水上飛船的製作方法

2023-06-10 07:55:41

專利名稱：水上飛船的製作方法
我們知道，航空空氣動力學的誕生—它是各種類型飛機製造與航空運輸的基本原理水上漂浮動力學—則是現代各類型艦船製造與海上運輸的基本原理；還有大家都非常熟識的陸地運行動力學—是各種車輛製造和運行的基本原理；鐵路軌道運行動力學—則是火車和地鐵製造和運行的基本原理；近些年來新發明的磁懸浮動力學原理—則是磁懸浮列車製造和運行的依據。可以肯定地說，每一種原理都相應伴隨發明創造各種類型的交通運輸工具，這是我們都清楚的。那麼何謂「水面飄行動力學」呢？它又有何種特徵和運行特點呢？它的發現又能否相應創造出新一代水面交通運輸工具呢？回答是肯定的。只要能創造出一種全新的原理作為依據，就一定能夠伴生發明相適應的交通運輸工具。
所謂「水面飄行動力學」的原理，說到底它的實質就是一種在水面上使物體產生並形成一種半懸浮狀態，並以動態滑行的運動方式結合在一起，即使物體既脫出水面，而又依附水表面進行飄移運動的效果和運行方式的總稱。經過長期的研究，要使水面的物體脫離出水的阻力，並懸浮在水面上方，藉助動力推動，實行一種新的飄移運動方式，其不但可以飛躍式地提高在水面的運行速度，而且又可減少物體在水中運動因水的阻力造成大量的功率損失，可達到既節約能源又高速、高效、經濟運輸的目的。如何才能產生水面飄行運動方式呢？研究的實踐證明，物體產生半懸浮狀態實現在水面上飄移，需具備如下的條件因素一是須藉助飛機航空空氣動力學產生升力的相關原理和特徵；二是要藉助水的漂浮原理與水面滑行的特徵三是要藉助「水翼」，也即是下面提到的稱之為「水漂」的結構特徵的應用，其目的是能夠利用水的動力壓差產生浮升承託力，並同時具有滑水板功能的形狀特徵。三個方面的力學原理特徵互相呼應配合結合在一起，才能產生在水面上高速運行的新原理和新特徵——水面飄行動力學—一種新的水面運行方式與新的運輸方法。
「水面飄行動力學」的原理特徵，給將來水上飛(機)船運載結構特徵的設計奠定了特殊的理論基礎。它也將打破現今傳統艦船載荷能力與形體結構特徵設計思維的限制。「飄行」運動方式是在水面上方的一種半懸浮飄移的新的運行方式。而現今傳統艦船採用的則是在水中利用水的浮力特性採用「漂行」動力運行方式，它完全受制於水的漂浮阻力限制。現今艦船載荷能力與形體構造設計完全依據排水體積容量與產生的浮力為設計依據，也就是說它又與船的吃水深度密切相關，吃水深度、運載能力、推動功率、與運行的速度成正比。但由於受水的物理性質在水中產生阻力的影響限制，現今艦船在水中的航行速度都有很大的極限性，不能適應現今時代高速步筏的要求，因為它們都採用傳統自然浮力漂行推動的運行方法，而且還有一個嚴重的航道水深的影響和限制，選擇碼頭水深與地理環境的限制，投入大量人力、物力、時間、資金費用的限制，使得廣大的海岸水域都無法通航而受到嚴重影響。採用水面飄行動力學的原理來設計新一代水上交通運輸工具—「水上飛(機)船」就可以解決以上問題，因為飄行運動的特徵是要求飛(機)船體浮出在水面的上方運行，所以就要儘量減少吃水的的深度，加大底部接觸水的面積，而且還要採取適當的結構措施設計以增加靜態在水面的平衡問題，並要平衡靜態時適度的吃水深度而在動態時減少主體浮升出水面的時間，在這裡設計合適的「水漂」，使其既起到浮升承託的能力，又具有水面快速的飄移滑行能力就顯得十分必要了。採用航空空氣動力學的推動方式則是解決航道碼頭水深影響的決定性措施，也是提高水面運行速度的最有效方法。水面飄行動力學的原理證明，處於動態飄行運動中，物體的裝載能力與運動速度主要與推動運行的功率大小有關，與吃水深度無關，與水的阻力無關，也基本不受航線中水的深淺度影響。
「水面飄行動力學」是一種建立在水的表面而實行新的動力推動運行方式，達到飄動滑行來實現水上交通運輸目的一門新科學。它的核心是一種中介(邊緣)方法—即一種半懸浮狀態的產生和形成，並實現半懸浮狀態的飄行移動。這種水面上半懸浮狀態的建立，同時動用容納了航空空氣動力學的原理；水的漂浮動力學原理；以及水中動態壓力差產生浮升承託力與滑行承託力的原理。
依據這項原理的特徵和特殊的運行方法，重新設計與發明創造一種特殊型狀結構的新一代水面交通運輸工具，來為人類現代化建設服務，給人們帶來更加方便快捷的各種服務。水上飛船就是依據以上的原理特徵設計出來，而又其有特殊的結構特徵和特殊運行方式的水上交通運輸工具。這種新型水上交通運輸工具的上部安裝了飛機機翼的部分型狀特徵，和飛機發動機的動力推動功能。而船體部分外型結構又有相似(但決不是相同)水中艦船部分外貌的形狀。但船體的底部設計，部分地藉助了滑水板功能和分體帆船平衡結構功能，來增加在水中的靜態及動態平衡作用，並儘量減少吃水深度。安裝「水翼」式功能作用的「水漂」，作飄動滑行板，就使得水、空的臨界接觸面的表面與運行發揮其最佳的功能狀態。以上各種特殊部件的結構組合形成了一種有別於任何結構的新技術方案和完整不可分割的統一結構體、綜合發揮著一種半懸浮狀態的飄行運動功能，運行在水空上下的接觸的界面上。這種新界面、新空間、新狀態、新的飄動運行方法，就構成了「水面飄行動力學」的應用空間場地。
另外，用水面飄行動力學原理製造的水上飛船與現今的水翼噴射船運行原理也有質的不同，因噴射船除噴射推力作為動力外，它完全要依靠水的承託力來承託船體的重量在水面似滑水板功能方式滑行，它運行時引起的海浪效應十分巨大，對堤岸會造成嚴重的衝擊破壞，而且它也難於提高船體的載重量和進一步提高運行速度。而採用半懸浮狀態的水面飄行動力學原理製造的飛船則可以克服以上的問題。
「水面飄行動力學」的原理應用與「水上飛船」的特殊構造發揮出來的綜合效應所達到的最佳效果，首先是克服了水的阻力，提高了動力功率的利用效率，節約了在水上運輸的能源效益更重要的是可以跳躍式地提升在水面的運行速度，拉近了隔水兩地的時間和空間距離；將水面變成了最廉價的高速公路和天然飛機場；克服了水的深淺不一給水上運輸航線帶來的困難，提高了安全航行因素；更重要的是極大的擴展了廣闊水面的應用空間水域，提高了水面方便快捷的應用範圍；可以大量免除選擇深水建港的條件和大量節省深水建港的資金費用、人力、物力及時間的投入；為人們日常的生產、建設、生活，由其是海島建設提供了極為方便的服務等等。
水上飛機與水上飛船的結構方法與應用原理基本是一至的，只是水上飛機不但要象水上飛船一樣在水的表面發揮飄行運動的功能作用，而且還要發揮飛機飛越障礙物的功能作用，具有更大的機動性和活動空間，而水上飛船需要較少的機翼升力和較少的動力就可以達到使水面物體處於半懸浮狀態和實施水面飄行動態運輸的功能，因為在這種飄行狀態運行中還有「水漂」的輔助協同在發揮作用，而水上飛機在要離開水面後，就處於完全的空氣懸浮狀態中，所以水上飛機的機身體積和質量都相對於水上飛船的船體要小，相對需要更大的動力來產生更大的升力，才能達到空中飛行目的。而水上飛船則可以根據目的和用途的需要，用較少的動力功能和升力，最大限度的發揮和做大水上飛船的船身結構，提高運輸能力。
「水面飄行動力學」原理的創新發現，以及依據這一新原理髮明的「水上飛(機)船」結構與應用，開創了水上交通運輸的新局面，更開闊了水面廣大的空間水域的使用範圍，為水面高速運輸開創出新途徑，使天然的水面變成高速公路和天然的水面飛機場變成了現實的可能，它將為人們的生產、生活、建設及國防與軍事等各個方面發揮重大的作用及廣泛的用途。
說明書附圖

圖1水上飛船其中一種簡要結構示意圖。
1、水上飛船各種船體結構方案中其中的一種方案2、水上飛船的前方主翼3、水上飛船尾部的附翼4、水上飛船的動力系統5、水上飛船的「水漂」安裝圖2水上飛船中的「水漂」側面結構簡要示意圖。
6、「水漂」的側視圖7、「水漂」尾部可彎折處作為減速及調節飛船航向用圖3水上飛船中的「水漂」俯視簡要結構示意圖。
8、「水漂」的府視4水上飛船正前面簡要結構示意圖。
9、水上飛船的備用氣襄安裝10、水上飛船底部型狀結構
權利要求
一、「水上飛船」的基本結構特徵。根據水面飄行動力學的原理特徵來設計「水上飛船」的特殊構造，其主要特徵應在如下幾個方面突出表現出來水上飛船體的體型相對要求要寬，底部要平，表現在靜態時不能吃水太深，同時為了增加在水中的穩定性，在平底部的兩側應做成兩個如長條皮划艇狀的三角形突出部分伸浸在水中，減少晃動性，增加平衡整體的能力。再在船體底部兩側深入水中的三角形底的前後安裝「水漂」。這樣，在飄行動態時不但可以平衡運動，又可將整個飛船體較高地託離水面減少風浪因素的衝擊，影響航行過程穩定性。水上飛船體的上方安裝飛機翼型狀結構的機翼。如是較大型的船體可安裝前主翼、尾付翼。機翼的作用是為了在動態時獲得提升力，並與「水漂」協同作用將飛船體整體形成「水漂」在下面向上浮升承託，機翼在上面產生升力拉動提升，形成的合力將飛船體處於一種「半懸浮狀」懸掛在水面上方空間。另外在飛船體上方的機翼處，安裝飛機用發動機作為動力系統來獲得升力和飄行前進的動力。這樣就可避免了水的阻力因素影響，另外又可避開藉助水為推動力而受水的深淺影響。利用上述綜合結構共同產生一種全新的綜合效應，這就是在水面上的飄行移動效應，本人稱之為「水面飄行動力學」效應。備用氣囊的應用因為水上飛船的運行特點是在水的表面作飄行運動，即是它在動態運行時是基本不受水的深淺限制，但在停下來的靜止狀態就會在一定程度上，特別在載重情況下要受水深過淺的影響。以至在過淺的水中不能起步滑行，這樣就會極大影響使用的範圍和廣度，為了儘量克服這些自然條件的限制，就需在必要時在船體的底面安裝上可根據需要充氣或放氣的備用氣囊，以適應上述條件的應急需要。氣囊的充氣由壓縮空氣瓶或空氣壓縮機來實現。
二、「水漂」的特徵設計與應用根據水面飄行動力學的產生原理，設計形狀大小合適的「水漂」是實現水面飄浮滑行的基本保障。這裡稱之為「水漂」亦可稱之為「水翼」、「浮漂」、「滑水板」等或寇於其它稱號。它是產生「飄行」運動的一個不可缺少的結構部件，它一般安裝在新的飛船結構體的底部兩側，靜態時浸入水中，動態時則起到浮升承託力升到水面上起滑行作用。它結構形狀的最大特徵是在浸入水中時靠水面的上背部是基本平直的流線形，這一面在水中很少產生阻力，但在靠水底的下方則有兩種不同形狀結構的統一體，靠向前面運動方向部位構成有一定仰角大小斜度的形狀，下方的靠後部位則是基本平直的平行面，整塊水漂尤如一塊帶仰角的滑行板，側面看尤如一個前後尖三角形。水漂面積大小依運載體的大小體積和運行速度而設定。「水漂」只有在運行的動態作用下才能起到「飄行」的作用，因它的形狀結構在運動狀態時利用向上的仰角產生水的壓力差，並形成一種向上對船體的承託浮升力，把整個船體最終承託推離出水面，實行水面飄移滑行。「水漂」在運行的起始階段，在水下面時起著浮升承託向上推力作用，浮出水面後則是起著滑行承託作用。水漂是實現水面飄行運動的基本結構和組成部件。
全文摘要
「水上飛船」是以本人獨創發現的「水面飄行動力學」新原理為理論依據,發明出來的新一代水上交通運輸工具。它綜合了飛機航空空氣動力學的原理、輪船水面漂浮動力學原理及水面動力滑行的原理,以上幾種原理動力的相互配合和相互作用共同協助產生一種協同的新的運行狀態,使水上飛船處於一種「半懸浮」的中介狀態(即空氣半懸浮和水面半漂浮狀態),並實現動態的水面飄移滑行運動,運行在水、空接觸的上下界面裡,來達到實現在水面上新的交通運輸目的。
文檔編號B64C11/00GK1334217SQ0012182
公開日2002年2月6日 申請日期2000年7月14日 優先權日2000年7月14日
發明者陶增勝 申請人:陶增勝