發(fā)了風(fēng)箏帆船，投資很小，只是這種無桅帆主要依靠阻力做功，因 而在360度風(fēng)向角下，平均推力系數(shù)及平均推力較小，節(jié)能效果也小。對現(xiàn)役船舶的改造， 難有顯著的節(jié)能效果。
[0009] 我國已公開的申請?zhí)枮?6200027的"一種帶有在控制下可以活動的副船身的帆 船"專利和申請?zhí)枮?00510026567. 1的"一種多方位利用風(fēng)能的帆船"專利，它們的主要特 點(diǎn)是主船體的兩側(cè)有"副船身"（或浮球)，并與帆同步圍繞桅桿旋轉(zhuǎn)。
[0010] 但上述兩項(xiàng)專利都存在帆船推力小的問題，主要原因?yàn)椋?其一，上述兩項(xiàng)專利都采用軟質(zhì)骨架風(fēng)帆，此類風(fēng)帆的推力系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于硬質(zhì)風(fēng)帆。 [0011] 其二，上述兩項(xiàng)專利的風(fēng)帆的展弦比遠(yuǎn)小于1，展弦比小，推力系數(shù)小；展弦比小， 風(fēng)帆不能獲取船舶稍上方（由于海面上風(fēng)速梯度的存在，離海面越高，風(fēng)能密度越大）風(fēng)能 密度大些的風(fēng)能。
[0012] 其三，設(shè)從船艏正前方吹響船舶的風(fēng)向?yàn)?度，則風(fēng)向角具有0度至左180度和0 度至右180度。在鳥瞰圖上，當(dāng)風(fēng)帆的弦線與船舶的縱中剖線的夾角為零時，是風(fēng)帆船舶作 穩(wěn)性計(jì)算時需要核算的狀態(tài)，此時的傾覆力矩最大。而上述兩專利的恢復(fù)力矩此時卻處于 最小狀態(tài)，顯然，它不能支持風(fēng)帆獲取大的風(fēng)力。并且，在相同的風(fēng)向的情況下，航行船舶的 表觀風(fēng)向角，以0°至左180°、0°至右180°計(jì)，除0°與180°外，總是比船舶靜止時的 表觀風(fēng)向角為小。而如果其風(fēng)帆的轉(zhuǎn)動范圍不足夠地大，小的表觀風(fēng)向角下就不能駛帆， 則一樣會影響風(fēng)帆對推力的貢獻(xiàn)。申請?zhí)枮?6200027的專利說明書中稱"船帆可以在操 縱下以主桅桿為軸自行轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動范圍可大于90度角，以便在風(fēng)向和航向確定后使船帆 及時處于最佳迎風(fēng)角度"。問題在于，該實(shí)用新型所示的風(fēng)帆，是小展弦比風(fēng)帆，失速角約為 35度至45度。如果表觀風(fēng)速的風(fēng)向角為左(或右）35度至45度，這時，該實(shí)用新型的主桅 桿、副桅桿同在船舶的縱中剖面附近。該船比只有主船體時，恢復(fù)力矩的增加十分有限，不 能支持大的傾覆力矩，也就不能支持大的風(fēng)帆推力。如果該專利所述的風(fēng)帆轉(zhuǎn)不到上述角 度，如果其轉(zhuǎn)動范圍不大于180°角，比如只能在左45°?左135°、右45°?右135°的區(qū) 間內(nèi)（135° -45° =90°，該實(shí)用新型稱風(fēng)帆轉(zhuǎn)動范圍可大于90° )轉(zhuǎn)動，當(dāng)失速角為45° 時，根據(jù)風(fēng)帆空氣動力學(xué)原理，其能充分利用風(fēng)能馳帆的風(fēng)向角只是左90°?左180°、右 90°?右180°的區(qū)間內(nèi)。而優(yōu)良的日式"現(xiàn)代風(fēng)帆船"的風(fēng)帆能在360°的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動， 能充分利用風(fēng)能馳帆的風(fēng)向角是左20°?左180°、右20°?右180°的區(qū)間。該實(shí)用新 型無端舍棄左20°?左90°、右20°?右90°的馳帆區(qū)間，其風(fēng)帆的推力的獲取必將受到 限制。
[0013] 另外，申請?zhí)枮?6200027的實(shí)用新型，如果被貨船采用，在碼頭采用機(jī)械化裝卸 的方式下，縱然有收攏架、臂的方法，仍然十分麻煩不便，影響裝卸。因此，上述兩項(xiàng)專利的 節(jié)能效果不理想，使用不方便，某些船型不適用，也未見有實(shí)用的報(bào)道。
[0014] 上述兩項(xiàng)專利的"副船身"（或浮球）距桅桿（與主船體的連接處）的距離較大，因 而連接件所承受的力矩也大，因而連接件耗材多(造價高)、重量也大(減低了船舶的有效載 量)。
[0015] 綜上，上述幾種"現(xiàn)代風(fēng)帆船"技術(shù)，或則節(jié)能效果欠佳，或則建造費(fèi)用高昂，或則 碼頭裝卸不便，或則對航線要求嚴(yán)苛，或則某些船型不適用，都難有較滿意的效果。若以上 述技術(shù)對現(xiàn)役船舶作改造，則更難有理想效果。因此，有必要對現(xiàn)有技術(shù)創(chuàng)新，設(shè)計(jì)一種具 有合理穩(wěn)性、建造經(jīng)濟(jì)、大推力、節(jié)能效益明顯的新型現(xiàn)代風(fēng)帆船。
[0016] 專利申請?zhí)枮?00810048212. 1的發(fā)明，雖然解決了上述問題，但是，在通過寬度 受限制的航道、繁忙的航道或者在其他情況下，不允許船舶的寬度過大，則專利申請?zhí)枮?200810048212. 1的發(fā)明的使用就會受到限制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 本發(fā)明的目的是在于提出了一種子船體可移動式母子風(fēng)帆船。在大多數(shù)海洋、內(nèi) 河航線上，本發(fā)明的風(fēng)帆的年均推力，為可比的（同船舶種類、同船舶線型、同排水量、同載 量、同航線、同航速等）日式"現(xiàn)代風(fēng)帆船"的風(fēng)帆年均推力的4一 10倍以上。此類船舶風(fēng)帆 的推力，是用以替代船舶螺旋槳的推力的，而船舶燃油主機(jī)的燃油消耗量，大致正比于螺旋 槳的推力。
[0018] 本發(fā)明一種子船體可移動式母子風(fēng)帆船，它包括子船體2、母船體1、風(fēng)帆5、結(jié)構(gòu) 連接物6a、6b，其特征在于：結(jié)構(gòu)連接物6a、6b與母船體1的連接平面轉(zhuǎn)動連接，結(jié)構(gòu)連接 物6a、6b至少繞一根轉(zhuǎn)動軸，此轉(zhuǎn)動軸為垂直軸或水平軸。
[0019] 結(jié)構(gòu)連接物6a、6b、子船體2與母船體1間為繞垂直軸轉(zhuǎn)動連接，母船體1的縱中 剖線與離船艏近的結(jié)構(gòu)連接物6a的夾角，與離船艏遠(yuǎn)的母船體與結(jié)構(gòu)連接物6b的夾角相 等，形成一種平行四邊形轉(zhuǎn)動連接；在結(jié)構(gòu)連接物6a、6b與母船體1連接處，設(shè)置限位定位 器 9a、9b〇
[0020] 所述的結(jié)構(gòu)連接物6a上至少有一個滑槽13a，套在子船體上的定位柱14a上，槽端 伸縮器16與伸縮傳動物10a、10b伸張或收縮活動連接。
[0021] 所述的風(fēng)帆5與船體連接物3設(shè)置在母船體1的靠近子船體2的一側(cè)，風(fēng)帆5與 船體連接物3的中心距縱中剖線的距離，大于或等于船舶設(shè)置風(fēng)帆5與船體連接物3處的 最大寬度的1/6。
[0022] 所述的結(jié)構(gòu)連接物6a、6b繞在母船體1的至少一根水平轉(zhuǎn)動軸上，此軸線與水平 線的夾角彡45°。
[0023] 在母船體1上設(shè)置結(jié)構(gòu)連接物（6a，6b)、母船體前、后定位繩收放器28a、28b，結(jié)構(gòu) 連接物6a、6b的端部22a，22b上設(shè)置繩出入口 21，在結(jié)構(gòu)連接物6a、6b上設(shè)置距遠(yuǎn)定位繩 收放器18a、18b、距遠(yuǎn)定位繩19a、19b，在子船體2上設(shè)置結(jié)構(gòu)連接物6a、6b的固定孔23a、 23b、繩系孔20a，20b、定位銷24al、24a2、艏部系柱27a、艉部系柱27b。
[0024] 在母船體的高位設(shè)置可轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)鎖緊器，結(jié)構(gòu)連接物的一端連接子船體，另一 端插入旋轉(zhuǎn)鎖緊器的滑道內(nèi)，多級液壓油缸設(shè)于母船體的低位上，在母船體靠近子船體的 一側(cè)設(shè)置假舷。
[0025] 在通過狹窄航道時子船體置于船艉，子船體與母船體接觸處設(shè)置防碰撞設(shè)施。
[0026] 所述的母船體1與子船體2通過6a、6b結(jié)構(gòu)連接物連接，在6a、6b結(jié)構(gòu)連接物連 接子船體一端設(shè)置有14a、14b定位柱，在6a、6b結(jié)構(gòu)連接物連接母船體一端設(shè)置有9a、9b 限位定位器及l(fā)〇a、10b可伸縮傳動物，母船體上的桅桿3與風(fēng)帆5之間通過4a、4b風(fēng)帆帆 面與桅桿的連接物連接， 一風(fēng)帆與船體連接物(如桅桿等）設(shè)置在母船體的靠近子船體的一側(cè)，風(fēng)帆與船體連接 物(如桅桿等）的中心距縱中剖線的距離，大于或等于船舶設(shè)置風(fēng)帆與船體連接物(如桅桿 等）處的船舶最大寬度的1/6。
[0027] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：與母子風(fēng)帆船相比，本發(fā)明除了具有專利申請?zhí)枮?200810048212. 1的母子風(fēng)帆船的大推力、高穩(wěn)性、較低的建造費(fèi)用、能滿足裝卸作業(yè)的要 求、保證航期、對現(xiàn)役船舶改造容易外，還能在航道寬度受限制、航道繁忙時航行。
[0028] 不論是新設(shè)計(jì)船舶，還是對現(xiàn)役船舶進(jìn)行改造，本發(fā)明的子船體提供的穩(wěn)性，都是 可以通過設(shè)計(jì)、計(jì)算來保證的。這樣，本發(fā)明就可以在超出與母船體的主尺度、線型相近的 日式"現(xiàn)代風(fēng)帆船"允許的風(fēng)級下、超出允許的風(fēng)帆面積下馳帆?？傊?，本發(fā)明可以進(jìn)行大 風(fēng)力、大特征面積風(fēng)帆狀態(tài)下的駛帆。
[0029] 入由于營運(yùn)船舶，小僅數(shù)噸，大至海上巨人號（Seawise Giant,長458. 45米，最大 載重量56萬噸，載重后總噸位82. 5萬噸)油船，還有用途、航速、航區(qū)等不同，有著特別巨大 的差別，應(yīng)選擇相應(yīng)的技術(shù)措施。本發(fā)明是對專利申請?zhí)枮?00810048212. 1的發(fā)明的一種 改進(jìn)，因而除包含專利申請?zhí)枮?00810048212. 1的發(fā)明的主要特征外，其特征還在于：結(jié) 構(gòu)連接物與母船體的連接，是一種含有轉(zhuǎn)動的連接，結(jié)構(gòu)連接物繞最少一根轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動。此 轉(zhuǎn)動軸一子船體可移動式母子風(fēng)帆船的結(jié)構(gòu)連接物的轉(zhuǎn)動軸，分為垂直軸(或接近垂直的 軸，以下稱A型）與水平軸(或接近于水平的軸，以下稱B型）兩種。
[0030] A型為結(jié)構(gòu)連接物繞接近垂直的軸(含垂直軸）轉(zhuǎn)動型： 其特征在于，結(jié)構(gòu)連接物與母船體之間的連接，是一種可轉(zhuǎn)動連接，結(jié)構(gòu)連接物繞最少 一根接近垂直的轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動(軸線與垂直線的夾角小于等于30°，軸線垂直者較佳)。
[0031] 在水平面的投影上，母船體的縱中剖線與離船艏近的結(jié)構(gòu)連接物的夾角，在風(fēng)帆 馳帆狀態(tài)下，等于離船艏遠(yuǎn)的母船體與結(jié)構(gòu)連接物的夾角。在馳帆的情況下，此夾角大小的 范圍一般不超過左45°?左135°、右45°?右135°，形成一種可轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)。當(dāng)子船體 位于如圖2的虛線位置時，欲使用風(fēng)帆，使可伸縮傳動物收縮，結(jié)構(gòu)連接物繞接近垂直的軸 旋轉(zhuǎn)，子船體即遠(yuǎn)離母船體，直至位于圖2的實(shí)線位置。在結(jié)構(gòu)連接物與母船體連接處，設(shè) 置限位定位器，使子船體工作時的位置得到固定，從而能使母子風(fēng)帆船獲得巨大的恢復(fù)力 矩。可伸縮傳動物伸張，結(jié)構(gòu)連接物繞軸旋轉(zhuǎn)，子船體即貼近母船體，直至位于圖2的虛線 位置，能使船舶總寬變小。這是一種能使船舶總寬變小的方法。
[0032] A型的另一種方式是至少在一個結(jié)構(gòu)連接物靠近子船體的端部設(shè)置滑槽，套在子 船體上的定位柱上。當(dāng)子船體位于靠近母船體的位置(如圖1的子船體的虛線位置）時，槽 端伸縮器與可伸縮傳動物按需伸張(或收縮)，使子船體船艏也貼近(或離開）母船體，子船 體則處于如圖1的點(diǎn)劃線(或虛線）的位置。
[0033] 當(dāng)A型的結(jié)構(gòu)連接物靠近母船體的端部，設(shè)置垂向轉(zhuǎn)動裝置時，即A型中的結(jié)構(gòu)連 接物與母船體的接頭為可兩向轉(zhuǎn)動，即包括接近垂直轉(zhuǎn)動(含垂直轉(zhuǎn)動）和接近水平轉(zhuǎn)動 (含水平轉(zhuǎn)動）時，則子船體無需自身的升降裝置，就可以隨水位的改變而改變自身與母船 體的相對高度。
[0034] B型為結(jié)構(gòu)連接物繞接近水平的軸(含水平軸）轉(zhuǎn)動型： 其特征在于，結(jié)構(gòu)連接物繞母船體上的至少一根接近水平的軸轉(zhuǎn)動(此軸線與水平線 的夾角〈=45°，軸線水平者較佳)。當(dāng)子船體與結(jié)構(gòu)連接物均位于圖5之虛線位置(子船體 貼近母船體）時、將結(jié)構(gòu)連接物轉(zhuǎn)動到位于圖7之實(shí)線位置，母船體上距遠(yuǎn)定位繩收放器將 距遠(yuǎn)定位繩收緊，子船體上的繩系孔與結(jié)構(gòu)連接物端部上的繩出入口的距離變?。醋哟?體移向結(jié)構(gòu)連接物的端部)，結(jié)構(gòu)連接物靠近子船體的端部(不少于1個)插入子船體上對應(yīng) 的結(jié)構(gòu)連接物固定孔內(nèi)（見圖6)，并被定位銷固定。該孔外大內(nèi)小，孔壁呈高次曲線型。這 種方法，能夠適應(yīng)母船體、子船體的吃水變化，當(dāng)母船體吃水變化時，只需要改變結(jié)構(gòu)連接 物的轉(zhuǎn)動角度，就能使結(jié)構(gòu)連接物與子船體相互連接，再用楔形定位銷固定結(jié)構(gòu)連接物端 部，鎖緊結(jié)構(gòu)連接物轉(zhuǎn)動裝置，即為子船體的馳帆工作狀態(tài)。
[0035] 當(dāng)船舶進(jìn)入狹窄航道、繁忙航道等船寬受限制的航道時，需要將母子風(fēng)帆船的寬 度變小，此時應(yīng)預(yù)判是否應(yīng)該收帆、有桅桿時是否應(yīng)放倒桅桿，若需要，即執(zhí)行之。并將楔形 定位銷退出，距遠(yuǎn)定位繩收放器將距遠(yuǎn)定位繩放松；放松結(jié)構(gòu)連接物并使之繞轉(zhuǎn)動裝置旋 轉(zhuǎn)，使結(jié)構(gòu)連接物全部處于船舷內(nèi)側(cè)，并固定之。結(jié)構(gòu)連接物如圖5、圖7的虛線位置。前貼 近定位繩，分別系于子船體艏部系柱和母船體前定位繩收放器上，啟動前定位繩收放器，收 緊前貼近定位繩，子船體即移動到母船體的船艏處。后貼近定位繩，分別系于子船體艉部系 柱和母船體后定位繩收放器上，啟動母船體后定位繩收放器，收緊后貼近定位繩，子船體的 位置即被決定。如圖5子船體虛線位置所示。
[0036] 裝卸時，結(jié)構(gòu)連接物可處于垂直或接近垂直的位置，或與子船體一起處于馳帆時 的位置(如圖5之結(jié)構(gòu)連接物、子船體實(shí)線所示位置)，使之不妨礙裝卸作業(yè)。
[0037] B型，即結(jié)構(gòu)連接物繞接近水平的軸(含水平軸）轉(zhuǎn)動型的另一種式樣，是在母船 體的高位，設(shè)置結(jié)構(gòu)連接物繞接近水平的軸(含水平軸）轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)鎖緊器(不少于二件)， 結(jié)構(gòu)連接物(不少于二件）的一端連接子船體(可轉(zhuǎn)動連接)，另一端插入旋轉(zhuǎn)鎖緊器的滑道 內(nèi)。多級液壓油缸(不少于一件，與母船體連接處可轉(zhuǎn)動，與子船體系固結(jié))設(shè)于母船體的低 位(低于旋轉(zhuǎn)鎖緊器)上，其與子船體的連接為固結(jié)。結(jié)構(gòu)連接物、多級液壓油缸與子船體的 連接點(diǎn)，通過子船體的同一縱向線(子船體縱中剖面上的水平線)。
[0038] 當(dāng)多級液壓油缸伸張，結(jié)構(gòu)連接物則在旋轉(zhuǎn)鎖緊器的滑道內(nèi)向子船體方向滑動， 待子船體處于合理的吃水位置、合理的馳帆位置時(如圖8的子船體實(shí)線位置)，鎖緊旋轉(zhuǎn)鎖 緊器。當(dāng)船寬需要變小時，多級液壓油缸收縮，結(jié)構(gòu)連接物則在旋轉(zhuǎn)鎖緊器的滑道內(nèi)反向滑 動，（結(jié)構(gòu)連接物可設(shè)計(jì)成處于垂直、斜置狀態(tài)，視甲板上的作業(yè)情況而定），使結(jié)構(gòu)連接物 和子船體處于虛線位置，然后鎖緊之。
[0039] 在母船體靠近子船體的一側(cè)設(shè)置假舷，以防子船體處于虛線位置時發(fā)生碰撞。假 舷上留設(shè)結(jié)構(gòu)連接物穿越孔，以能使結(jié)構(gòu)連接物在旋轉(zhuǎn)鎖緊器的滑道內(nèi)滑動為度。
[0040] 除B型的第2種式樣外，在通過狹窄航道時，子船體也可以置于船艉，方法與上述 雷同。在內(nèi)河船舶中，一些生活小艇，即掛于船艉，飄于水上，隨大船前進(jìn)。
[0041] 本發(fā)明不同于常規(guī)海船，在船舶舭部(船殼外側(cè))，不設(shè)防搖鰭片，以利減阻。對現(xiàn) 役船舶進(jìn)行改造時，遇有上述鰭片時，應(yīng)割去。
[0042] 本發(fā)明的舵，采用襟翼舵、轉(zhuǎn)柱舵，以克服在某些表觀風(fēng)向下船舶偏航。
[0043] 子船體與母船體接觸處，設(shè)置防碰撞設(shè)施。
[0044] 圖1、圖2中的實(shí)線部分，是在使用風(fēng)帆時，或在通常情況下，子船體在可伸縮傳動 物收縮后，槽端伸縮器也收縮的狀況。此時，由于限位定位器的作用，子船體將不能再向后 (船舶前進(jìn)的方向?yàn)橄蚯?，反之為向后，下同）移動，并被固定下來?br> [0045] 圖1、圖2中的虛線部分，即是子船體在可伸縮構(gòu)件伸張時的狀況。這時，風(fēng)帆已經(jīng) 收起，或風(fēng)帆已經(jīng)收起且桅桿已經(jīng)倒下。
[0046] 圖1表示的是一種平行四邊形(或平行多邊形)轉(zhuǎn)動一繞垂直軸轉(zhuǎn)動的結(jié)構(gòu)，屬A 型。圖4是母船體上限位定位器附近的物件的示意圖。部分結(jié)構(gòu)連接物上有滑槽13(如圖 4上的定位柱14a處的結(jié)構(gòu)連接物6a上)，套在子船體上的定位柱上。當(dāng)子船體處于虛線位 置時，槽端伸縮器與距船艏近的可伸縮傳動物同時伸張時，子船體轉(zhuǎn)動到圖1上的點(diǎn)劃線 位置。由圖1，子船體是繞子船體虛線位置上的14b轉(zhuǎn)動的。因?yàn)椴鄱松炜s器與距船艏近 的可伸縮傳動物同時伸張時，就產(chǎn)生了一個繞14b的順時針方向的力矩，使子船體繞14b轉(zhuǎn) 動。此時,本發(fā)明的子船體貼近母船體的艏部，總寬等于母船體的總寬。這樣，就提高了船 舶的通過能力。
[0047] 圖2表示的是另一種水平平行四邊形(或平行多邊形）轉(zhuǎn)動連接的狀況，船舶的總 寬僅略大于母船體的總寬，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單。
[0048] 圖3是子船體定位柱的示意圖。
[0049] 風(fēng)帆與船體連接物(如桅桿等）設(shè)置在母船體靠近子船體的一側(cè)，風(fēng)帆與船體連接 物(如桅桿等）的中心距縱中剖線的距離，大于或等于船舶設(shè)置風(fēng)帆與船體連接物(如桅桿 等）處的最大寬度的1/6。
[0050] 使子船體在水平面上移動的方法，也可以用齒輪傳動等易見的替代方法。
[0051] 風(fēng)帆的推力可按下式計(jì)算： Ft=CtX P /2XVb2XS 式中 Ft -風(fēng)帆的推力 Ct 一風(fēng)帆的推力系數(shù)，主要與風(fēng)帆帆型有關(guān) P -空氣的密度，兩船處于同一地點(diǎn)時，為同一值 Vb -流經(jīng)風(fēng)帆的表觀風(fēng)速 S -風(fēng)帆的特征面積。
[0052] 據(jù)報(bào)道，日式"現(xiàn)代風(fēng)帆船"，某些船在6級風(fēng)風(fēng)速以下駛帆，有近20%的節(jié)能效果； 某些船在8級風(fēng)風(fēng)速下駛帆，節(jié)能效果可達(dá)50%，相差2. 5倍以上。本發(fā)明的某些風(fēng)帆高大， 能獲得高表觀風(fēng)速（自然風(fēng)速隨距海平面的高度變大而變大)，且能在比可比的日式"現(xiàn)代 風(fēng)帆船"更高的風(fēng)級下馳帆。本發(fā)明的某些風(fēng)帆又具有大的特征總面積(約為日式"現(xiàn)代風(fēng) 帆船"的風(fēng)帆的特征面積的1倍以上至10倍，或更大)，所以在可比條件下，至少可獲得4一 10倍于日式"現(xiàn)代風(fēng)帆船"風(fēng)帆的年均推力。所論風(fēng)帆的年均推力，是用以替代船舶螺旋槳 的推力的，而船舶燃油主機(jī)的燃油消耗量，大致正比于螺旋槳的推力。
[0053] 當(dāng)本發(fā)明的A型中，可伸縮構(gòu)件、槽端伸縮器處于伸張狀態(tài)，子船體處于如圖1中 的點(diǎn)劃線部分時，甚至與母船體等寬。如圖2中的虛線部分時，船舶總寬略僅寬於母船體的 總寬。
[0054] 圖2,母船體與子船體的連接，系四邊形轉(zhuǎn)動連接，它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，同時兼顧 了使用的方便性。
[0055] 本發(fā)明的B型，楔形定位銷退出，定位繩收放器將定位繩放松；結(jié)構(gòu)連接物繞轉(zhuǎn)動 裝置旋轉(zhuǎn)，到達(dá)不妨礙航行的位置，收緊艏部定位繩、艉部定位繩，子船體即位于母船體的 船艏處。如圖5。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)對母船體的吃水變化及子船體的水平位移，只需 要一套裝置。
[0056] 圖8所示，結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便。
[0057] 這樣，母子風(fēng)帆船可以通過原母船體不能通過的狹窄航道。這就擴(kuò)大了母子風(fēng)帆 船的適用范圍。
[0058] 可伸縮構(gòu)件、槽端伸縮器在工作狀態(tài)(常態(tài)）下，均處于收縮狀態(tài)，這樣有利于防 腐、保養(yǎng)。
[0059] 該船舶有合理的穩(wěn)性，較低的建造費(fèi)用；能滿足裝卸作業(yè)的要求；能夠保證航期； 不受航線的限制；用本發(fā)明的方法對現(xiàn)役船舶作改造較為容易，且有較滿意的效果。
[0060] 子船體可移動式母子風(fēng)帆船，其子船體為可移動型子船體，使母子風(fēng)帆船能通過 寬度受限制的或繁忙的航道。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0061] 圖1為A型母子風(fēng)帆船的結(jié)構(gòu)示意圖(母船體與子船體水平平行轉(zhuǎn)動--水平非平 行轉(zhuǎn)動連接） 圖2為另一 A型母子風(fēng)帆船的結(jié)構(gòu)示意圖(母船體與子船體水平平行四邊形轉(zhuǎn)動連接） 圖3為A型母子風(fēng)帆船子船體定位柱示意圖。
[0062] 圖4為A型母子風(fēng)帆船母船體上限位定位器示意圖。
[0063] 圖5為B型母子風(fēng)帆船的結(jié)構(gòu)示意圖 圖6為B型母子風(fēng)帆船的子船體與結(jié)構(gòu)連接件的連接的結(jié)構(gòu)示意圖 圖7為B型母子風(fēng)帆船的剖面示意圖 圖8為另一 B型母子風(fēng)帆船的結(jié)構(gòu)示意圖 其中：1_母船體、2-子船體、3-風(fēng)帆與船體連接物(如桅桿等)、4a_風(fēng)帆帆面與桅桿等 的連接物、4b_風(fēng)帆帆面與桅桿等的連接物、5-風(fēng)帆帆面、6a_結(jié)構(gòu)連接物（常用的是桁架結(jié) 構(gòu)）、6b_結(jié)構(gòu)連接物（常用的是桁架結(jié)構(gòu)）、9a_限位定位器、9b_限位定位器、10a-可伸縮 傳動物、l〇b_可伸縮傳動物、13a-滑槽、13al_滑槽遠(yuǎn)端、13a2_滑槽近端、14a-定位柱(離 子船體船艏近處)、14b-定位柱(離子船體船艏遠(yuǎn)處)、15-系孔、16-槽端伸縮器、17a-結(jié)構(gòu) 連接物與母船體的接頭(離母船體船艏近處)、17b-結(jié)構(gòu)連接物與母船體的接頭(離母船體 船艏遠(yuǎn)處)、18a-母船體上距遠(yuǎn)定位繩收放器、18b-母船體上距遠(yuǎn)定位繩收放器、19a-距遠(yuǎn) 定位繩、19b-距遠(yuǎn)定位繩、20a-子船體上的繩系孔、20b-子船體上的繩系孔、21a-結(jié)構(gòu)連 接物端部上的繩出入口、21b-結(jié)構(gòu)連接物端部上的繩出入口、22a-結(jié)構(gòu)連接物6a的端部、 22b-結(jié)構(gòu)連接物6b的端部、23a-結(jié)構(gòu)連接物固定孔、23b-結(jié)構(gòu)連接物固定孔、24al-定位 銷、24a2-定位銷、25a-轉(zhuǎn)動裝置、25b-轉(zhuǎn)動裝置、26a-前貼近定位繩、26b-后貼近定位繩、 27a-子船體艏部系柱、27b-子船體艉部系柱、28a-母船體前貼近定位繩收放器、28b-母船 體后貼近定位繩收放器、29a-旋轉(zhuǎn)鎖緊器、29b-旋轉(zhuǎn)鎖緊器、30a-滑道、30b-滑道、31-多級 液壓油缸、32-假舷、33a-結(jié)構(gòu)連接物穿越孔、33b-結(jié)構(gòu)連接物穿越孔

【具體實(shí)施方式】 A型母子風(fēng)帆船： 一種母子風(fēng)帆船，每一具子船體2與母船體1之間，有至少一件以上心(本例為二件桁 架式結(jié)構(gòu)連接物）桁架結(jié)構(gòu)連接物6a、6b，將子船體2與母船體1連接成一個整體。其中： 風(fēng)帆5與船體連接物(如桅桿等）3設(shè)置在母船體1的靠近子船體2的一側(cè)，風(fēng)帆5與 船體連接物(如桅桿等）3的中心，設(shè)置在母船體的船舷內(nèi)側(cè)，留出船舷邊上的走道。
[0064] 如圖1，在母船體1的左側(cè)，設(shè)置子船體2 -具，子船體2正浮時，子船體2的縱中 剖面與母船體1正浮時的縱中剖面平行。母船體縱中剖線與結(jié)構(gòu)連接物6a在水平面上投 影的夾角，等于母船體縱中剖線與結(jié)構(gòu)連接物6b在水平面上投影的夾角，本例中夾角均為 90°，結(jié)構(gòu)連接物6a的長度等于結(jié)構(gòu)連接物6b的長度，定位柱(離子船體船艏近處）14a至 定位柱(離子船體船艏遠(yuǎn)處)14b的距離，等于結(jié)構(gòu)連接物與母船體的接頭(離母船體船艏近 處）17a至結(jié)構(gòu)連接物與母船體的接頭（離母船體船艏遠(yuǎn)處）17b的距離；14a、14b、17b、17a 組成了一個平行四邊形。
[0065] 當(dāng)子船體處于工作狀態(tài)時，限位定位器9a、9b將限制子船體向去流方向移動，可 伸縮傳動物l〇a、10b處于收縮狀態(tài)、槽端伸縮器16處于收縮狀態(tài)，使子船體2處于固定狀 態(tài)。圖1實(shí)線部分所示，即船體處于工作狀態(tài)時，子船體2、與使子船體2與母船體1連接成 一個整體的結(jié)構(gòu)連接物（常用的是桁架結(jié)構(gòu)）6a、6b所處的位置； 此時如果槽端伸縮器16處于放松狀態(tài)，可伸縮傳動物10a、10b伸張時，14a、14b、17b、 17a組成的平行四邊形將移動，子船體2、與使子船體2與母船體1連接成一個整體的結(jié)構(gòu) 連接物（常用的是桁架結(jié)構(gòu)）6a、6b將處於圖1所示虛線位置。
[0066] 當(dāng)子船體位于虛線位置時，子船體繞定位柱(離子船體船艏遠(yuǎn)處）14b的水平轉(zhuǎn)動 (轉(zhuǎn)動到點(diǎn)劃線位置）是依靠槽端伸縮器16伸張，使定位柱14a由滑槽遠(yuǎn)端13al移向滑槽 近端13a2,可伸縮傳動物10a、10b的不同程度的伸張，即對定位柱(離子船體船艏遠(yuǎn)處)14b 產(chǎn)生順時針力矩來達(dá)到的，子船體即處于點(diǎn)劃線位置。此時，母子風(fēng)帆船的總寬等于母船體 1的總寬。
[0067] 當(dāng)子船體2位于點(diǎn)劃線位置時，子船體2繞定位柱(離子船體船艏遠(yuǎn)處）14b的水 平轉(zhuǎn)動(轉(zhuǎn)動到虛線位置)是依靠槽端伸縮器16收縮，可伸縮傳動物10b的收縮(對定位柱 (離子船體船艏遠(yuǎn)處）14b產(chǎn)生逆時針力矩)來達(dá)到的，子船體和結(jié)構(gòu)連接物（常用的是桁架 結(jié)構(gòu)）6a、6b回歸到虛線位置。
[0068] 伸縮傳動物10a、10b處于收縮狀態(tài)、槽端伸縮器16處于收縮狀態(tài)繼續(xù)下去，子船 體2和結(jié)構(gòu)連接物（常用的是桁架結(jié)構(gòu)）6a、6b回歸到實(shí)線位置。
[0069] 在結(jié)構(gòu)連接物6a、6b與母船體1連接處，設(shè)置限位定位器9a、9b，連同槽端伸縮器 16的收縮，使子船體2的位置得到固定。
[0070] 本發(fā)明的傳動，采用螺紋螺桿、液壓油缸等易見辦法，也可以用手動的辦法，達(dá)到 工程目的。
[0071] 子船體與母船體接觸處，設(shè)置防碰撞設(shè)施。
[0072] 風(fēng)帆采用有桅硬質(zhì)矩形風(fēng)帆，但其他形式的風(fēng)帆也是適用的。本案例有極為優(yōu)異 的推進(jìn)效果、通航能力與充足的穩(wěn)性。
[0073] 實(shí)施例2 B型母子風(fēng)帆船： 如圖5,母船體上設(shè)置二水平同心軸，本例的二件結(jié)構(gòu)連接物6a、6b，與母船體1之間 的連接，為結(jié)構(gòu)連接物6a、6b可繞上述二同心軸轉(zhuǎn)動。本例的轉(zhuǎn)動面與母船體1的縱中剖 面的夾角為90度。結(jié)構(gòu)連接物6a、6b與子船體2的連接，是結(jié)構(gòu)連接物6a、6b的靠近子船 體2的端部22a、22b插入子船體2上對應(yīng)的連接物固定孔23a、23b內(nèi)。見圖5。該孔外大 內(nèi)小，孔壁呈高次曲線型，見圖6。距遠(yuǎn)定位繩19a、19b的子船體一端分別系于繩系孔20a、 20b上，距遠(yuǎn)定位繩收放器18a、18b將距遠(yuǎn)定位繩19a、19b收緊時，子船體2上的結(jié)構(gòu)連接 物固定孔23a、23b與結(jié)構(gòu)連接物端部22a、22b上的繩出入口 21a、21b的距離變小（即子船 體移向結(jié)構(gòu)連接物的靠近子船體的端部)，直至結(jié)構(gòu)連接物6a、6b的靠近子船體2的端部 22a、22b插入子船體2上對應(yīng)的結(jié)構(gòu)連接物固定孔23a、23b內(nèi)，并被定位銷24a、24b固定。 當(dāng)母船體1吃水變化時，只需要改變結(jié)構(gòu)連接物6a、6b的轉(zhuǎn)動角度，就能使結(jié)構(gòu)連接物6a、 6b與子船體2相互連接后，處于合適位置，并固定之。
[0074] 當(dāng)船舶欲進(jìn)入狹窄航道、繁忙航道等船寬受限制的航道時(此時應(yīng)預(yù)判是否應(yīng)該 收帆、有桅桿時是否應(yīng)放倒桅桿，若需要，則執(zhí)行之)，定位銷24al、24a2退出，距遠(yuǎn)定位繩收 放器18a、18b將距遠(yuǎn)定位繩19a、19b放松；結(jié)構(gòu)連接物6a、6b繞轉(zhuǎn)動裝置25a、25b旋轉(zhuǎn)，使 結(jié)構(gòu)連接物6a、6b全部處于母船體1的船舷內(nèi)側(cè)，并固定之。如圖7的虛線位置。前貼近 定位繩26a分別系于子船體艏部系柱27a和母船體前貼近定位繩收放器28a上，收緊前貼 近定位繩26a，子船體2移向母船體1的艏部；后貼近定位繩26b分別系于子船體艉部系柱 27b和母船體后貼近定位繩收放器28b上，收緊后貼近定位繩26b，子船體即貼近于母船體 的船艏處。它的位置即被決定。如圖5所示。
[0075] 采用的風(fēng)帆的形式不限，本實(shí)施例采用采用有桅軟質(zhì)矩形風(fēng)帆。本案例的投資較 少。
[0076] 子船體2與母船體1接觸處，設(shè)置防碰撞設(shè)施。
【權(quán)利要求】
1. 一種子船體可移動式母子風(fēng)帆船，它包括子船體（2)、母船體（1)、風(fēng)帆（5)、結(jié)構(gòu)連 接物（6a、6b)，其特征在于：結(jié)構(gòu)連接物（6a、6b)與母船體（1)的連接平面轉(zhuǎn)動連接，結(jié)構(gòu)連 接物（6a、6b)至少繞一根轉(zhuǎn)動軸，此轉(zhuǎn)動軸為垂直軸或水平軸。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種子船體可移動式母子風(fēng)帆船，其特征在于：結(jié)構(gòu)連接物 (6a、6b)、子船體（2)與母船體（1)間為繞垂直軸轉(zhuǎn)動連接，母船體（1)的縱中剖線與離船艏 近的結(jié)構(gòu)連接物（6a)的夾角，與離船艏遠(yuǎn)的母船體與結(jié)構(gòu)連接物（6b)的夾角相等，形成一 種平行四邊形轉(zhuǎn)動連接；在結(jié)構(gòu)連接物（6a、6b)與母船體（1)連接處，設(shè)置限位定位器（9a、 9b)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的一種子船體可移動式母子風(fēng)帆船，其特征在于：所述的結(jié) 構(gòu)連接物（6a)上至少有一個滑槽（13a)，套在子船體上的定位柱（14a)上，槽端伸縮器（16) 與伸縮傳動物（l〇a、10b)伸張或收縮活動連接。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的一種子船體可移動式母子風(fēng)帆船，其特征在于：所述的風(fēng) 帆（5)與船體連接物（3)設(shè)置在母船體（1)的靠近子船體（2)的一側(cè)，風(fēng)帆（5)與船體連接 物（3)的中心距縱中剖線的距離，大于或等于船舶設(shè)置風(fēng)帆（5)與船體連接物（3)處的最大 寬度的1/6。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種子船體可移動式母子風(fēng)帆船，其特征在于：所述的結(jié)構(gòu)連 接物（6a、6b)繞在母船體（1)的至少一根水平轉(zhuǎn)動軸上，此軸線與水平線的夾角<45°。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種子船體可移動式母子風(fēng)帆船，其特征在于：在母船體（1)上 設(shè)置結(jié)構(gòu)連接物（6a、6b)、母船體前、后定位繩收放器（28a、28b)，結(jié)構(gòu)連接物（6a、6b)的端 部（22a，22b)上設(shè)置繩出入口（21 )，在結(jié)構(gòu)連接物（6a、6b)上設(shè)置距遠(yuǎn)定位繩收放器（18a、 18b)、距遠(yuǎn)定位繩（19a、19b)，在子船體（2)上設(shè)置結(jié)構(gòu)連接物（6a、6b)的固定孔（23a、 23b)、繩系孔（20a，20b)、定位銷（24al、24a2)、艏部系柱（27a)、艉部系柱（27b)。
7. 如權(quán)利要求1所述的一種子船體可移動式母子風(fēng)帆船，其特征在于：在母船體的高 位設(shè)置可轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)鎖緊器，結(jié)構(gòu)連接物的一端連接子船體，另一端插入旋轉(zhuǎn)鎖緊器的滑 道內(nèi)，多級液壓油缸設(shè)于母船體的低位上，在母船體靠近子船體的一側(cè)設(shè)置假舷。
8. 如權(quán)利要求1或6所述的一種子船體可移動式母子風(fēng)帆船，其特征在于：在通過狹 窄航道時子船體置于船艉，子船體與母船體接觸處設(shè)置防碰撞設(shè)施。
【文檔編號】B63H9/04GK104118550SQ201410379785
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年8月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月5日
【發(fā)明者】鄒銀才 申請人:武漢博碩聚才科技有限公司