用于減小船只的流體動力學(xué)的水阻的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明旨在用于降低船只的水阻的一種方法和一種裝置。尤其本發(fā)明旨在關(guān)于一種用于減小在行駛期間通過船只的船體所產(chǎn)生的船首波浪的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]已知的是，船只在行駛期間產(chǎn)生船首波浪和船尾波浪。其主要招致總的阻力，總的阻力在乘方中以2次冪隨著速度的升高而升高。船只的最大速度基本上與船體的長度以及船首波浪和船尾波浪的距離關(guān)聯(lián)。當(dāng)船首和船尾波浪重疊時，船只被“捕捉”在其中并且無關(guān)于發(fā)動機(jī)功率不能變得更快。
[0003]克服這種流體動力學(xué)的阻力具有兩個主要的影響:第一，強(qiáng)勁并且相應(yīng)昂貴的發(fā)動機(jī)，以及第二，由此帶來的提高的燃料消耗。船只的大約一半的運(yùn)行耗費(fèi)來自于燃料。因此尤其重要的是，減小這種流體動力學(xué)的阻力。
[0004]嘗試用特殊的船體和船首形狀來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。對此的一個示例是凸起船首的已知構(gòu)造。已知的是，船首凸起對于所給出的水平例如對于確定的裝載狀態(tài)得以優(yōu)化。
[0005]但是該解決方案不是完全令人滿意的，因?yàn)橥蛊鸫變H僅對于確定的速度并且對于確定的裝載狀態(tài)(例如滿載)來說是有效果的。阻力的降低即使在理想的條件下通常對于向前和向后行駛計到不超過10%。當(dāng)凸起船首只是尚且部分地在吃水線之上突出時，凸起船首能夠甚至提高阻力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于，克服【背景技術(shù)】的如上文所述的局限性，并且提供一種用于減小船只的流體動力學(xué)的阻力的有效的系統(tǒng)。本發(fā)明尤其具有的目標(biāo)是，減小船首和船尾波浪并因此減小在行駛期間船只的總阻力。
[0007]本發(fā)明所基于的思想在于，減小在行駛期間形成的船首和船尾波浪，辦法是，用氣體優(yōu)選空氣把水在船首前方積聚。
[0008]混合物在船首前方以合適的距離并且以關(guān)于水表面的合適的深度形成?；旌衔锏奈恢萌Q于浮力和速度。對于大多實(shí)際應(yīng)用來說在船首前的混合物形成和船首本身的之間的0.1到30米的距離足夠了。這能夠借助于運(yùn)動的、能夠調(diào)整的噴嘴實(shí)現(xiàn)。所述噴嘴是能夠調(diào)適的，從而空氣射流在船首前方在與行駛方向并且與水表面所成的確立的角度之內(nèi)出去。例如噴嘴把空氣射流在沿著行駛方向的角度之內(nèi)以一個確立的角度從船只的底側(cè)向水表面進(jìn)行散布。
[0009]本發(fā)明的一種實(shí)施變型是通過能夠在之后圍繞既存的船首凸起得以扣牢的套環(huán)施加空氣。這種設(shè)有可調(diào)整的空氣噴嘴的套環(huán)把空氣射流一方面沿著行駛方向、但是同時也沿著行駛反方向沿著下部船身導(dǎo)入到水中。這引起顯著的、額外的摩擦減小。
[0010]優(yōu)選借助于一裝置通過壓力把氣體壓入水中。所使用的氣體應(yīng)該具有相比于水較小的粘性，優(yōu)選并且出自實(shí)際原因應(yīng)當(dāng)使用空氣。
[0011]得益于本發(fā)明，船首上的靜態(tài)的壓力得以強(qiáng)烈降低，船壁上的摩擦得以減小并且船首和船尾波浪得以減輕。
【附圖說明】
[0012]圖1:具有根據(jù)本發(fā)明的被安裝在船首上的能夠擺動的裝置的船只的側(cè)視圖；
圖2:具有圖1的裝置的船只的另一示意性的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]I示意性地表示具有船身2和包括水上區(qū)域10和船首4的吃水線3的船只I。船尾5(在該圖中未示出)。要提到的是，本發(fā)明能夠被布置在各較大的船只上。因此概念“船只”在下文的說明中的使用對于各個種類的水上行駛工具而言是代表性的。
[0014]在一種優(yōu)選的實(shí)施形式中也把空氣射流逆著行駛方向施加到水中并且具體而言如此施加，從而所形成的空氣泡在快要到達(dá)船只的尾部之前存在于水中。從而在船身的整個長度上作用有減輕摩擦的效果。
[0015]以鉸接地緊固的方式，從而使得擺臂9根據(jù)船只的行駛速度和/或負(fù)載達(dá)到適合的潛入深度。擺臂9的浸入深度的改變是以電子方式控制的。
[0016]圖3a中示出，如何借助于能夠調(diào)節(jié)的噴嘴在能夠選擇的角度α下沿著行駛方向X在船首前方并且同時逆著行駛方向-X在能夠選擇的角度Y下施加空氣。
[0017]在圖3b中以側(cè)視圖展示了同樣的。空氣借助于能夠調(diào)節(jié)的噴嘴在能夠選擇的角度β下沿著行駛方向在船首前方被施加到通過角度、，定義的區(qū)域中并且同時逆著行駛方向在能夠選擇的角度ε下得以施加。
[0018]一種實(shí)施形式展示的是，能夠調(diào)整的空氣供給機(jī)構(gòu)在那里利用一個或多個套環(huán)或者箍帶C固定在船首上。同樣可能的是磁性的固定。在空氣的施加和船首之間的間距在0.1和30米之間變化。如在圖3b中可見的那樣，空氣供給機(jī)構(gòu)能夠直接被固定在船首凸起上。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.用于借助于在船首前方產(chǎn)生由具有低粘性的氣體和水組成的混合物來降低對于船只來說的船首波浪的方法，其以相對于船只的行駛方向可變的角度并且以關(guān)于船只的吃水線可變的角度得以施加。
2.按權(quán)利要求1的方法，其特征在于，氣體進(jìn)入的方向與船只的行駛方向成銳角并且與船只的吃水線成銳角。
3.按權(quán)利要求1的方法，其特征在于，氣體噴射器的角度是可變的并且在行駛期間能夠改變。
4.按權(quán)利要求1的方法，其特征在于，混合物以在船首前方合適的距離并且以相對于水平面的合適的深度產(chǎn)生。
5.按權(quán)利要求2的方法，其特征在于，水/氣體混合物形成的距離和深度根據(jù)運(yùn)行條件變化，例如根據(jù)船只的浮力并且/或者速度。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中在船首前方的混合物形成和船首本身之間的距離計為0.1到30米。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中混合物通過在合適的壓力下的氣泡流產(chǎn)生并且在船只的船首前方給入到水中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中氣泡流包括不同尺寸的泡。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中氣體是空氣。
10.用于減小船首波浪的設(shè)備，其特征在于，將處于壓力下的氣體優(yōu)選空氣借助于一裝置以相對于船只的行駛方向可變的角度并且以關(guān)于船只的吃水線可變的角度施加在船只的船首周圍的合適區(qū)域中以便基本上產(chǎn)生由氣體和水組成的混合物。
11.按權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，氣體釋放是能夠調(diào)節(jié)的并且氣體噴射器的角度是可變的并且在行駛期間能夠得以改變。
12.按權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中用于釋放氣體的釋放機(jī)構(gòu)能夠如此調(diào)節(jié)，從而混合物以在船首前合適的距離并且以合適的深度產(chǎn)生。
13.按權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于控制器，該控制器根據(jù)運(yùn)行條件調(diào)節(jié)釋放機(jī)構(gòu)，例如根據(jù)船只的浮力和/或速度。
14.按權(quán)利要求10-13所述的設(shè)備，其特征在于，在船首前方的混合物形成和船首本身之間的距離計為0.1到30米。
15.按權(quán)利要求10-14所述的設(shè)備，其特征在于，混合物借助于氣泡流由壓縮機(jī)以合適的壓力產(chǎn)生。
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于降低船只的水阻的方法和裝置。尤其本發(fā)明旨在一種用于減小通過船只的船體（2）在行駛期間所產(chǎn)生的船首波浪的方法。所述方法的特征在于，在船體的船首（4）前方產(chǎn)生氣體/水混合物，其中氣體優(yōu)選是空氣。本發(fā)明也涉及一種用于降低船只在行駛期間的船首波浪的裝置，其中所述裝置是用于釋放處于壓力下的空氣的機(jī)構(gòu)。這種被壓縮的空氣以合適的角度在船只的船首（4）前方或者周圍被釋放給合適的區(qū)域。
【IPC分類】B63B39-10, B63B1-32
【公開號】CN104603003
【申請?zhí)枴緾N201380032242
【發(fā)明人】馬爾科·福西
【申請人】馬爾科·福西
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2013年6月20日
【公告號】WO2013190042A1