本發(fā)明涉及一種用于低阻力船的船體。

在船舶設計中的主要目的是減少產生阻力的表面摩擦和浸濕表面的范圍。該主要目標是減少影響海洋運輸和阻礙海運業(yè)的發(fā)展的燃油成本，并大體上增加船舶速度。

背景技術：

在過去，已經做了相當多的努力來提高船舶的速度。例如，在滑行艇中通過抬升其船首使得阻力降低，因為通過這種方式，與水接觸的船體表面積減小。具有階梯結構的其它設計的滑行艇為船體提供通風，以減少與水接觸的實際表面積。另一種方法是將空氣注入船體下面，或者其下面形成氣墊，或者在船體本身的一些區(qū)域中導入氣泡。

fr2,604,412描述了一種用于快艇的船體，其前船體部分具有深v形的輪廓，從船頭到船艉(stern)角度逐漸增加，并且后船體部分具有設置有縱向浮體的舷側。在船體的底部，由船首、縱向浮體和排放閥限定一定容積，由于離心風扇傳送加壓的空氣到船體表面上的管嘴，所以在該容積中形成支撐氣墊。在專利fr2604412中描述的船是屬于所謂的氣墊支撐船(asv)的領域內，其也包括氣墊船。然而，加壓的空氣是支撐船體的媒介，小于水的支撐；無論如何，將空氣吹到船體下意味著具有的隨之而來的缺點是使用大量能量。

許多文獻說明了這樣的船體，其中圍繞在液體媒介的周圍吹入空氣，從而形成氣泡用于阻力的降低：例如，參見由us6,186,085，u.s.2002/0014192a1，wo2011/161187a1以及jp10175587a所描述的發(fā)明。在船體和水之間的界面中空氣的吹動形成氣泡。即使泡沫相比于水而言，支撐船體的能力較小，但是，比起空氣一定大，泡沫具有的優(yōu)勢是打斷由表面摩擦所形成的邊界層，并且，生成取代層流的紊流。

通常，在上文中提到的專利中所描述的船體需要增加動力消耗，即，增加用于將空氣吹入船體之下的動力。

同一申請人的歐洲專利ep1501718中描述了單體船，其中，在吃水線上的船中部橫截面從后船體部分分隔出包括中心龍骨的前船體部分，該后船體部分具有設置有脊骨(chine)的舷側(side)，所述脊骨在向船尾的方向上限定逐漸提高的底部，即，從船尾中心龍骨朝向吃水線向上傾斜。前船體部分具有深v形的輪廓，中心龍骨在向船尾方向上以通過v形輪廓形成的角度延伸，該角度增加直到形成平坦底部。

由ep1501718所描述的船體應該在其底部接收艏波系統(tǒng)(bowwavesystem)，然后，恢復在形成該艏波系統(tǒng)時消耗的一些動力，以增加其水力支持以及維持幾乎水平的縱傾。

在歐洲專利中所描述的船上，如果船首被抬起，該船不能產生波浪構造，該波浪構造在后部在舷脊骨(sidechine)之間被恢復，使得船體流體動力學性能被維持。

進一步地，如果船首被抬起，它不會產生紊流，并且，在船體表面和水之間插入的泡沫已基本被證實能很大地減少拖拽摩擦。

再次，關于船首的抬起，在根據(jù)所引證的專利中的單船體，如圖示、所說明的和權利要求中要求的，底部的抬起的與船的前進速度的增加相關聯(lián)的特征導致船體圍繞其重心旋轉，結果是立刻產生縱傾，從而消除當船靜止時底部與水面形成的角度。換句話說，抬升的底部被水平地定位，結果是抬升船首。

該縱傾也會通過該事實被加?。和ǔ１辉O置在船艉區(qū)域中的推進器在正常的運行期間使得在舷脊骨之間的后船體部分“騰空”。因此，應該理解的是，由于后船體部分的這種“騰空”，船首被進一步抬升，然后，如上所述，其不能履行產生紊流以及因此產生與其相關聯(lián)的泡沫的功能。

已知船體的性能在由照片(圖1)所制成的附圖中被表現(xiàn)出，其中，可以看到在2008年低在里雅斯特大學(universityoftrieste)的弗洛德水池(froude′stank)中拖拽中被測試的模型。該船體是單筏類型。已知的船在前船體部分具有龍骨，以及，在后船體部分具有帶舷脊骨的舷側。深v形的龍骨使得船體中央向船尾變平。在舷脊骨之間的船中央的底部船尾向上抬起，也就是說，其從水平線向上傾斜。

該模型對應于以24節(jié)船速前進的24m和70t的實際船體。應該注意的是，龍骨被抬起，但是，可以觀察到，在各種一系列測試中，在10節(jié)船速時，假定的模型已經縱傾(trim)。換句話說，即使在低速時，后船體部分的輪廓對船施加船艉向下的縱傾。通過這個縱傾，該龍骨僅僅很少地被浸入，不再履行其生成波浪構造和泡沫的功能。

簡明地，應該理解的是，這些由船首抬升所導致的缺陷主要是由如下事實確定：該底部的在船抬升時被支配的表面正在上升。船具有的縱傾取決于底部的上升角度，因為船圍繞其重心旋轉，導致船首的抬升。

為了克服這些由船首抬升導致的缺陷，第一種解決方案將會使得船首非常深，從而即使當后船體部分的底部被水平地定位時船首也能生成波形和泡沫。然而，由于非常深的船首，在低速時的阻力將會太高。

另一種解決方案可以提供具有從船艉突出的大的翼板的船體，但是即使這樣，這些翼板將顯著地增加阻力，尤其是在高速時。

解決上述缺陷的解決方案通過根據(jù)本發(fā)明不抬升底部，即，底部不從水平線、船中央橫截面向船尾向上傾斜被實現(xiàn)。

技術實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明提供了用于低阻力船的船體，其從船首到船艉具有：深v形的龍骨，該龍骨的死起角減小直到在船艉中的平坦底部，和舷側，該舷側包括從平坦底部向下突起的舷脊骨，其中，所述平坦底部不向上傾斜。

簡明地，根據(jù)本發(fā)明的船體具有底部，所述底部根據(jù)本發(fā)明的實施例的三種變形從船體中部橫截面直到船艉水平或者向下傾斜，并且任意一種變形的選擇取決于根據(jù)本發(fā)明的船的使用領域。

具有深v形的龍骨和設置有向下突起的舷脊骨或者尾鰭的舷側的船體結構為船提供了穩(wěn)定性和可操作性，其減小了基本上在大多數(shù)船截面上的低死起角的負面影響。

附圖說明

通過如在附圖中示出的用于低阻力船的船體以及它的變形的優(yōu)選但是不排外的實施例的所述的且因此非限制的描述，本發(fā)明的進一步的特征和優(yōu)點將會變得更加顯而易見，其中：

圖2和圖3是來自于照片的圖，其分別示出了一模型的完整視圖以及限于各自船艉的局部視圖，該模型在2011年末，在羅馬的consiglionazionaledellericerche(cnr，國家研究委員會)的弗魯?shù)滤豬.n.s.e.a.n.中被測試，該模型對應于根據(jù)本發(fā)明的在24節(jié)船速時的70t且24m的船；

圖4是圖2和圖3中的船體的實施例的示意結構設計圖；

圖5是圖4中的船體的實施例的示意側視圖；

圖6是圖2和圖3中的船體的第一種變形的橫截面；

圖7是圖2和圖3中的船體的第二種變形的示意側視圖；以及

圖8是圖2和圖3中的船體的第三種變形的示意側視圖。

具體實施方式

根據(jù)本發(fā)明的船體的示圖在圖4和圖5中被示出，其分別是船體的第一實施例的結構的示意設計圖以及同一船體的示意側視圖。在這些附圖中，在被表示為ppad的船艉和被表示為ppav的船首之間的不同的橫截面由底部上的參考數(shù)字1到9所標記。舷側20具有向下突出的舷脊骨200，其從由5所標記的船體中部的橫截面開始，并且朝向船艉延續(xù)。在吃水線處的船體中部的橫截面將前船體部分與后船體部分分離。前船體部分具有深v形的龍骨10，該龍骨的死起角(dead-riseangle)從船首到在船艉的平坦底部30減小。后船體部分具有舷側20，其包括從平坦底部30向下突起的舷脊骨，舷側被舷脊骨200所界定。由于舷脊骨200無論在船的靜態(tài)或者在動態(tài)中均不具有漂浮功能，所以在舷側20中的舷脊骨200的厚度可根據(jù)不同的設計需求被選擇。舷脊骨200僅具有輸送來自于船首的流體并將其容納在船的船艉部分中的功能。因此，舷脊骨200可以像尾鰭一樣非常薄。

根據(jù)本發(fā)明，龍骨10從船首朝向船艉延伸，船艉自身的輪廓從深v形變化為平坦底部30，該平坦底部水平地延伸直到船艉，如圖5中的示意性所示。此外，平坦底部30優(yōu)選地在橫截面1和ppad之間的最后的區(qū)域內向下傾斜。應該理解的是，根據(jù)圖4和圖5的結構設計圖，對于出現(xiàn)在比例模型中的問題而言，不是嚴格地理想的船體輪廓，而是簡單地示出了在后船體部分中的底部的模式，這是本發(fā)明的主要特征。

由限定平坦底部30的它們的舷脊骨200向下突出的在舷側20的前面的龍骨10具有捕獲橫波和伴隨其的泡沫的功能。舷脊骨200沿著船尾加大其浸入，并且形成容納水的反向通道，其動力學的能量被轉換為壓能。

現(xiàn)在參考圖2，其示出了來自于模型的照片的附圖，該模型具有的結構與圖4和圖5中所述的非常相似。在2011年末，在羅馬的cnr的弗魯?shù)滤豬.n.s.e.a.n.所實施的測試期間，取得該圖片。該模型表示單筏船體，其具有的底部從船體中部橫截面直到船艉在其后部通常保持水平。該模型對應于24節(jié)時的70t和24m的船。

如圖2所示，其中，排水量和速度的情況在圖1中示出，由于舷脊骨之間的波形和傳輸?shù)呐菽?，船首的流體動力學的抬升通過船艉部分的抬升被平衡。船體的縱傾保持在與水平線成大約1度以內。這允許船首生成如圖2中著重顯示的波形和泡沫。因為船體保持與靜止的時候基本相同的縱傾，因此允許來自于船艉部分有效水流，如圖2所示，與引用的照片相對應，缺少測試模型的船尾的波形。這種波形的缺少在與被引證的照片相對應的圖3中被表明，該照片示出了從例如完全地平坦的船體底部向船尾流出的水流。舷脊骨200與平坦的船體底部30的交叉線是從船體中部向船尾向下傾斜，如圖4所示。

在圖6中示出的是根據(jù)本發(fā)明的船體的第一種變形。在此，舷側21具有尾鰭的形式的舷脊骨210，其向下突出，但相對于舷側21凹進，使得平坦底部30的一部分被限定在尾鰭之間。

這種變形有用地避免了，在錨定船時，在卷入風大浪急的海面的情況下，第一實施例中限定底部30的舷脊骨200與橋墩或者碼頭相撞。向下突出的舷脊骨200的損壞或者乃至部分的移除將會制約其功能，對可控性和船的路線維持具有嚴重的后果。

此外，舷脊骨210相對于舷側21凹進的事實部分地限定了在船體下方合并的泡沫的量，并且允許設置推進器的外殼。

如圖7所示，示出了本發(fā)明的第二種變形，其描繪了具有舷脊骨230的舷側23，該舷脊骨向下突出，但是在其的一部分24向船尾抬升。根據(jù)這種變形，在向下突出的舷脊骨之間被傳送的水和泡沫的出流橫截面增加。獲得的優(yōu)勢是，水的出流流速向船尾減小，并因此，接近船體的船尾橫截面的壓力增加。這種情況是有用的，因為它改善了根據(jù)本發(fā)明為船體的特殊結構選擇的推進器的性能。推進器接收經過加速的水，并且將其逆著高壓區(qū)推動。

參考圖8，這是圖2和圖3中的船的船體的第三種變形的示意側視圖，可以看出，底部31是向下傾斜的，并且被舷側23的向下傾斜的舷脊骨230所限定。舷脊骨230具有直線低緣。

應該理解的是，根據(jù)本發(fā)明的船體的這種第三種變形對于船是有用的，在速度和穩(wěn)定性上具有改善的性能。

由于簡單地參考發(fā)明的實施例及其變形能夠理解上述的特性，并且在不脫離所附權利要求中限定的范圍的情況下可進行變型。