具有浸水船體的船只制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種具有浸水船體的新型船只，其能夠以高速在波浪之上運(yùn)輸大貨物，浸水船體由兩個(gè)被浸沒的并聯(lián)主體（4）組成，主體的橫截面呈明顯圓柱形或盡可能地呈流線型，通過水文動(dòng)態(tài)翼型（5）將這兩個(gè)并聯(lián)主體連接。在圓柱（4）和翼型（5）的連接處設(shè)置四個(gè)具有合適的水動(dòng)力截面的支柱（3），其能夠支撐裝卸平臺(tái)或區(qū)域（2），裝卸平臺(tái)或區(qū)域（2）可以沿著支柱（3）移動(dòng)（向上或向下），直至將其自身升起到波浪平面之上，為此支柱包括一個(gè)垂直運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。可移動(dòng)主體（4）和水文動(dòng)態(tài)連接翼型（5）的浸沒部分可以由纖維材料完全覆蓋，該纖維材料具有孔隙度小于水分子但大于空氣分子的滲透膜，因此加壓空氣可以進(jìn)入其中。已進(jìn)入的空氣分子通過氣孔逸出，破壞邊界層并將浸沒區(qū)域的水分子分離開來，從而顯著地降低粘滯摩擦。下部結(jié)構(gòu)可被升起到海平面上，以便材料的裝卸或進(jìn)入淺水港口。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及用于在任何海洋條件下在商用大型和小型港口中進(jìn)行裝載、貨物和人員運(yùn)輸?shù)娜我忸愋偷暮Ｉ喜僮鞯拇坏暮叫泻驮O(shè)計(jì)。具體地，本專利技術(shù)涉及專門用于海上生產(chǎn)平臺(tái)的供給、安裝、運(yùn)行和維護(hù)的船只。
技術(shù)介紹
當(dāng)前，越來越多地需要利用海洋自然資源來滿足人類需求。正因?yàn)槿绱耍_發(fā)了許多浮動(dòng)或固定的海上平臺(tái)或結(jié)構(gòu)，以產(chǎn)生和/或提取資源。為了在其制造、安裝、運(yùn)行、維護(hù)以及在生產(chǎn)期間供應(yīng)所需的材料和設(shè)備，需要具有合適的船只。 因此，在本領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行研究以找出一種符合下述要求的船只，S卩，這些船只需要執(zhí)行下述功能-用于多功能運(yùn)輸?shù)拇弧Ｔ摯槐仨氝\(yùn)輸不同類型的貨物，從散貨(例如水泥和用于生產(chǎn)水泥和其他結(jié)構(gòu)性材料的干貨)到用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)(其支持水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)務(wù))的連桿。這些連桿的長(zhǎng)度可能多達(dá)60m，因此，必須能夠獲得該長(zhǎng)度的甲板空間。-運(yùn)輸?shù)呢浳锏淖畲笾亓繛?500TPM。該限制特別針對(duì)散貨，并且毫無疑問這種限制將確定船只的總體尺寸。-必須有足夠的燃料容量以運(yùn)行合理時(shí)間，例如短途中的一周，或者至少較長(zhǎng)航程的往返行程(最大自主航行2500英里)。-速度大約為25海里/小時(shí)或更快。目標(biāo)是供給和維護(hù)操作所需的時(shí)間最少，或者舉例來說，至少不至于使得不能夠響應(yīng)緊急情況。-在8m的有效高度下航行。這些要求設(shè)想了一種以相對(duì)高速運(yùn)輸較重貨物并同時(shí)能夠在相對(duì)風(fēng)大浪海上維護(hù)的船只類型。根據(jù)具體應(yīng)用和船只將要運(yùn)行的位置，所有的這些要求都是可變的，并且可按照研究中的平均情況制定。用于海上平臺(tái)的支援船只的傳統(tǒng)方案是被稱為補(bǔ)給船的船只類型，其是一種拖船，具有特定的系柱拉力，有時(shí)甚至具有動(dòng)態(tài)定位和非常寬的甲板以運(yùn)輸不同類型的供給品，不管有沒有貨盤；其通常還配備有支持操作的裝置，例如起重機(jī)、移動(dòng)錨的機(jī)構(gòu)，等等。這種類型的船只可以由符合制定的運(yùn)行要求的尺寸制成，然而在如此高波浪的海上的行為將毫無疑問地導(dǎo)致任何傳統(tǒng)單船體船只的較高程度的移動(dòng)和加速。這種類型的船只在25海里/小時(shí)的航速下需要至少40000KW的功率。給定船只尺寸和必須速度的單體船被前進(jìn)的阻力強(qiáng)烈地限制了優(yōu)化發(fā)展，尤其是由于波浪的形成而產(chǎn)生的阻力。因此，總而言之，為了符合運(yùn)輸較重荷載的船只的高速要求，有兩種可能性I、通過動(dòng)態(tài)支撐以及使用可浸沒翼將船體升出水面。從特定尺寸方面不建議這種方案，這是由于翼的支撐隨著尺寸的增加而增加，并作為整體長(zhǎng)度的平方(翼的面積)的函數(shù)，而重量也隨著尺寸的增加而增加，并作為整體長(zhǎng)度的立方(排水量體積)的函數(shù)，因此，難以將在較小尺寸下工作良好的水翼船設(shè)計(jì)推廣到更大尺寸。2、以盡可能平滑地浮動(dòng)的方式浸沒排水量裝置，這是由于波浪形成而產(chǎn)生阻力的主要誘因(盡管不是唯一誘因)。第二種可能性已經(jīng)被探索了至少20年，出現(xiàn)了眾多未進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)階段的原型。然而，符合要求的最有前途的選擇是具有來自浸沒翼板或鰭板的動(dòng)態(tài)懸掛支撐的混合船只。這是SWATH型的解決方案。首字母縮略詞SWATH表不小水線面雙體船(Small Water plane Area Twinhull),即，具有較小的漂浮面積的雙船體船只(雙體船)。這通過在漂浮區(qū)域使每個(gè)船體變薄來實(shí)現(xiàn)，而船只的主排水量降低。這種類型的優(yōu)勢(shì)在于降低波浪形成的阻力并由此降低以相對(duì)高速推進(jìn)船只所需的功率。另一方面，對(duì)于相同的排水量甚至相同的凈重(這是最佳的比較方式)，這種類型的船只一般具有較大的凈表面，這使得摩擦阻力或粘滯阻力大體上增加。可以說，在單船體概念和SWATH之間的比較中，通常SWATH保證的速度更快。在這種類型的船只中，對(duì)于25海里/小時(shí)的航速大約需要28000KW的功率。但為了追求目標(biāo)，這種類型的船只的一個(gè)大問題是其上部結(jié)構(gòu)不能提升到波浪的高度之上，因此，盡管其由于幾何尺寸而具有較小的由于波浪形成而產(chǎn)生的阻力，但其不能 避免形成在海上的波浪的阻力，并且在較大波浪的海上航行也是困難且具有風(fēng)險(xiǎn)的，因此，在這些情況下，其不能進(jìn)行生產(chǎn)平臺(tái)的運(yùn)行與維修操作。在平靜條件下，其與平臺(tái)一起工作也存在問題，這是由于其在保持漂浮的狀態(tài)下將受到海平面變化(盡管這種變化較小)的影響，而且還需要使人員和設(shè)備接近平臺(tái)平面以及從平臺(tái)到船只的裝置。出于這些原因，本專利技術(shù)基于本領(lǐng)域已經(jīng)存在的一些概念開發(fā)出了一種船只，從這些概念中發(fā)展并引入了新特征，從而獲得了符合列出的需求的結(jié)果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的新型船只的特征在于其浸水船體由兩個(gè)被浸沒的并聯(lián)主體組成，主體橫截面呈明顯圓柱形或盡可能地呈流線型，通過水文動(dòng)態(tài)翼型將這兩個(gè)浸沒主體連接。在圓柱和翼型的連接處具有四個(gè)支柱，其能夠支撐裝卸平臺(tái)或區(qū)域，裝卸平臺(tái)或區(qū)域可以沿著支柱移動(dòng)(向上或向下)，直至將其自身升起到波浪平面之上。支柱的內(nèi)部具有等長(zhǎng)的液壓活塞，其穿過主體的圓柱體并連接到圓柱體外部的切線板上，以實(shí)現(xiàn)活塞的深度支撐。上部結(jié)構(gòu)(或船只的未浸沒部分)具有齒輪，其能夠?qū)⑸喜拷Y(jié)構(gòu)升起到支柱的上方，支柱配備有齒條以升起到在海面上航行所需的高度。齒條和齒輪系統(tǒng)可由任何垂直位移的等同系統(tǒng)替代。機(jī)房、電機(jī)、船橋和船員區(qū)域位于上部結(jié)構(gòu)之上。上部結(jié)構(gòu)的幾何形狀將適應(yīng)于每種具體情況。不同類型的推進(jìn)方式可適用于該船只，但復(fù)雜的反轉(zhuǎn)牽引類型是優(yōu)選地，其避免了使用了舵。以這種方式航行的船只不會(huì)形成波浪并且不需要克服由于波浪形成而產(chǎn)生的阻力，而波浪形成而產(chǎn)生的阻力是限制速度的最大因素并且消耗最多的功率。下一個(gè)因素將是粘滯阻力或水摩擦力。這可通過設(shè)置具有低水摩擦系數(shù)的覆蓋物來實(shí)現(xiàn)，或者利用纖維材料完全覆蓋浸沒區(qū)域，該纖維材料具有孔隙度小于水分子但大于空氣分子的滲透膜。一旦被覆蓋，空氣被泵進(jìn)內(nèi)部。灌注的空氣分子通過孔逸出；隨著空氣分子逸出，邊界層被破壞并將浸沒區(qū)域的水分子分離開來，從而粘滯摩擦力或水摩擦力顯著地降低。 空氣逸出的壓力必須大于頂部的水的靜水壓力，靜水壓力取決于圓柱體的深度。一旦船只獲得速度，由于文杜里效應(yīng)，船只自身的速度將驅(qū)使更多的空氣逸出。如果使用反轉(zhuǎn)牽引推進(jìn)，則使用深井升降機(jī)，而如果使用傳統(tǒng)推進(jìn)方式，舵(具有兩個(gè)船體)也將被置于傳統(tǒng)方位。這種船只的眾多優(yōu)勢(shì)之一是在到達(dá)卸載碼頭時(shí)，其可以停靠在碼頭平面上，S卩，負(fù)載平臺(tái)處于碼頭的平面上，從而輪式貨物不需要活動(dòng)舷梯或起重機(jī)就可以從貨艙中提取，節(jié)省了大量的裝載和卸載時(shí)間。貨物可以相同的方式被置放到海上的生產(chǎn)平臺(tái)的同一平面上，使得操作更加簡(jiǎn)單。上部結(jié)構(gòu)也可以處于碼頭平面上(由于支柱包括在期望時(shí)能夠收縮的可伸縮圓柱體)，其被浸沒的并聯(lián)主體使得能夠移動(dòng)通過泵提取的散貨(水泥、沙、幼魚、魚食)并且通過將材料直接從工廠泵入圓柱體而將貨物加載到船只上，而不需要將貨物鏟到容器并且隨后將這些容器加載到貨艙中。升起上部結(jié)構(gòu)以進(jìn)入淺水港口，排空壓載箱，上升到表面上，并且隨后降低到海平面并漂浮，由此降低了船只的拉力。直到船只獲得足夠的速度之前，其不具有支撐。一旦其獲得支撐，船只降低其上部結(jié)構(gòu)并將其自身置于波浪之下，隨后上部結(jié)構(gòu)被升起并置于增加速度的波浪之上。關(guān)于前面段落所述的問題，與現(xiàn)有技術(shù)相比，已經(jīng)開發(fā)出來且尋求保護(hù)的方案呈現(xiàn)出下述優(yōu)點(diǎn)·能夠以高速運(yùn)輸大貨物。·能夠以船只自身運(yùn)輸散貨，而不需要額外的艙室。·沒有波浪形成，并且顯著降低粘滯摩擦系數(shù)。·高速且低功耗。·在任意天氣條件下真正實(shí)現(xiàn)了安全運(yùn)行。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】2009.12.11 ES P2009023161.具有浸水船體的新型船只，其以高速運(yùn)輸重貨物的方式航行，其特征在于，上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)均能垂直移動(dòng)，上部結(jié)構(gòu)可在海平面和超過波浪平面的高度之間移動(dòng)，這避免了摩擦和波浪的形成，下部結(jié)構(gòu)在正常的航行和工作條件時(shí)浸沒在水面之下，在淺水域或裝卸操作時(shí)上升到海平面。2.如權(quán)利要求I的具有浸水船體的新型船只，其特征在于，下部結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)被浸沒的并聯(lián)主體(4)，主體(4)由水文動(dòng)態(tài)翼型(5)連接并由支柱(3)支撐，在浸沒區(qū)域的支柱(3)由可伸縮圓柱體組成，可伸縮圓柱體根據(jù)期望可伸展或收縮，以便浸沒或升起下部結(jié)構(gòu)。3.如權(quán)利要求2的具有浸水船體的新型船只，其特征在于，支柱中的圓柱體連接到主體的圓柱體外部...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：C·德爾·坎波·Y·魯伊斯·德·阿莫多瓦，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：大洋洲工程集團(tuán)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：