一种自发调稳式船体的制造方法技术

一种自发调稳式船体的制造方法是一种全新的船体制造方法，它是由主体（１）、压强转换体（２）和弹性密封体（３）构成。其特征是：主体（１）的底面是平面（或近似平面的曲面），侧面垂直底面（或基本垂直），以保证海水所提供的浮力基本不产生在侧面上，其底面上均匀布有多个固定的弹性垫，用来防止与压强转换体（２）接触或碰击情况下相互损坏，压强转换体（２）是刚性的平面体（或近似平面的曲面），在满足一定强度要求的条件下，必须满足其密度小于水的密度（例如，用钢板来制造，需两层平行中空的结构），其整体的质量分布均匀，外形与主体的底部外形相同或相似，对于不同稳定度和灵敏度的船体与其有相应的压强转换体（２）（包括规格、重量、密度和强度），对于小吨位的船只，压强转换体是独立的一体，对于中大吨位的船只，压强转换体（２）是由各自独立的几段构成，一般是３～５段，在保证密封条件下，各自可以自由扭动或运动，密闭水腔为一体，整体外形同主体（１）底面外形，压强转换体（２）的上表面均匀布有多个固定的弹性垫，与主体（１）底面上的弹性垫相对应，用来防止两者接触或碰击情况下相互损坏，弹性密封体（３）连接主体（１）与压强转换体（２），形成一个扁平状的密闭腔，弹性体在上下方向（垂直）可以自由伸缩，基本没有回复力存在（或相对很小），水平方向不伸缩（或伸缩量相对很小），当通过设在主体（１）上的进出水通道（４）向其中注入一定量的海水后，就形成一个与弹性水囊相似的密闭水腔，这样，海水向上的不均匀变化的压强Ｐ↓［ｉ］（ｔ）只能作用在压强转换体（２）的下表面，总的不均匀作用力Ｆ＝∫Ｐ↓［ｉ］（ｔ）ｄＳ↓［ｉ］使压强转换体（２）自由扭动，从而导致密闭水腔内的水的压强发生变化，不管其怎样扭动，密闭水腔内同一水平面上的压强是相同的（差别很小），施加在船体主体（１）水平底面的压强Ｐ（ｔ）是等量均匀分布的，总的向上作用力就是船体的总浮力Ｆ＝Ｐ（ｔ）Ｓ，虽然其大小仍然随时间变化，但是每一点压强增加或减小是等量的，这样就实现了Ｆ＝∫Ｐ↓［ｉ］（ｔ）ｄＳ↓［ｉ］→Ｐ（ｔ）Ｓ，即通过压强转换体（２）把海水向上的不均匀变化的压强转变成主体（１）底面上均匀变化的压强，消除了使船体产生摇晃和扭曲的主要因素，实现了靠海浪的能量自发调稳船体的功能。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是，它可以应用在海上船只或海上工作平台上。
技术介绍
现有的各种船体都是刚性槽式的单一结构，千百年来“机械的”应用阿基米德的浮力定律——浮力的大小等于其排开水的重量。没有更深入的研究海水对船体下部各点的压强不规律变化的转变问题，正是这种不规律变化导致船体摇晃和扭曲现象的出现，这对船体造成相当大的破坏力，同时对船上的人和物的安全也产生了一定的影响。现有的办法是不断的加强船体的强度，来“适应”不得不“随波逐流”的实境。海浪的巨大能量不但没被有益地利用上，反而对船体造成了破坏作用，这就缩短了船只的使用寿命，还增加了造船成本。
技术实现思路
对比现有的船体，本专利技术要设计一种自发调稳式船体(或海上工作平台)，如同给车辆装上减振底盘和水平自动系统，充分利用海浪的巨大能量时时自发地调稳船体，消除使船体产生摇晃和扭曲的主要因素，使船只在风浪中总是保持平稳的平动状态，缓慢升降虽然存在，但是变成整体的各处同升同降方式，不影响船体平稳，以便大幅度增加船的使用寿命，降低船体造价，改善船上乘客和货物的安全状况及海上作业人员的工作环境。本专利技术是这样实现的在海水中，由于波动起伏，水中各点的压强P是随时间t变化的，即P＝P(t)。根据实际多次的瞬间测量数据可知，不论海水怎样波动，相对表面的下方同一深度处的压强基本相同(但是各点的压强不是各向同性的)。而水平船底(实际是曲面形，这里视船底为水平平面及侧面垂直底面是为方便说明，原理皆同)各点的压强就各不相同，随时在变化，正是这种不均匀变化的压强，导致船体摇晃和扭曲现象出现。从动力学的角度分析，船底各点压强的合结果F＝∫Pi(t)dSi就是船体t时刻的总浮力(F表示浮力，Pi(t)表示船底i点的压强，dSi表示i处小面元，S表示船底面积)。在静水中船底上的压强是相同的P，它只与船底距水面的深度有关，则浮力F＝PS(水平船底)总是等于船只重量，船底压强分布均匀，上下合力为零，船平稳。在海浪中，由于船底的压强时刻在不均匀地变化着，不但总的浮力在变，使船只上下起伏，而且使船只发生摇晃和扭曲现象。如果，我们把∫Pi(t)dSi→P(t)S，即把船底压强的不均匀变化转变为均匀变化，如同船在静水中情况相似，在t时刻船底各点所受到的压强P(t)总是相等，总的浮力虽然随时间在变化，但是使船体各处缓慢地同升或同降，这就把船只摇晃和扭曲现象发生的主要因素消除了(海浪不是完全的横波，而是纵波和横波共存的复杂波，纵波对船体侧面的撞击仍存在，但不是摇晃产生的主要原因，如果适当的增加船底宽度减小船的高度，这一问题基本解决)，从理论上把问题解决了。实际是否能实现，经过成百上千次对缩小比例的模拟仿真动态实验，方法找到了，且实用易行，效果好，安全可靠，造价低廉。附图说明现把本方法结合示意图进一步做如下说明图中所示(1)是船体的主体，同现有的船体相似，它的底面是平面(或近似平面的曲面)，要求侧面垂直底面(或基本垂直)，以保证海水所提供的浮力基本不产生在侧面上。主体(1)的底面均匀布有多个固定的弹性垫，用来防止与压强转换体(2)接触或碰击情况下相互损坏。图中所示(2)是压强转换体，它是刚性的平面体(或近似平面)。在满足一定强度要求的条件下，必须满足其密度小于水的密度(例如，用钢板来制造，需两层平行中空的结构)，同时要求其整体的质量分布均匀。外形与主体(1)的底部外形相同或相似。对于不同稳定度和灵敏度的船体要求有与其相应的压强转换体(规格、重量、密度和强度皆有要求)。对于小吨位的船体，压强转换体(2)可以是独立的一体，对于中大吨位的船体，它是由各自独立的几段构成，一般是3～5段，整体外形同主体(1)底面外形。压强转换体(2)的上表面均匀布有多个固定的弹性垫，与主体(1)底面上的弹性垫相对应，用来防止两者接触或碰击情况下相互损坏。图中所示(3)是弹性密封体，其作用是通过它连接主体(1)与压强转换体(2)，形成一个扁平状的密闭腔。对弹性密封体(3)要求，在上下方向可以自由伸缩，基本没有回复力存在，在水平方向不伸缩，或伸缩量相对很小。当打开通向密闭腔进出水通道(4)上的阀门向其中注入一定量的海水后，就形成一个与弹性水囊相似的密闭水腔。这样，海水向上的不均匀变化的压强只能作用在压强转换体(2)的下面，使其任意扭动，从而导致密闭水腔内的水的压强发生变化。不管压强转换体(2)怎样扭动，密闭水腔内同一水平面上的压强是相同的，施加在船体主体(1)底面的压强是等量均匀分布的，虽然其大小仍然随时间变化，但是每一点压强增加或减小的量值是相等的，这种情况与在静水中相似，使船只只有缓慢升降的平动，从而实现了靠海浪的巨大能量自发地时时调稳船体的功能。图中所示(4)是设在主体(1)上与密闭水腔相通的进出水通道。下面近主体(1)底部的是装有阀门的出水口，上面是与水泵相通并带有单向阀的进水口。密闭水腔内水量多少的设定要随当时海浪实况。当风平浪静时，打开出水阀门，把密闭水腔内的水全部自动排出；当风浪大时，要向其中注入一定量的海水，让压强转换体(2)有较大的自由运动幅度，避免与主体(1)相接触而失去应有的作用。密闭水腔内的海水不但保证主体(1)底面压强均匀升降，使船体平稳，并且还附带增加了船体下部的重量，也起到了一定的沉稳作用。尽管密闭水腔内的水增加了船只的载重量，但对比船只的总载重量的比例很小。又因为本船体的自重比同一吨位的现有船体的要轻，结果总重量并不重。权利要求1.是一种全新的船体制造方法，它是由主体(1)、压强转换体(2)和弹性密封体(3)构成。其特征是主体(1)的底面是平面(或近似平面的曲面)，侧面垂直底面(或基本垂直)，以保证海水所提供的浮力基本不产生在侧面上，其底面上均匀布有多个固定的弹性垫，用来防止与压强转换体(2)接触或碰击情况下相互损坏，压强转换体(2)是刚性的平面体(或近似平面的曲面)，在满足一定强度要求的条件下，必须满足其密度小于水的密度(例如，用钢板来制造，需两层平行中空的结构)，其整体的质量分布均匀，外形与主体的底部外形相同或相似，对于不同稳定度和灵敏度的船体与其有相应的压强转换体(2)(包括规格、重量、密度和强度)，对于小吨位的船只，压强转换体是独立的一体，对于中大吨位的船只，压强转换体(2)是由各自独立的几段构成，一般是3～5段，在保证密封条件下，各自可以自由扭动或运动，密闭水腔为一体，整体外形同主体(1)底面外形，压强转换体(2)的上表面均匀布有多个固定的弹性垫，与主体(1)底面上的弹性垫相对应，用来防止两者接触或碰击情况下相互损坏，弹性密封体(3)连接主体(1)与压强转换体(2)，形成一个扁平状的密闭腔，弹性体在上下方向(垂直)可以自由伸缩，基本没有回复力存在(或相对很小)，水平方向不伸缩(或伸缩量相对很小)，当通过设在主体(1)上的进出水通道(4)向其中注入一定量的海水后，就形成一个与弹性水囊相似的密闭水腔，这样，海水向上的不均匀变化的压强Pi(t)只能作用在压强转换体(2)的下表面，总的不均匀作用力F＝∫Pi(t)dSi使压强转换体(2)自由扭动，从而导致密闭水腔内的水的压强发生变化，不管其怎样扭动，密闭水腔内同一水平面上的压强是相同的(差别很小)，施加在船体主体(1)水平底面的压强P(t)是等量均匀分布的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李季泉，
申请(专利权)人：李季泉，
类型：发明
国别省市：