專利名稱：氣墊剛性氣封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明氣墊剛性氣封裝置發(fā)明的目的是作為氣墊船首、尾氣封之用，以取代目前氣墊船的柔性圍裙以及/或一般的尾部用船底作為滑行面的滑板式尾氣封；它特別適合于在湖泊、水庫、內(nèi)河或其他較小波浪的航域航駛的中、小型側(cè)壁式或雙體式氣墊船上用以作為首尾氣封以形成氣墊；對于大、中型氣墊船則在增加對首尾氣封裝置的操縱控制系統(tǒng)后亦可用于具一定海況下的海上航運。
目前的氣墊船都采用柔性圍裙作為形成氣墊的氣封裝置。柔性圍裙是由織造物加涂橡膠或塑料作為圍裙材料，在其接觸水面處受水流——特別是含泥沙量大水流的沖刷易于磨損，和船體剛性固接處亦易于撕裂。世界上即使是設(shè)計成熟以優(yōu)良材質(zhì)制作的柔性圍裙，其修補期都遠遠短于船體結(jié)構(gòu)或其他常規(guī)船舶附件的使用壽命和大修期。為了修補圍裙船舶必需上排或進塢。故柔性圍裙是氣墊船的一大缺陷，不但增加船舶的維護費用，而且降低船舶的出航率，影響船舶營運收入。
本發(fā)明氣墊剛性氣封裝置，主要由鋼或硬鋁合金或其他硬質(zhì)耐磨的材料制成，其下沿和水接觸處更能承耐水的沖刷和含泥沙水流的磨耗，它能具有和主船體結(jié)構(gòu)或其他船舶附件同等長期的使用壽命，故能減少維護費用，提高船舶出航率以保障船舶營運時間。
下面詳細說明本發(fā)明氣墊剛性氣封裝置的具體內(nèi)容。


圖1為裝設(shè)本發(fā)明氣墊剛性氣封裝置船舶縱中剖面的示意圖，它具體示明本發(fā)明氣墊剛性氣封裝置在船上的裝設(shè)情況和工作原理。
船之前端為剛性固定船首1，此船首在船體當(dāng)中氣墊腔體2范圍內(nèi)自防碰艙壁3以后作為空殼，往下延伸截止至高于船舶氣墊航行時的水線W1L1。在防碰艙壁后即為氣墊剛性氣封裝置的首氣封裝置。此首氣封裝置主體為一曲面首氣封曲板4，此板橫向?qū)捳怪林鞔w兩側(cè)片體或側(cè)壁的內(nèi)沿5。板的上端鉸支于A點，板的下部內(nèi)側(cè)有系著點B，此B點靠系索6拉住氣封曲板4，系索6通過滑輪7沿箭頭Z引向首氣封曲板操縱控制部份。收、放系索6即可調(diào)控氣墊首吃水的大小。
船后近尾端處設(shè)置氣墊剛性氣封裝置的尾氣封裝置，其主體為尾氣封滑板8，此板橫向?qū)捳怪林鞔w兩側(cè)片體或側(cè)壁的內(nèi)沿5。尾氣封滑板8內(nèi)沿鉸接于尾曲臂封板9和連桿10的下端，其鉸接處分別為C和D。尾曲臂封板9上沿與主船體氣墊腔體2后固定封板11鉸接于E點；連桿10上端鉸支于氣墊腔頂板12下固定支座13的F點。CDEF為一四連桿機構(gòu)，故操控尾曲臂封板9使其繞E點轉(zhuǎn)動，從而可操控尾氣封滑板8的升降以及該尾氣封滑板8相對航行時與水面來流的攻角Φ。
本發(fā)明氣墊剛性氣封裝置的首尾氣封裝置的操縱控制，可采用凡能滿足圖1所示首氣封曲板4和尾氣封滑板8定位要求的任何操作方式和設(shè)備部件。下面僅舉出常規(guī)的用繩索拉動和用液壓油缸推拉的兩種方式作為例子，以完整說明本專利氣墊剛性氣封裝置的操縱要求和所達到的目的。
首氣封曲板4的操縱要求是定位于氣墊航行時的首吃水。由于氣墊壓力p的作用推動首氣封曲板4繞A點轉(zhuǎn)動，故可以用軟式的繩索進行操控。A-A剖示及相應(yīng)的A-I剖示說明系著點Bp、Bs(分別為左右舷)、系索6、可擺動的導(dǎo)向滑輪7p、7s(分別為左、右舷)及操縱滑輪Zs的布置。如操控滑輪Zs在操控力沿Z向拉動下被拉至Z′s位置，則首氣封曲板4被拉升高，船舶氣墊航行時的首吃水即加大；反之若Z向放出則可減小氣墊航行時的首吃水。Zs的移動可以用索繩導(dǎo)向滑輪引至駕駛室，亦可直接用液壓油缸推、位定位。
尾氣封滑板8的操縱控制要求是定位于氣墊航行時的尾吃水，并調(diào)整尾氣封滑板8相對于來流的沖角Φ。具體操控可以如圖1所示直接用液壓油缸14來完成。油缸14一端鉸支于與主船體固定的鉸支點G，另一端鉸支于尾曲臂封板9后面固定的鉸支點H。當(dāng)油缸14收縮至GH′，曲臂封板9被拉動轉(zhuǎn)升，C、D點就轉(zhuǎn)升至C′、D′，尾氣封滑板8即升高，從而使船舶氣墊航行時的尾吃水增加。當(dāng)CE＝DF且CD＝EF時，這是平行四邊形四連桿機構(gòu)，尾氣封滑板8作平行移動；此時若尾吃水增加大于首吃水增加，則尾氣封滑板相對來流的攻角Φ增大，反之若尾吃水增加小于首吃水增加，則尾氣封滑板8相對來流的攻角Φ減小。即使CD＝EF，若使CE≠DF，則可調(diào)控攻角Φ的變化。當(dāng)以圖示逆時針轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)Φ角為正時，若DF＜CE時，點F的升高大于E點的升高，Φ角變化加大；反之若DF＞CE，則E點的升高大于F點的升高，則Φ角的變化減小。
為減小氣墊的氣流泄漏，首、尾氣封裝置在氣墊與外部大氣相鄰的相對主船體活動的部位須采取防泄漏措施。這些部位是首氣封曲板4除了下面和水接觸一邊外的其余三邊，即上面和主船體相鉸接的一邊和兩旁與船體片體或側(cè)壁內(nèi)沿5相鄰的兩邊；尾氣封裝置上尾曲臂封板9的四周，即上面和氣墊腔體后固定封板11鉸接點E處、下面和氣封滑板8鉸接點C處和兩旁與船體片體或側(cè)壁內(nèi)沿5相鄰的兩邊。這些部位的防泄漏措施可以采用各種常規(guī)的有效方式。如可采用圖2中A的氣密封條15或圖2中B的氣密膜片式16。A式用于相對移動距離較大之處，如首氣封曲板4和尾曲臂封板9兩旁與船體片體或側(cè)臂內(nèi)沿5相鄰處；B式可用于其他鉸接部位。氣密封條15和氣密膜片16均用穩(wěn)定耐磨的柔性材料——如夾織物的橡膠制成，由于氣墊壓力p將密封條15或密封膜片16壓貼于相鄰的船體構(gòu)件表面從而防止氣流泄漏。
下面闡述本發(fā)明氣墊剛性氣封裝置的工作原理。
船前的剛性固定船首1懸伸在船舶前端，其外形和結(jié)構(gòu)與常規(guī)船舶無甚差別。它可以作為勺型，亦可以作為V型。前者類似于縱流線型的壓浪型船首，宜用于風(fēng)浪較小的水域；后者可用于風(fēng)浪較大的水域。固定船首向下不延伸到龍骨19，而是齊平的截止于略為高出船舶氣墊航行時首吃水。氣墊航行時首氣封曲板4是處于船舶兩側(cè)固定的片體或側(cè)壁之內(nèi)，前面則為固定船首1所屏蔽。船舶氣墊航時水面不平整的波濤受到兩側(cè)片體或側(cè)壁的隔阻，而迎面的水流又受到固定船首的預(yù)為疏整，使氣封曲板4是處在受防范的波濤洶涌能量已受阻遏大為減弱的局部水面中。氣封曲板4前沿的曲度再次引導(dǎo)和壓整高出水面的余波，使其下沿和水面間的間隙得以維持較小且波動影響亦微弱，從而減小首部氣流的泄漏，達到氣封作用。
船后以滑行面作為氣墊氣封。由于航行時氣封尾滑板8相對來流有一沖角Φ，故板面承受水力壓力，此壓力當(dāng)阻遏氣墊內(nèi)具氣墊壓力p的氣流，從則達到氣封作用。實際上在水流沖入氣封尾板滑8表面時會卷入一些氣墊氣流一同沿滑板面流過，而帶走的氣流即為氣墊逸流損失的主要部份；但這種氣水混合的二相流會減小了滑板面的摩擦阻力。
本發(fā)明氣墊剛性氣封裝置很重要的特點還在于首、尾作為氣封的具體組件首曲面氣封曲板4和氣封尾滑板8是可以調(diào)節(jié)控制的。氣墊腔體2內(nèi)的頂沿12設(shè)計距船舶在靜浮時水線WoLo有較大凈余高度，使首氣封曲板4和氣封尾滑板8在收到最高位置后下沿仍高出水面。故裝設(shè)本發(fā)明氣墊剛性氣封裝置的船舶可以以常規(guī)雙體船的型式航行，而此時氣墊的風(fēng)機不供氣。隨著航速增加，船舶底部受到的水動力升力亦增加。裝用本發(fā)明氣墊剛性氣封裝置的船舶可借調(diào)節(jié)氣墊風(fēng)機壓力p與首氣封曲板4和尾氣封滑板8的調(diào)節(jié)控制，以調(diào)整船舶在不同航速下所需要的首、尾吃水以達到理想的航態(tài)；且還可以視風(fēng)浪的大小來操控吃水狀態(tài)，避免風(fēng)浪引起氣墊內(nèi)氣流從側(cè)壁或片體下逸漏。
若首氣封曲板4的點B處亦直接用主動的剛性部件——例如液壓油缸操縱控制，則本發(fā)明氣墊剛性氣封裝置的首、尾氣封即可以供雙體船、雙體滑行艇、槽道型滑行艇作為增加水動力升力和控制航態(tài)的首尾調(diào)節(jié)控制面。
本發(fā)明除了以耐用的剛性部件取代易損的柔性圍裙外，還在于提出了可操控的首、尾控制面方案，且此控制面工作于受到船舶兩側(cè)側(cè)壁或片體5作為屏障其前沿又受到本發(fā)明提出的固定船首1防范的相對較為平整的局部水域中，所以能隔離航行中不均整的河道流態(tài)——回渦、泡旋及灘險的陡波或風(fēng)浪的影響，增加此控制面受力的穩(wěn)定性，從而減小船舶的顛簸，改善船舶適航性。此首、尾可操控的控制面亦可以作為沉浸入水中處于兩片體之間的短翼，如圖3所示的首控制面17和尾控制面18。
由于側(cè)壁或片體5之間的腔體2有足夠的空間高度，故裝用本發(fā)明的船舶只需在船中腔體底板12上設(shè)置足夠大小的孔及蓋，首尾封板及其附件的檢修、拆換、調(diào)整均可以在船舶浮態(tài)下進行，船舶不需進塢或上排，以省卻維修費用和縮短停航時間。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明是一種氣墊剛性氣封裝置，其技術(shù)特征是設(shè)置一種特殊的固定剛性船首用以疏整迎面波浪，再以首氣封曲板和尾氣封滑板作為氣封形成氣墊；
2.按照權(quán)利1所述的特殊船首可以是勺型或V型的，其特征是此船首線型和船舶整體配合但其在兩側(cè)壁/片體之間結(jié)構(gòu)往下截止于航行水線或略為高出該水線；
3.按權(quán)利要求1所述的首氣封曲板和尾氣封滑板其特征是主體為剛性硬質(zhì)材料制成，在其和水面接觸部份全為剛性硬質(zhì)材料，以有別于目前所應(yīng)用的柔性圍裙；
4.按權(quán)利要求1、3所述的首氣封曲板其特征是設(shè)置在船首后的單曲面板，其上邊鉸接于主船體，下邊可進行操控使此首氣封曲板繞上邊轉(zhuǎn)動而升降，故為設(shè)置于首部承受水動力作用的控制面；
5.按權(quán)利要求1、3所述的尾氣封滑板其特征是一滑板并借連桿機構(gòu)使其能升降和調(diào)節(jié)相對來流的攻角，故為設(shè)置于尾部承受水動力作用的控制面；
6.按權(quán)利要求5所述的尾氣封滑板其特征是以橫向擴展至主側(cè)壁/片體內(nèi)沿，上邊鉸接于與主船體的鉸接的一塊封板曲臂封板作為操縱機構(gòu)中的連桿，從而能達到氣封作用；
7.按權(quán)利要求4.5所述的首氣封曲線和尾氣封滑板其特征是在側(cè)壁/雙體氣墊船、雙體船、槽道型滑行船的腔體內(nèi)首尾設(shè)置可操控的控制面；
8.按照權(quán)利要求1、2、7所述的氣墊剛性氣封裝置及其主要部件的技術(shù)特征在于由特殊船首和常規(guī)側(cè)壁/雙體或槽道圍散形成相對平順的水域使權(quán)利要求7所述的可操縱承受水動力作用的控制面均在此相對平順的水域中工作。
全文摘要
本發(fā)明氣墊剛性氣封裝置是供側(cè)壁或雙體氣墊船形成氣墊的首、尾氣封裝置；它用以取代目前這類船舶使用的易損的柔性圍裙。本發(fā)明采用一特殊的船首疏整船舶迎面的波浪，再以剛性的并能調(diào)整操控的首氣封曲板和尾氣封滑板作為氣封形成氣墊；借操控此首、尾氣封板還可使船舶達到和保持理想的航態(tài)。本發(fā)明可用于側(cè)壁/雙體氣墊船、雙體船、槽道型滑行船供達到和保持航態(tài)以降低阻力和適應(yīng)海況以能平穩(wěn)航行。
文檔編號B60V1/00GK1145318SQ9611643
公開日1997年3月19日 申請日期1996年7月22日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月22日
發(fā)明者曾松祥, 李根林 申請人:曾松祥