吸入阻碍船舶前进的兴波阻力造成的波浪,用来推进船舶的装置 本发明是关于船舶的推进装置。现今已有装喷水推进装置的船舶,该种船在船尾装有离心泵,但需要专门吸进海水,此种船的船体也没有改进。船舶的速度到了极限,现在只注意使用计算机,努力加大主机功率,而忽视了如何去除与速度的平方成正比增长的兴波阻力的问题。船舶在航行中,主要部分的阻力是兴波引起的。摩擦阻力与航速的1.82次方成正比增加,航速一高,其份额就小,而兴波阻力与航速的两次方成正比增加,要突破速度界限,就不能不去减小兴波阻力。本发明的目的是吸入与速度成正比增加的水,以减小阻力,同时向吸入的这股水加入更强的能量,以增加推进力。
以下按图对结构和作用进行说明。如图3所示,吸口1的上半部呈圆形,下半部呈椭圆形,7为防杂物滤网,通过吸口1和滤网7地水流在中纵前端突起线2处分为左右两股水流。在以往,这些水流在普通船首处形成兴波现象。碰到吸口1的左右端线8的水流也分成左右两股水流,但由于其端边很尖,且水流的一半吸入形状不规则的水管3,从而与以往的船首相比,兴波阻力非常小。如图8所示,一般在海上由于重力的作用波浪有大有小,越靠近海面的波浪其圆形运动的半径越大,海面附近的波浪水流的速度与船的速度大体相同,这部分水流进入吸口1后,碰到形状不规则的前端收缩管3四周的围壁,这会形成兴波的冲击,但被水管3后的水泵4和直接连接的大功率发动机17完全吸收。水泵4是一种扬程为零、能迅速吸入、吐出大量水的高速大型轴流泵,通过吸入有流速能量的大量水,后向排出,使进入吸口1的水引起的全部兴波阻力全部消除。但是,发动机17也有限制,当受到天气和海流影响而超过水泵吸入处理能力时,表示水泵不能承受的指示灯发亮,通过自动电气处理,带有两级门的多余水排口9开始工作,将多余水排入海中,以起消除由于兴波造成的冲击;指示灯熄灭,多余水排口又自动关闭。
从水泵排出的水进入大口径管10中,然后再由中间水泵11和发动机18进一步加快水的流速;为使水流速更快,将排水管12的口径缩小,并由加压水泵13(该水泵由主发动机16带动)再加压,使管的剖面积又比排水管12稍小,最后由横长形的喷射管14(见图1)将水喷射到海中。如图所示,部分水流还起切断螺旋推进器6的伴流15的作用。如上所述,为了使船速超过目前的界限速度,本发明不是在船尾并列布置多个螺旋桨,而是在其它部位增设推进用轴流水泵,这样不仅可减小兴波阻力,还可提高航速。此外,船后装舵也是船舶产生阻力的一个原因,而使用本发明的船上不必再装舵;只要使操纵手轮与发动机17的强弱操纵连动,就可以操“右舵”或“左舵”。当出现碰撞等紧急情况时,让一舷的三台水泵停止工作,则这一舷就马上受到兴波阻力,而另一舷的水泵仍继续工作,就可以紧急转弯。当要紧急停船时,使全部的水泵停止不动,水就堆聚在吸口1附近,船速猛降,很快停船,所以也可以改进船舶开航和停航时的操纵性能。另外,在船底固定安放重量大的机械,设置防止人和货物下落的设施,使船体有准水密性(即多少有些浸水),则即使船舶倾复,也会由于扶正力矩作用而立即复原,船舶完全不会沉没。通过水池试验,以及通过模型和电池驱动水泵等的各种试验,船舶实现高速航行是可能的。下表列出各类船舶使用的装置的大体规格;每类船都是改造船首,吸收兴波阻力,并把所吸入水流喷射出去。
附表
装 置 规 格
船体类型 船舶种类 规 格(见附图)
1.航行于运河 1.参见图9、图10
轻小型 小江河船舶 2.吸入一部分进入前端收缩管3的水流,
2.小型运输船 其余部分从船底排出
(拾吨上下) 3.近海渔船 3.对浅水区可只靠喷水
4.游艇 4.可开发从事出租汽车那样业务的家用
5.家用小船 小船
小型 1.普通渔船 1.参见图9、图10
(百吨上下) 2.渡船 2.可同时装用螺旋推进器
3.近海班船
中型 1.远洋渔船 1.参见图1、图2
(千吨上下) 2.特种工程船 2.按本申请的说明
3.近海客船
较大型 1.国内航线船 1.参见图1、图2
2.货船 2.中间水泵可用二级乃至三级
(五千吨上下) 3.旅游船 3.对大型以上的,由大型发电机电气操
4.渡船 纵直接连接电动机
大型 1.远洋船 1.参见图11、图12、图13
2.大型集装箱 2.吸入的水立即向船体水下部分喷射,
(一万吨上下) 船 以减小船首部分船体与水的摩擦阻止
3.一般运输船 3.全部由电气操纵
超大型 1.油船 1.每一舷设置二组乃至三组前端收缩管
3和水泵4,一半水从船首、另一半
(五万吨以上) 2.军舰 从船中部喷出,以减小水的摩擦阻力
2.全部由电气操纵
附图简略表示本装置及船体形状。图1是平面图,图2是纵剖面图A~A,图3是正面图B~B,图4~图7是各横剖面图C~C、D~D、E~E、F~F,图8是吸入波浪的侧面图。图9是小型船的平面图,图10是沿G~G线的纵剖面图,图11是大型船的船首部平面图。图12是沿I~I线的剖面图,图13是纵剖面图H~H。代号1是吸口,2是中纵前端突起线,与原来的船首线相同,3是形状不规则的前端收缩管,4是高速大型推进轴流泵,5是船尾喷射口,6是原来的螺旋桨推进器,7是防污物滤网,8是吸口左右端线,9是二层式多余水排口,10和12是连接钢管,11和13是推进水泵,14是横长型喷射管,15是随船前进的伴流,16是主发动机,17和18是直接连接的大功率发动机或电动机。