【技术领域】

本发明涉及一种水上交通运输工具， 特别是一种能够高速航行的机动推进船舶， 使其能够达到近似于水 面飞驰的航行（即船身能够脱离水体进行的高 速航行）， 本船不仅可应用于民用轮船， 还可以运用于军事舰艇 等用途。

【背景技术】

明轮船是人们较为熟知的一种机动推进船。 常规的明轮船一般是在轮船侧方安装了一对拨 水桨轮， 并在 桨轮外缘沿其桨轮半径的方向安装拨水驱动用 的桨叶， 这是一种蒸汽机时代风行一时的轮船， 它通过蒸汽机 带动明轮， 使桨轮转动， 桨轮上的桨叶拨水， 推动船只前进， 其驱动效率很低、 航行缓慢， 早已被人们所淘 汰。 为丁满足现代航行的需要， 人们不断地对轮船进行丁各种研发和改进， 尤其是对桨轮的相关改造上取得 了一定的效果， 但其效果有限， 难以大幅度的提高航速。

常规轮船受到的主要阻力是船体与高密度的水 之间存在大面积的接触， 即使是快艇一类的快船， 它们的 后部船底也与水之间有较大的接触面积； 同时在常规轮船之上. 浸没于水中的螺旋桨受到高密度水之阻力的 负面影响也是不可避免。 常规船因此而受到很大的水阻力， 当常规船加速行驶时. 常规船受到的水阻力将会 以更大的增幅而急剧加大， 这就是常规轮船难以高速行驶的根本原因。

中国专利公开号 " CN101875394A"公开丁一种 "明轮快艇"， 这是一种快艇技术。从它所公开的内容来看， 它与常规明轮船并无实质性的区别， 根据该申请公开的快艇技术， 它将会继承常规明轮船航行特点， 它仍将 保持其驱动效率很低的问题. 无法达到该申请所述抬升前部船身出水面高速 航行的目的。 另外， 即使达到该 技术所称之目的， 它也无法使船体完全脱离水面， 其后部船身仍坐于水面， 航行过程中， 船体仍然受到较大 的水阻力， 进而影响航速。

一种 "用于明轮船的桨轮"， 这是由中国专利公开号 "CN101767641A "所公开的一种明轮船的桨轮技术， 该桨轮继承了上述常规明轮船的驱动轮毂， 它使用了比常规明轮船更为低置的驱动轮；其 驱动轮的拨水叶轮， 可以视为是在常规明轮船拨水叶轮基础之上， 将常规拨水叶轮修改为从中间将内半段折弯 a度角， 该实施例 所示的角度约为 40度角， 使其拨水叶轮成为两段的拨水桨叶之结构， 其中的一半为靠近轮轴的内半段， 还有 靠近外缘的外半段的两段组成。 拨水叶轮在接近水面时， 靠近轮轴的内半段之拨水叶轮在拍击水面的同 时， 明轮船的拨水叶轮受到水面对它施加的上举之 力， 使其船体能够被抬升出水面。

但是， 在 "用于明轮船的桨轮"所述的技术之中， 它的重要不足之处在于： a、 它的拨水叶轮还有为其航 行提供更大贡献的靠近外缘的外半段， 这部分叶轮与前述的常规明轮船桨叶设置的角 度相似； 该船在能够为 航行提供更大贡献的外缘的外半段， 使用了极为不利的常规明轮桨叶的安装角度， 使它同样继承了常规明轮 船拨水驱动效率很低的劣势. 大幅度削弱了它由上述的拨水叶轮内半段而带 来的少部分好处， 显著的降低了 驱动轮的整体拨水效率。 b、使用该桨轮的明轮船的后半部船身仍坐于� �面， 被其抬升出水面的前部船体拖着 向前行驶， 它的后部船底与水面之间还保留有较大的接触 面积。

该船因其驱动叶轮外缘的外半段的存在， 它更大程度的继承了常规明轮船驱动效率很低 的劣势， 同时还 由于后部船底仍坐于水面， 船底后部与水面之间仍有较大的接触面积而受 到很大的水面阻力， 该技术虽然比 蒸汽机时代常规明轮船的驱动性能有明显改进 ， 但是它与现有技术的其它常规快艇等技术相比 ， 该船并没有 表现出速度优势。 该专利申请之中举例涉及的另外三种拨水叶轮 靠近外缘的外半段的拨水桨叶结构， 这几例 桨叶的不足与前述拨水桨叶的不足之处都有互 通的类似缺陷。

现有技术常规轮船的航行速度很低， 常规轮船船体 1只是侧重于对其浸没于水下部分的船体进行� �水力 流线形设计， 对其水上部分船体的表面结构， 没有提出很高的气动流线性要求 （见附图 1-1 )。

一种常规离心式涡轮水泵或离心式涡轮气泵（ 见附图 1-2 )， 这是专门用于输送水或输送气的设备； 常规 离心式涡轮的这一类技术， 在此前没有任何人将其扩展应用于抬升轮船、 并且同时将其用于驱动轮船高速行 驶的案例。

常规技术轮船的船体、 船底等部分与水接触的面积很大， 而上述几个经过改进的现有技术轮船亦未能达 到显著减阻的目的。 因此现有技术轮船， 不能满足人们希望大幅度提升航速的要求。

【发明内容】

本发明的目的在于： 克服现有技术的不足， 提供一种水上飞轮船， 使它受到的水阻力大幅度减小， 达到 近似于水面飞驰航行的效果. 从而大幅度的提高轮船水上航行的速度， 为人们提供了高速、 快捷、 经济的水 上交通工具。

本发明的目的是这样实现的： 水上飞轮船包括船体、 设有推进装置的船舶动力装置， 其改进之处在于： 船体为整体外表面符合气动力特性的流线形船 体； 推进装置为离心涡轮， 离心涡轮安装于船体的下部， 离心 涡轮包括涡轮轴、 涡轮毂和宽大的涡轮叶片； 涡轮叶片安装固定于涡轮毂外缘， 涡轮叶片向下伸出暴露于船 底的下方； 离心涡轮暴露于船体下方部分的优选高度， 大于涡轮直径的四分之一并小于涡轮半径； 船体下部 两侧设置有两对、 三对或更多对的离心涡轮； 船体的尾部设置有船舵， 船舵的底部为高速舵； 船体下部两侧的离心涡轮， 可以按照相互交错的不对称的布局进行安装和 配置； 离心涡轮亦可对称设置 于船体下部的两侧。

船体的涡轮对水正压力之反作用力的向上分力 ， 驱动船体向上而抬升出水面， 使船体摆脱了高密度水的 阻碍； 涡轮对水正压力之反作用力的向前分力， 构成驱动轮船前进的主要动力； 本发明之涡轮在向前旋转时， 水与涡轮之间有相对运动， 涡轮叶片因此而受到水的粘滞阻力和湍流阻力 ； 水对涡轮的这些阻力， 具有阻止 涡轮旋转的趋势， 对于本轮船而言， 轮船受到的这个阻力， 是通过涡轮传递过来的， 指向前方的力， 这个力 不仅没有构成阻碍轮船前进的阻力， 反而构成驱动轮船前进的牵引力之一。 我们常见的与此相似的例子是： 汽车行驶时， 地面对车轮构成阻碍其旋转的阻力， 而这个力， 正是驱动汽车前进的动力， 如果此力为零， 汽 车将原地打滑而无法行驶。 本发明因此而使其受到水的不利阻力降至最低 的程度。

进一步的， 船体内设置有离心涡轮的整流罩， 该整流罩与船底相交之处设置有开口， 涡轮叶片从开口处 伸出船体， 在整流罩靠近涡轮轴的位置之上连通有与船体 上方的空气相通的整流进气管；

进一步的， 本船离心涡轮整流罩的后侧设置有后喷引流口 ， 船底设置有后喷出水口， 船体内设有与后喷 引流口和后喷出水口相连通的后喷引流道； 本发明离心涡轮外缘与整流罩内侧的间距， 明显大于常规离心涡 轮泵的涡轮外缘与水泵外壳内侧的间距。

本船的涡轮旋转时，涡轮会将一部分水带入整 流罩，使涡轮叶片通过这部分水与整流罩的内 壁有了接触， 涡轮会因此而受到较大的水阻力， 从而可通过如下方式大幅度的降低涡轮在此受 到水的阻力： 首先， 通过整 流罩后侧的后喷引流口， 将引入整流罩内部的大部分水， 通过后喷引流道， 再从后喷出水口向船底后方的水 面喷射出去； 它不仅因此而将涡轮整流罩内部的大部分水流 引了出来， 既可以使涡轮在整流罩内部避免受到 这一部分水的阻碍而产生能量损耗， 同时从后喷出水口向船底后方水面的喷射， 可以获得额外的推进能量。 其次， 涡轮整流罩内部还有少部分的水没有从后喷引 流口之中导出， 为了避免这一部分水与涡轮叶片接触而 阻碍涡轮的旋转， 所以， 这里将涡轮外缘与整流罩的内壁之间设置了较 大的间距； 当高速旋转的涡轮叶片将 少部分的水带入整流罩内部时， 高速飞溅的水会受到整流罩的内壁约束而沿着 整流罩内壁， 向着涡轮旋转的 方向流动， 最后从整流罩前端， 沿着指向船的下方、 偏向后的方向喷射出来； 它的这一部分喷射水流， 也会 因此而为本船提供少量的驱动能量； 本船因涡轮叶片外缘与整流罩内壁的间距较大 ， 随同涡轮叶片带入整流 罩内部的少部分的水与涡轮叶片脱离了接触， 从而使涡轮避免受到整流罩内部这一部分水的 阻碍。

进一步的， 离心涡轮上的每一个涡轮叶片外缘的一侧端点 与其相邻涡轮叶片外缘的另一侧端点所决定的 直线与涡轮轴的轴线平行； 每个涡轮叶片内缘的一侧端点与相邻涡轮叶片 内缘的另一侧的端点所决定的直线 与涡轮轴的轴线平行； 在所有涡轮叶片外缘之上的任意一点都是位于 以涡轮半径所决定的圆柱面之上； 涡轮 叶片的外缘在其与涡轮轴线垂直的平面上之投 影是一个标准的圆形；

另一方案中， 任意一个涡轮叶片外缘的中点与其后面相邻涡 轮叶片两侧外缘的两个端点是处于同一条直 线之上， 该条直线与涡轮轴的轴线平行； 任意一个涡轮叶片内缘的中点与后面相邻涡轮 叶片内缘之两侧的两 个端点是处于同一条直线之上， 该条直线与其涡轮轴的轴线相平行； 在涡轮叶片外缘之上的任意一点都是位 于以涡轮半径所构成圆柱的圆柱面之上； 所有涡轮叶片的外缘在其与涡轮轴线垂直的平 面上之投影是一个标 准的圆形；

进一步的， 船底设有断阶， 在断阶之处开设有气口 ， 船体内置有断阶进气管， 断阶进气管的下端与气口 相连接， 断阶进气管的上端与空气相连通；

进一步的， 断阶进气管内安装有空气阀门。

另一方案中， 在船体下部的两侧对称设置有一对离心涡轮， 离心涡轮置于船体中部的重心之前， 方向舵 的下部设置有保持纵向平衡的滑水板， 高速舵为设置于滑水板下方左右两侧的侧壁舵 板， 侧壁舵板垂直于滑 水板；

进一步的， 滑水板下端设置有滑水断阶， 滑水断阶处开设有气孔， 气孔处连接有与船体上方空气相连通 的滑板进气管；

进一步的， 船体内置有压缩空气泵， 压縮空气泵通过滑板进气管与气孔相连通。

另一方案之中， 将船体下部成对设置的两侧离心涡轮之间是通 过变速器相连； 其变速比的变速区间分别 为小于 1、 等于 1、 和大于 1的三个变速区域； 调整变速器的变速比为等于 1时， 可以使两侧的离心涡轮同步 转动； 调整变速比分别为小于 1或者大于 1时， 也可以达到左高右低的差速旋转、 或者还可以右高左低的差 速旋转。

当左右离心涡轮同步转动时， 轮船受到的驱动力是沿着完全向前的直线方向 。 当左侧离心涡轮转速小于 右侧吋， 本轮船右侧受到更大的驱动力， 本轮船将会向左侧偏转； 当左侧离心涡轮转速大于右侧时， 本轮船 左侧受到更大的驱动力， 本轮船将会向右侧偏转；

由此可见， 本发明所用的这种技术， 它可以通过调整左右侧涡轮的转速差， 改变轮船航行的方向。 当本 方案用于由两对或三对或更多对的驱动涡轮的 本轮船之时， 在船体的尾部的高速舵已经没有了配置的必要 ， 本发明此时完全可以取消高速舵， 从而进一步减小本轮船高速航行时在船舵方面 受到的水阻力。 进一步的， 高速舵内设有高速空气通道， 高速空气通道经船舵和设置于船舵上的方向舵 空心轴延伸至船 体内， 船体内置有压缩空气泵， 高速空气通道的上方与压缩空气泵的出口相连 ； 在高速舵前缘的左右两侧分 别设置有开口指向后方的后喷缝隙， 后喷缝隙与高速空气通道相连通； 当轮船在水面高速航行时， 高速舵浸 没在水中， 由于后喷缝隙之中喷出的气体在高速舵面与水 体之间形成了一个气膜， 从而大幅度的减小了高速 舵受到的水之阻力。

进一步的方案是， 在后喷缝隙的内部有一个滑槽， 滑槽之上有一个气密滑块， 气密滑块可以沿着滑槽上 下滑动； 在高速舵的侧方有两个微型滑水板； 微型滑水板前高后低， 它与水平面呈几度的夹角； 微型滑水板 通过后喷缝隙的间隙与后喷缝隙内部滑槽上的 气密滑块之间是固定相连； 微型滑水板与气密滑块沿着滑槽上 下滑动时， 它可以关闭气密滑块上方的后喷缝隙， 打开气密滑块下方的后喷缝隙； 气密滑块与后喷缝隙内部 的一个向下施力的复位弹簧相连。

当船尾的水面上升时， 水流冲击微型滑水板上升， 从而带动气密滑块， 沿着后喷缝隙内部的滑槽向上滑 动， 在将水面上部的后喷缝隙关闭的同时， 它还能及时的开启水面下部的后喷缝隙； 当船尾的水面下降时， 气密滑块与微型滑水板受到自重和复位弹簧的 双重作用而下降， 气密滑块将会沿着后喷缝隙内部的滑槽向下 滑动， 仍能将水面上部的后喷缝隙关闭， 并使水面下部的后喷缝隙保持开启状态。

本方案通过使用带有微型滑水板的气密滑块， 能够及时的将位于水面之上的后喷缝隙关闭， 同时可以将 位于水面之下的后喷缝隙打开。 本方案在保证水面之下后喷缝隙完全打开并喷 气的同时， 它还能够将水面之 上的后喷缝隙及时关闭，它通过这样的技术手 段，避免了水面之上后喷缝隙逸出气体而导致 喷气能量的浪费。

进一步的， 在离心涡轮与船体之间设置了减震缓冲系统， 它可以减轻本轮船在有波浪的不平静水面航行 时受到的冲击颠簸。 该减震缓冲系统既可以使用弹簧板来减震缓冲 ， 也可以使用螺旋弹簧来减震缓冲， 还可 以使用高压空气囊的减震缓冲。

进一步的， 本船的驱动系统不仅使用了离心涡轮， 为船体提供抬升出水面的力和向前行驶的驱动 力； 在 船体的上方还增设了向前驱动空气的螺旋桨和 驱动螺旋桨的发动机， 明显增大其向前行驶的驱动力。

由上可获得实现本发明水上飞轮船的如下方案 ：

方案一：

本发明水上飞轮船包含有流线形船体、 含推进装置的动力系统、 舾装、 高速行驶平衡系统、 方向舵等组 成部分， 动力系统安装于船体内。

相对于常规轮船， 本发明对包含船体上层建筑之整体的气动流线 性要求更高， 所以本发明对其自身的整 个船体外表面的要求都是符合气动力减阻所需 的流线形船体。

推进装置使用了通过主机驱动的离心涡轮来驱 动轮船的行驶， 离心涡轮安装于船侧身的下部， 用以将船 体全部抬升出水面。

本发明所使用的离心涡轮的涡轮结构与常规离 心抽水泵以及离心式气泵的涡轮相似， 但是区别在于： 对 于同等的驱动功率而言， 本发明所使用的离心涡轮半径、 涡轮叶片的宽度比常规离心式水泵明显大得多 ， 而 与离心式气泵的涡轮叶片的尺度较为接近， 或者比离心式气泵的涡轮叶片外缘的宽度也更 大； 本发明所使用 的离心涡轮叶片， 它只在靠近涡轮毂外缘的部分安装有涡轮叶片 。

本轮船停泊的水线与低速行驶水线基本相近， 当离心涡轮开始旋转之后， 涡轮叶片对水产生了向下和向 后的作用力， 因涡轮叶片转速较低， 涡轮叶片对水向下的作用力尚不能支撑船体向 上而抬升出水面， 此时本 船是以低速向前行驶。

当驱动离心涡轮高速旋转时， 涡轮叶片对水面施加的向下压力和向后推力使 船体受到更大的向上和向前 的反作用力， 船体能够在水对它反作用力的作用下， 被离心涡轮托举出水面， 船体不再与高密度的水相接触， 船体与水面之间的阻力也就不再存在， 因而轮船能够高速的向前航行。

当轮船高速行驶， 遇到需要急刹车、 迅速减速的情况时， 可以停止驱动离心涡轮， 此时， 位于船体下方 的涡轮叶片与水之间会产生很大的阻力， 同时船体失去托举作用而降落， 船体也受到很大的水阻力， 轮船就 会大幅度减速。

本方案水上飞轮船的高速行驶平衡系统， 为了向轮船提供横向平衡， 在船体的两侧对称设置了同步转动 的离心涡轮； 为了向轮船提供纵向的平衡， 在船体的前后各设置了两排或多排的同步转动 的离心涡轮。

本方案的船舵由两部分组成， 一部分是与常规轮船相似的方向舵， 该部分方向舵占其舵面积的大部分， 这一大部分的舵面和另一部分较小的面积共同 为其低速度行驶时提供方向控制所用， 它的全部舵面都浸没于 水下； 另一部分始终位于水下的则是的较小面积， 这一部分的面积是位于高速水线之下部分的高 速舵， 当轮 船高速行驶时， 在离心涡轮的驱动下而将船体抬升出水面时， 方向舵也跟随船尾的上升而同时向上抬升， 方 向舵的上部分露出水面， 而高速舵成为轮船高速行驶时的方向控制舵板 。

方案二： 本发明方案与方案一的区别在于： 离心涡轮上方有一个整流罩， 该整流罩与船底相交之处设置有开口， 该开口较大并对应于常规离心式水泵出水口 （或常规离心式气泵的排气出口） 的位置之处， 离心涡轮的一大 半部分都被上方的整流罩密封在内， 另一小半部分从整流罩下方开口的位置向下延 伸出来， 暴露于船底的下 方， 优选的， 暴露部分的高度大于涡轮直径的四分之一并小 于涡轮半径。 当涡轮叶片旋转时， 从开口处向下 曝露出来的涡轮叶片拍击下方的水， 从而为本船提供向上的抬升力量和向前的驱动 力。

该整流罩， 在其涡轮的中部设置了一个整流进气管， 整流进气管设置的位置与常规离心式水泵的进 水口 (或常规离心式气泵的进气入口） 的位置相对应， 该整流进气管与船体上方的空气相通， 构成用于进入空气 的气管。

当离心涡轮开始旋转之后， 涡轮叶片将整流罩内的水排出， 空气从整流进气管开始向整流罩内部充入， 充入的空气占据了原来水所占据了的空间， 所以离心涡轮开始旋转之后， 涡轮叶片只在下方较大的开口处与 外部的水面接触； 露出开口处的涡轮叶片对水产生了向下和向后 的作用力， 当涡轮转速较低时， 涡轮叶片对 水向下的作用力尚不能支撑船体向上而抬升出 水面， 此时本船是以低速向前行驶。

当驱动离心涡轮高速旋转时， 涡轮叶片对水面施加的向下压力和向后推力， 船体则会受到水对它的向上 和向前的反作用力， 船体能够被离心涡轮托举出水面， 船体不再与高密度的水相接触， 船体与水面之间的阻 力也就不再存在， 轮船则能够高速的向前飞驰。

本方案使用了涡轮整流罩， 它可以使船体两侧的气动流线性更好， 从而有益于轮船在高速航行时减小自 身受到的气动阻力。

方案三：

本发明方案与上述发明方案一、 方案二的区别在于， 在离心涡轮与船体之间设置了减震缓冲系统， 它可 以减轻本轮船在有波浪的不平静水面航行时受 到的冲击颠簸。该减震缓冲系统既可以使用弹 簧板来减震缓冲， 也可以使用螺旋弹簧来减震缓冲， 还可以使用高压空气囊的减震缓冲。

方案四：

本发明方案与上述发明方案一至方案三的区别 在于， 离心涡轮的每个涡轮叶片外缘的一侧端点与相 邻涡 轮叶片的另一侧外缘的端点所决定的直线与其 涡轮轴的轴线平行； 每个涡轮叶片内缘的一侧端点与相邻涡轮 叶片的另一侧内缘的端点所决定的直线也与其 涡轮轴的轴线平行； 所有涡轮叶片的外缘任意一点都是位于以 涡轮轴的轴线为旋转中心， 由涡轮半径所决定的圆柱面之上； 涡轮叶片的外缘在其与涡轮轴线垂直的平面上 之投影是一个标准的圆形。

因为每个叶片外缘左右两侧端点的连线与涡轮 轴的轴线之间构成了 β度夹角， 因为涡轮轴的轴线方向与 轮船整个船体轴线的方向互相垂直， 在涡轮叶片旋转时， 涡轮叶片外缘对水面的推力方向与轮船前进方 向的 夹角也就为 e度角； 为了保证轮船左右两侧涡轮总推力与轮船轴线 方向平行， 轮船左、 右两侧的涡轮叶片是 以轮船中轴线的竖立平面为对称面而互相对称 ， 所以本发明方案所用的承载涡轮是需要区分为 左侧与右侧的 不同。

本方案中涡轮叶片不论转至什么角度， 涡轮叶片的外缘与理想水平面之间始终维持有 某一部分涡轮叶片 外缘的接触， 从船体的横向来看其接触点有周期性的左右位 移， 但涡轮叶片外缘与水的接触面积却可以维持 相对的稳定， 从而使本发明受到的向上抬升力和向前的驱动 力保持相对稳定， 轮船上面之载荷不会受到颠簸 冲击之苦。

方案五：

本发明方案与上述发明方案四的区别在于， 本方案在其任意一个涡轮叶片外缘的中点与其 后面相邻涡轮 叶片两侧外缘的两个端点所处于同一条直线， 该直线与与其涡轮轴的轴线相平行； 任意一个涡轮叶片内缘的 中点与其后面相邻涡轮叶片两侧内缘的两个端 点所处的同一条直线与其涡轮轴的轴线相平行 。 另外， 各个涡 轮叶片的外缘在其涡轮轴线方向的投影是一个 标准的圆形； 涡轮叶片外缘之上的任意一点都是位于以涡轮 半 径所决定的圆柱之圆柱面之上， 则是与方案之四完全相同。

本发明方案所用的左右侧的涡轮结构都是相同 的， 轮船每一侧都使用了这样结构的承载涡轮， 这样的承 载涡轮也就没有左右两侧涡轮在结构上的不同 ， 它的这个特点为离心涡轮的安装、 使用和维护提供了便利。

方案六：

本发明方案与上述发明方案一至方案五的区别 在于，船体的底部设有一个断阶，在断阶之处 设置有气口， 该气口与一个断阶进气管的下端管口相通， 在断阶进气管的上端管口与船上方的空气相通 。

断阶在轮船启动航行的船体抬升阶段以及高速 行驶到减速的船体下降阶段， 在船底同水面逐渐接触或开 始分离的阶段， 可以使船底与水面之间加入一层气膜， 减少船底与水互相接触的面积， 从而减小船底受到水 的阻力， 为船体的抬升或下降阶段的行驶给予减阻， 为轮船提供一个顺畅的速度过渡。 方案七：

本发明方案与上述发明方案六的区别在于， 断阶进气管经过一个空气阔门再与船上方的空 气相通。 当轮船高速行驶， 遇到需要急刹车、 迅速减速的情况时， 停止驱动离心涡轮， 涡轮叶片与水之间产生很 大阻力； 同时， 本机同步关闭空气阔门， 轮船在快速下降与水面接触之时， 进气管因空气陶门的关闭， 船底 与水面接触， 两者之间不再充入空气， 船底与水面之间产生的阻力急剧增大， 从而大幅度减速。

方案八：

本发明方案与上述发明方案一至方案七的区别 在于， 本方案是一种较轻型的轮船， 它的高速行驶平衡系 统、 方向舵等部分与前述各个发明方案有所不同。

本方案的高速行驶平衡系统包含有横向平衡和 纵向平衡； 在船体的左右两侧对称设置了一对驱动 "离心 涡轮"， 用以保证轮船的横向平衡； 将轮船左右两侧的离心涡轮安置于船体中部的 重心之前， 在船体后方的方 向舵之下端增设了提供纵向平衡的滑水板； 为了减小滑水板与水面接触受到冲击而对船体 产生的振动， 在滑 水板与船舵的连接处设置了减震缓冲结构； 滑水板下方的左右两侧各有一块垂直的侧壁舵 板作为高速舵， 为 其高速航行的船体及船尾全部抬升出水面时提 供方向控制。

当轮船进入高速行驶阶段时， 离心涡轮将轮船主体抬升出水面， 滑水板在高速滑行时受到水对它向上的 举力明显增大， 滑水板因此而上升到水面滑行， 同时它也将船尾抬升出水面， 由于船的尾部只有面积很小的 滑水板与水面接触， 所以船尾部受的水阻力大幅度降低。

方案九：

本发明方案与上述发明方案八的区别在于， 滑水板的底部设置了断阶结构， 在断阶处开设有气孔， 气孔 通过一根滑板进气管与船上方的空气相通。 当滑水板高速滑行时， 空气会从进气管进入断阶， 再由气孔充入 到滑水板与水接触的位置， 从而使滑水板与下方的水之间增加一层气膜， 大幅度的减小了滑水板与水接触的 面积， 滑水板受到水的阻力将会进一步的明显减小。

滑水板两侧的侧壁舵板形成了对充入空气的阻 碍， 防止经气孔充入的空气从滑水板的两侧排出， 从而为 滑水板与水面之间提供更为稳定的隔离气膜， 明显减小水的阻力。

方案之十：

本发明方案与上述发明方案十的区别在于， 滑水板断阶处连接的滑板进气管穿过方向舵空 心轴， 它的上 端管口与置于船体内的压缩空气泵的出口相连 通。

本方案利用气泵为滑水板的断阶提供气垫。 当滑水板高速滑行时， 滑板进气管将高压空气充入断阶， 再 由断阶处压入滑水板与水接触的位置， 从而使滑水板与下方的水面之间增加一层稳定 的气膜层， 滑水板的下 方显著的减少了与水直接接触的面积， 使滑水板受到的阻力减小到最低的水平。

方案十一：

本发明方案与上述各个方案的区别在于， 本方案对船体下部两侧成对设置的离心涡轮， 是按照相互交错 的不对称的布局进行安装和配置。

方案十二：

本发明方案与各个方案的区别在于：

本方案在高速舵内部设有高速空气通道， 高速空气通道经过设置于船舵之上的方向舵空 心轴延伸至船体 内， 船体内部安置有压缩空气泵， 高速空气通道的上方与压缩空气泵的出口相连 ； 高速空气通道的下方， 在 高速舵前缘的左右两侧分别设置有开口指向后 方的后喷缝隙， 后喷缝隙内部与高速空气通道相连通。

当轮船在水面高速航行时， 高速舵浸没在水中， 由于后喷缝隙之中喷出的气体在高速舵面与水 体之间形 成了一个气膜， 从而大幅度的减小了高速舵受到的水之阻力。

方案十三：

本发明方案与上述方案十二的区别在于：

本方案在后喷缝隙的内部有一个滑槽， 滑槽之上有一个气密滑块， 气密滑块可以沿着滑槽上下滑动； 在 高速舵的侧方有两个微型滑水板； 微型滑水板前高后低， 它与水平面呈几度的夹角； 微型滑水板通过后喷缝 隙的间隙与后喷缝隙内部滑槽上的气密滑块之 间是固定相连； 微型滑水板与气密滑块沿着滑槽上下滑动时， 它可以关闭气密滑块上方的后喷缝隙， 打开气密滑块下方的后喷缝隙； 气密滑块与后喷缝隙内部的一个向下 施力的复位弹簧相连。

本方案在保证水面之下的后喷缝隙完全打开并 喷气的同时， 它还能够将水面之上的后喷缝隙及时关闭， 它通过这样的技术手段， 避免了水面之上后喷缝隙逸出气体而导致喷气 能量的浪费。

方案十四：

本发明方案与上述各个方案的区别在于： 本方案是将船体下部成对设置的两侧离心涡轮 之间是通过变速器相连； 其变速比的变速区间分别为小于 1、 等于 1、 和大于 1的三个变速区域； 调整变速器可以使两侧的离心涡轮同步转动、 也可以左高右低的差速 旋转、 还可以右高左低的差速旋转。 当左右离心涡轮同步转动时， 轮船受到的驱动力是沿着完全向前的直线 方向。 当左侧离心涡轮转速小于右侧时， 本轮船左侧受到较小的驱动力， 本轮船将会向左侧偏转； 当左侧离 心涡轮转速大于右侧时， 本轮船左侧受到更大的驱动力， 本轮船将会向右侧偏转；

由此可见， 本发明在使用这种技术之后， 它可以通过调整左右侧涡轮的转速差， 改变轮船航行的方向。 当本方案在其左右侧是由两对或三对或更多对 的驱动涡轮构成的本发明之后， 此时在船体尾部的高速舵已经 没有配置的必要， 本发明此时完全可以取消高速舵， 从而进一步减小本轮船高速航行时在船舵方面 受到的阻 力。

方案十五：

本发明方案与上述各个方案的区别在于：

本船的驱动系统不仅使用了离心涡轮， 为船体提供抬升出水面的力和向前行驶的驱动 力； 在船体的上方 还增设了向前驱动空气的螺旋桨和驱动螺旋桨 的发动机， 明显增大向前行驶的驱动力。

方案十六：

本发明方案与上述各个方案的区别在于：

本船离心涡轮整流罩， 在其后侧设置了后喷引流口， 它的后喷引流口通过后喷引流道再与船底部的 后喷 出水口相连通； 离心涡轮外缘与整流罩内侧的间距， 明显大于常规离心涡轮泵的涡轮外缘与水泵外 壳内侧的 间距；

本船因此而减少了涡轮与整流罩内部少量水的 接触， 从而大幅度的降低涡轮在此受到的水阻力， 同时它 因其利用这一部分水的喷射动能， 而获得额外的推进能量， 从而增大了本船的能量利用率， 相应的加大了本 船的行驶速度。

上述的本发明方案二至方案十六， 分别在方案一的基础之上进行了扩展、 完善和补充， 使得本发明具有 更好的实用性能。

本发明的有益效果在于： 结构简单， 使用安全， 运行损耗小， 经济性能好， 能够明显降低其综合使用成 本， 是一种便捷而优良的水上交通运输工具； 船体在驱动涡轮的作用下能够全部抬升出水面 ， 摆脱了高密度 水的阻碍， 涡轮对水之正压力的向前分力， 同时构成驱动轮船前进的主要动力； 本发明之涡轮在向前旋转时， 水与涡轮之间有相对运动， 涡轮叶片因此而受到水的粘滞阻力和湍流阻力 ， 水对涡轮的阻力， 具有阻止涡轮 旋转的趋势， 对于本轮船而言， 轮船受到的这个阻力， 是通过涡轮传递过来的， 指向前方的力， 这个力不仅 没有构成阻碍轮船前进的阻力， 反而却构成驱动轮船前进的牵引力之一。 对于上述的方案十四而言， 本发明 没有受到水的任何不利阻力；对于其它方案而 言，本发明在高速舵等部位受到的水阻也被最 大限度的减低了； 同时本发明也明显减小了轮船受到的气动阻力 ， 大幅度提高水面航行速度。 在使用同样大小的驱动功率时， 本发明比常规轮船能够提供更高的航行速度， 为人们提供了高速、 快捷、 经济的水上交通工具； 本发明所用 的高速行驶平衡系统保证了轮船的平稳航行； 本船舵的设计亦能适应高速航行和低速行驶的 不同要求。

【附图说明】

图 1- 1是常规轮船的船体外观轮廓示意图

图 1-2是现有技术中的常规离心水泵或常规离心气 泵的结构示意图

图 2是本发明水上飞轮船中的离心涡轮的侧面结� �示意图

图 3是整流罩的安装结构示意图

图 4是无整流罩的水上飞轮船的低速航行状态的� �意图

图 5是如图 4所示轮船高速航行状态的示意图

图 6是含整流罩的水上飞轮船的低速航行状态的� �意图

图 7是如图 6所示轮船高速航行状态的示意图

图 8是安装有三排离心涡轮的水上飞轮船的示意� �

图 9是本发明另一种实施例的轻型水上飞轮船的� �部仰视的示意图

图 10-1是船底断阶结构和断阶进气管的示意图；

图 10-2是断阶被船舷侧壁遮挡住的侧面结构示意� �；

图 11是空气阀门的安装示意图

图 12是离心涡轮的结构示意图

图 13是如图 12所示视图的俯视图

图 14是如图 12所示离心涡轮的涡轮叶片的外缘端点与涡轮� ��方向的连接示意图

图 15是如图 12所示离心涡轮叶片外缘端点与涡轮毂连接的� ��意图 图 16是增加了如图 12所示的一倍涡轮叶片的离心涡轮示意图

图 17是增加了如图 13所示的一倍涡轮叶片的离心涡轮示意图

图 18是增加了如图 14所示的一倍涡轮叶片的离心涡轮示意图

图 19是增加了如图 15所示的一倍涡轮叶片的离心涡轮示意图

图 20是涡轮叶片外缘倾斜设置的离心涡轮示意图

图 21是如图 20所示视图的俯视图

图 22是如图 20所示视图的仰视图

图 23是如图 22所示视图 A处的放大图

图 24是使用了如图 20所示离心涡轮的水上飞轮船底部的仰视图

图 25是增设了空气螺旋桨推进动力装置的水上飞� ��船的安装示意图

图 26是安装了呈对称弯折状外缘的涡轮叶片的离� ��涡轮的侧视图

图 27是如图 26所示视图的俯视图

图 28是如图 26所示视图的仰视图

图 29是使用了如图 26所示离心涡轮的水上飞轮船底部的仰视图

图 30是水上飞轮船中滑水板的安装结构示意图

图 31是在如图 30中所示滑水板的侧边安装了侧壁舵板的结构

图 32是如图 31所示的水上飞轮船尾部的放大图

图 33是如图 32所示视图中另一侧的侧壁舵板与滑水板的安� ��结构示意图

图 34是如图 31中尾部船舵部分的正面局部结构示意图

图 35是滑水板上的滑水断阶结构示意图

图 36是压缩空气泵的安装结构示意图

图 37是压缩空气泵向滑水断阶充气的示意图

图 38仅安装了一对无整流罩的离心涡轮的水上飞� ��船低速航行状态的示意图

图 39是如图 38所示轮船高速航行状态的示意图

图 40是安装了三排无整流罩的离心涡轮的水上飞� ��船低速航行状态的示意图

图 41是如图 40所示轮船高速航行状态的示意图

图 42是船尾部的压缩空气泵通过高速空气通道向� ��喷缝隙供气的通路示意图

图 43是后喷缝隙的设置位置示意图

图 44是如图 42中尾部供气通路的放大图

图 45是如图 42中的船舵部分的正面结构示意图

图 46是如图 45船舵的内部结构示意图

图 47是如图 46所示 A_A方向的剖面图

图 48是另一实施例中的后喷缝隙结构示意图

图 49是设有气密滑块的高速舵的侧视图

图 50是包含有气密滑块与微型滑水板的高速舵的� ��视图

图 51是气密滑块在其船舵的上方之内部的结构示� ��图

图 52是如图 51所示视图 B-B方向的剖视图

图 53是如图 52所示视图 C-C方向的剖视图

图 54是如图 52所示视图 D-D方向的剖视图

图 55是船体两侧一对离心涡轮以相互交错的不对� ��的布局进行配置的示意图

图 56是船体侧方的两对离心涡轮以相互交错配置� ��一种结构示意图

图 57是船体侧方的两对离心涡轮以相互交错配置� ��另一种结构示意图

图 58是涡轮整流罩的后喷引流口通过后喷引流道� ��后喷出水口相连通的剖面示意图

图 59是涡轮整流罩和后喷引流口的另外一种结构� ��式的剖面示意图

图中的标号： 1、 常规轮船船体； 2、 涡轮叶片； 3、 涡轮毂； 4、 涡轮轴； 5、 整流罩； 6、 流线形船体； 7、 方向舵； 8、 高速舵； 9、 断阶； 10、 低速行驶水线； 11、 高速行驶水线； 12、 空气螺旋桨； 13、 滑水板； 14、 左侧壁舵板； 15、 右侧壁舵板； 16、 滑板进气管； 17、 方向舵空心轴； 18、 压缩空气泵； 19、 滑水断阶； 20 、 整流进气管； 21、 断阶进气管； 22、 空气阀门； 23、 后喷缝隙； 24、 高速空气通道； 25、 气密滑块； 26、 微 型滑水板； 27、 后喷引流口； 28、 后喷引流道； 29、 后喷出水口。

【具体实施方式】

下面结合附图详述本发明的具体结构

本发明的水上飞轮船主要由流线形船体 6、 含推进装置的动力系统、 舾装、 高速行驶平衡系统和船舵等 部分组成， 其中， 用于降低水阻、 提高航速的核心部分是采用了离心涡轮作为推 进装置， 离心涡轮安装于轮 船的下部， 起着将船体抬升出水面和驱动轮船向前飞驰的 作用。 如图 2所示， 离心涡轮由涡轮叶片 2、 涡轮 毂 3和涡轮轴 4组成， 涡轮叶片 2宽而大， 它安装固定于涡轮毂 3的外缘位置处。

下列各种实施例都是在上述各个方案的基础上 进行的补充、 完善和扩展。

实施例一：

如图 4所示， 本实施例的水上飞轮船包含有流线形船体 6、 含离心涡轮的动力系统、 高速行驶平衡系统、 船舵等部分， 离心涡轮安装于船体的下部， 部分涡轮叶片 2向下伸出暴露于船底的下方， 暴露部分的高度优 选的数据大约为大于涡轮直径的四分之一并小 于涡轮半径； 船舵安装于船体的尾部， 并且居中设置。

本实施例的高速行驶平衡系统包括了在船体的 两侧对称设置同步转动的离心涡轮构成的横向 平衡， 以及 在船体的前后各设置两排离心涡轮构成的纵向 平衡。

本实施例的船舵由两部分组成， 一部分是与常规轮船相似的方向舵 7， 另一部分是设置于方向舵 7底端 的高速舵 8。

轮船停泊时， 它的吃水深度为静态水线， 它的静态水线与低速行驶水线 10相近。 当驱动离心涡轮开始旋 转之后， 涡轮叶片 2对水产生了向下和向后的作用力， 因涡轮叶片 2开始转动时的转速较低， 涡轮叶片 2对 水向下的作用力尚不能支撑船体向上而抬升出 水面， 此时本船是以低速向前行驶， 船舵的全部舵面都浸没于 水下， 为低速度行驶提供方向控制所用。

如图 5所示， 当驱动离心涡轮高速旋转时， 轮船在涡轮叶片 2的驱动下， 涡轮叶片 2对水面施加的向下 压力和向后推力使船体受到向上和向前的反作 用力， 船体能够被离心涡轮托举出水面， 方向舵也跟随船尾的 上升而同时向上抬升（见图 3和图 7 )， 方向舵 7的上半大部分的面积露出水面， 另一部分位于水下的则是面 积较小的高速舵 8， 高速舵 8是位于高速行驶水线 11之下的部分， 成为轮船高速行驶时的方向控制舵板。 由 于船体不再与高密度的水相接触， 船体与水面之间的阻力也就不再存在， 故轮船能够高速的向前航行。

当轮船高速行驶， 遇到需要急刹车、 迅速减速的情况时， 停止驱动离心涡轮， 船体下方的涡轮叶片 2与 水之间产生很大的阻力， 同时船体下降之后， 船体与水面之间也产生很大的阻力， 从而使得轮船大幅度减速。

需要指出的是， 本实施例中所使用的离心涡轮可采用如图 12至图 15所示的结构， 这种离心涡轮的叶片 外缘两侧端点的连线与涡轮轴 4的轴线平行 （见图 13 )。 为了提高涡轮叶片的机械强度， 离心涡轮各个叶片 外缘的端点与涡轮毂 3之间还可以通过数个支撑将其分别连接在一� �（分别见图 14和图 15 )。 离心涡轮的叶 片外缘端点与涡轮毂 3， 沿着通过半径的连线互相连结支撑而组成的侧 视外轮廓图， 构成如图 15所示外轮廓 线的形状。

进一步的， 如图 16至图 19所示的离心涡轮结构， 是在图 12至图 15所示的离心涡轮上增加了一倍叶片 数量， 当涡轮以相同的速度旋转时， 叶片与水面接触的频率会成倍增大， 轮船受到冲击振幅将会明显减小。

实施例二：

图 40和图 41所示， 本实施例与上述实施例一的区别在于， 本实施例的水上飞轮船在船体的前后各设置 了三排或多排的离心驱动涡轮。

实施例三：

如图 3和图 6、 图 8所示， 本实施例与上述两个实施例的区别在于， 本实施例中的离心涡轮上方有一个 整流罩 5， 大于离心涡轮半径的涡轮部分都被密封在上方 整流罩 5内， 占小于离心涡轮半径以下部分的涡轮 叶片 2从整流罩 5内向下伸出来而暴露于船底的下方，曝露出� �的涡轮叶片 2高度大于涡轮直径的四分之一； 本发明所用的离心涡轮在对应于常规离心水泵 出水口（或常规离心气泵的排气出口）的位置 之处（见图 1-2 )， 打开了较大的开口 （见图 2和图 3 )， 该开口是位于轮船底部 （见图 6、 图 7 )， 涡轮叶片 2就是从此开口处 向外露出， 当涡轮叶片 2旋转时， 涡轮叶片 2驱动下方的水面， 从而为轮船提供向上的抬升力量和向前的驱 动力 （见图 6、 图 7 )。 另外， 如图 3所示， 本发明与常规离心水泵的进水口 （或常规离心气泵的进气入口） 所对应的位置， 在整流罩 5相应的位置设置了一个用于进空气的进口， 该进口与整流进气管 20连通， 而整流 进气管 20上端与船体上方的空气相通。

实施例四：

本实施例与上述各个实施例的区别在于， 离心涡轮与船体之间增加设置了减震缓冲系统 ， 其减震缓冲系 统即可以使用弹簧板来减震缓冲， 还可以使用螺旋弹簧来减震缓冲， 也可以使用高压空气囊来减震缓冲。

实施例五：

本实施例与上述各个实施例的区别在于， 如图 20至图 22所示， 本实施例中离心涡轮每个涡轮叶片 2， 一侧外缘的端点与其相邻叶片的另外一侧外缘 的端点所决定的直线与涡轮轴的轴线平行； 每个涡轮叶片 2内 缘的一侧端点与相邻涡轮叶片 2的另一侧内缘的端点所决定的直线也与其涡� �轴 4的轴线平行； 所有涡轮叶 片外缘之上的任意一点都是位于以涡轮半径所 决定的圆柱面之上； 所有涡轮叶片 2的外缘在其涡轮轴 4的轴 线方向的投影是一个标准的圆形。

本发明实施例， 不论涡轮转至什么角度， 涡轮叶片 2的外缘与理想水平面之间始终维持有一部分� �轮叶 片外缘的接触， 其接触区域虽然是变化的， 但其接触的面积却可以维持相对稳定， 从而使轮船上面之载荷不 会受到颠簸冲击之苦。

因为每个叶片的左右两侧外缘的端点之连线与 涡轮轴 4的轴线之间构成了 β夹角（见图 23 )，涡轮叶片 2 在随涡轮轴 4旋转时， 涡轮叶片 2外缘对水面的推力方向与轮船前进方向的夹� �也为 e； 为了保证轮船左右 两侧涡轮总推力是与轮船轴线方向平行， 本发明是以轮船中轴线的竖直平面为对称面， 其轮船左、 右两侧的 涡轮叶片 2是该竖直平面为对称面而互相对称，所以本� �明所用的承载涡轮需要区分为左侧与右侧的� �同（见 图 24)。

实施例六：

本实施例与上述各个实施例的区别在于， 如图 26至图 29所示， 本实施例中离心涡轮任意一个涡轮叶片 2外缘的中点与其后面相邻涡轮叶片 2两侧外缘的两个端点是处于同一条直线之上� � 该直线与其涡轮轴 4的 轴线相平行； 离心涡轮任意一个涡轮叶片 2内缘的中点与其后面相邻叶涡轮片 2内缘的两侧端点也是处于同 一条直线之上， 该直线与其涡轮轴 4的轴线也是相互平行； 所有涡轮叶片外缘之上的任意一点都是位于以 涡 轮半径所决定的圆柱面之上。

本发明实施例所用的左右侧的涡轮结构都是完 全相同的， 本实施例轮船每一侧都使用了这样结构的承载 涡轮， 这样的承载涡轮也就没有左右两侧涡轮在结构 上的不同， 它的这个特点为其安装、 使用和维修提供了 便利。

实施例七：

如图 25所示， 本实施例与上述各个实施例的区别在于， 本实施例为了进一步增大水上飞轮船的速度， 在 船体的上方还增设了向后驱动空气的空气螺旋 桨 12和驱动空气螺旋桨 12的发动机， 从而大幅度增加向前行 驶的驱动力， 进一步增大行驶速度。

实施例八：

如图 10-1所示，本实施例与上述各个实施例的区别� �于，本实施例中的水上飞轮船的船体底部有� �个断 阶 9， 在断阶 9之处开设有气口， 气口通过一根断阶进气管 21与船上方的空气相通。 在本发明中， 从船的侧 面不能直接看到船体底部的断阶， 这是因为位于船底部的断阶 9被船体的侧壁板所遮挡（见图 10-2 )。 断阶 9 在轮船启动航行的船体抬升阶段以及高速行驶 到减速的船体下降阶段， 在船底同水面逐渐接触或开始分离的 阶段， 可以使轮船与水面之间加入一层气膜， 减少船底与水互相接触的面积， 从而减小船底受到水的阻力， 为船体的抬升或下降阶段的行驶提供一个顺畅 的速度过渡。

实施例九：

如图 11所示，本发明实施例是在实施例八的基础上� ��断阶进气管 21经过一个空气阀门 22再与船上方的 空气相通。 当轮船在高速航行时， 遇到需要急刹车、 迅速减速的情况时， 它通过停止驱动离心涡轮， 并且同 步关闭空气阀门 22， 轮船就会快速下降与水面接触， 它的断阶进气管 21因空气陶门 22的关闭， 船底与水面 之间不再被充入空气， 船底与水面之间产生的阻力将会急剧增大， 从而大幅度减速。

实施例十 A:

本实施例与上述各个实施例的区别在于， 本实施例船体两侧的离心涡轮， 是以相互交错的不对称布局进 行安装和配置 （见图 55 ) ; 图 56、 图 57则分别是另外两种驱动离心涡轮布局结构形� ��的实施例。

实施例十 B : 本实施例与上述各个实施例的区别在于， 本实施例在船舵内部设有高速空气通道 24; 高速 空气通道 24从高速舵 8内部经过方向舵 7和设置于船舵上的方向舵空心轴 17延伸至船体上方与空气相通； 在高速舵 8前缘的左右两侧分别设置有开口指向后方的� �喷缝隙 23 (见图 47 )，后喷缝隙 23与高速空气通道 24相连通。

这里利用后喷缝隙 23为高速舵 8设置了一个断阶结构，本实施例与前面的实� �例八所述船底部的断阶结 构有类似的作用，本实施例则是通过高速舵 8侧旁的后喷缝隙 23构成的断阶结构， 为高速舵 8与水之间提供 隔离的气膜， 从而减小高速舵 8受到的水阻力。

船体高速行驶时， 水从后喷缝隙 23的旁边掠过， 使后喷缝隙 23内部形成低压区， 船体上方的常压空气， 通过高速空气通道 24， 从高速舵 8前缘两侧的后喷缝隙 23之中向高速舵 8两侧的后喷缝隙内部补充进入。 当水上飞轮船高速行驶时，由高速舵 8两侧的后喷缝隙 23吸入而来的气体，将会包覆在高速舵 8的左右侧面， 使高速舵 8的左右侧表面与高密度水体之间增加了部分� �膜， 高速舵 8与水的接触面积大幅度减小， 从而显 著减小了高速舵 8受到的水的阻力。

实施例十一： 如图 42至图 47所示， 本实施例与上述实施例十 B的区别在于， 本实施例在船尾的内部增加设置了压缩 空气泵 18 ;压缩空气泵 18的出口与高速空气通道 24的上方相通；其余部分的结构与实施例十 B相同。比如： 船舵内部设有高速空气通道 24 ; 高速空气通道 24从高速舵 8内部经过方向舵 7和设置于船舵上的方向舵空 心轴 17延伸至船体内； 在高速舵 8前缘的左右两侧分别设置有开口指向后方的� �喷缝隙 23 (见图 47 )， 后 喷缝隙 23与高速空气通道 24相连通。

船体内置的压缩空气泵 18出来的高压气体， 通过高速空气通道 24， 从高速舵 8前缘两侧的后喷缝隙 23 之中向高速舵 8的两侧喷出； 当水上飞轮船高速行驶时， 高速舵 8两侧的后喷缝隙 23之中喷出高压气体， 喷 出的高压气体将会包覆在高速舵 8的左右侧面，使高速舵 8的左右侧表面与高密度水体之间增加了一层� �膜， 高速舵 8与水的接触面积大幅度减小， 从而显著减小了高速舵受到的水的阻力。

优选的， 如图 48所示， 后喷缝隙 23开设在更为靠近高速舵 8前缘的位置处， 其优点在于， 高速舵 8有 更多的表面部位被气膜覆盖， 从而进一步减小高速舵 8与水之间的阻力。

实施例十二：

本实施例是在实施例十一的基础之上增加了后 喷缝隙 23内部的气密滑块 25 (见图 49、 图 50、 图 51、 图 52、 图 53、 图 54 ) :

在后喷缝隙 23的内部有一个滑槽， 滑槽之上有一个气密滑块 25， 气密滑块 25可以沿着滑槽上下滑动； 在高速舵的侧方有两个微型滑水板 26; 微型滑水板 26前高后低， 它与水平面呈几度的夹角； 微型滑水板 26 通过后喷缝隙 23的间隙与后喷缝隙 23内部滑槽之上的气密滑块 25之间是固定相连； 微型滑水板 26与气密 滑块 25沿着滑槽上下滑动时， 它可以关闭气密滑块 25上方的后喷缝隙 23， 打开气密滑块 25下方的后喷缝 隙 23 ; 气密滑块 25与后喷缝隙 23内部的一个向下施力的复位弹簧相连。

本实施例在保证水面之下后喷缝隙 23完全打开并喷气的同时， 它还能够将水面之上的后喷缝隙 23及时 关闭， 它通过这样的技术手段， 避免了水面之上后喷缝隙 23逸出气体而导致喷气能量的浪费。

实施例十三：

本实施例与上述各个实施例的区别在于： 本实施例是在船体下部成对设置的两侧离心涡 轮之间， 通过变 速器再彼此相连； 其变速比的变速区间分别为小于 1、 等于 1、 和大于 1的三个变速区域； 调整变速器可以使 两侧的离心涡轮同步转动、 也可以左高右低的差速旋转、 还可以右高左低的差速旋转。 当左右离心涡轮同步 转动时， 轮船受到的驱动力是沿着完全向前的直线方向 。 当左侧离心涡轮转速小于右侧时， 本轮船左侧受到 较小的驱动力， 本轮船将会向左侧偏转； 当左侧离心涡轮转速大于右侧时， 本轮船左侧受到更大的驱动力， 本轮船将会向右侧偏转。

实施例十四：

本实施例与实施例十三的区别在于：本实施例 取消了高速舵，本实施例是通过调整左右侧涡 轮的转速差， 来改变轮船航行的方向， 从而使本轮船在高速航行时避免因高速舵的存 在而受到的水阻力。

实施例十五：

本实施例的轮船是一种轻型的水上飞轮船， 它的高速行驶平衡系统、 方向舵等部分与前述的发明实施例 有所区别。

如图 9、 图 30、 图 31、 图 34、 图 38和图 39、 图 55 (图 9和图 55中省略了其中的滑水板） 所示， 本实 施例水上飞轮船的高速行驶平衡系统包含有横 向平衡和纵向平衡； 轮船的横向平衡， 是在船体的左右两侧设 置了一对同步转动的驱动离心涡轮， 用以保证轮船高速航行时的横向平衡； 轮船的纵向平衡， 是将轮船左右 两侧的离心涡轮安置于船体中部的重心之前， 在船体后方的方向舵的下方， 增设了提供纵向平衡的滑水板 13 (见图 30)。 如图 31至图 34所示， 为了减小滑水板 13与水面接触受到冲击而对船体产生的振动， 在滑水 板 13与船舵的连接处设置了减震缓冲结构；在滑� ��板 13下方的两侧分别有垂直设置有左侧壁舵板 14和右侧 壁舵板 15， 这是作为高速舵面之用， 为其高速航行船体及船尾全部抬升出水面时提 供方向控制。

当轮船进入高速行驶阶段时， 离心涡轮将轮船主体抬升出水面， 滑水板 13在高速滑行之中受到水对它 向上的举力， 滑水板 13上升到水面滑行， 同时它也将船尾抬升出水面， 由于轮船的尾部只有面积很小的滑水 板 13与水面接触， 所以轮船尾部受的水阻力大幅度降低。

实施例十六：

如图 35所示， 本实施例与上述实施例十五的区别在于， 本实施例中滑水板 13的底部增加设置了断阶结 构， 在滑水断阶 19处通过一根滑板进气管 16与船上方的空气相通。 当滑水板 13高速滑行时， 空气从滑板进 气管 16进入滑水断阶 19， 再由断阶处吸入滑水板 13与水接触的位置， 从而使滑水板 13与下方的水面之间 增加一层气膜， 滑水板 13原来是与水直接相接触， 这时因空气的进入， 滑水板 13的下方大幅度的减少了与 水直接接触的面积， 滑水板 13下方受到的水阻力将会进一步的明显减小。

滑水板 13下方的两侧各有一块左侧壁舵板 14和右侧壁舵板 15， 这两块舵板不仅为高速行驶的轮船提 供方向操纵的力矩， 成为高速行驶时的方向控制舵板； 同时， 从滑板进气管 16、再经由断阶位置吸入的空气， 也会因为左侧壁舵板 14和右侧壁舵板 15的阻碍， 防止充入的空气从滑水板 13的两侧排出， 从而为滑水板 13与水面之间提供更为稳定的隔离气膜， 明显减小水的阻力。

实施例十七：

如图 36和图 37所示，本实施例与上述实施例十六的区别在� ��，本实施例中滑水断阶 19之处连接的滑板 进气管 16穿过方向舵空心轴 17， 在该滑板进气管 16的上方与压缩空气泵 18的出口相通。

本实施例通过主动气泵为滑水板 13的断阶提供气垫； 当滑水板 13高速滑行时， 高压空气从滑板进气管 16充入滑水断阶 19，再由断阶处压入滑水板 13与水面接触的位置，从而使滑水板 13与下方的水面之间增加 一层稳定的气膜层，滑水板 13的下方显著的减少了与水直接接触的面积，� ��滑水板受到的阻力减小到最低的 水平。

实施例十八：

本实施例中，高速舵 8为滑水板 13左右两侧的侧壁舵板，本实施例与上述实施� ��十五至实施例十七的区 别在于， 在各侧壁舵板上靠近前缘的左右两侧亦开设有 开口指向后方的后喷缝隙 23， 其作用和设置可参考实 施例 ^一。

实施例十九：

本实施例与上述实施例二至实施例十八的区别 在于：

如图 58所示， 本船离心涡轮整流罩 5， 在其后侧设置了后喷引流口 27， 它的后喷引流口 27通过后喷引 流道 28再与船底部的后喷出水口 29相连通； 离心涡轮外缘与整流罩 5内侧的间距， 明显大于常规离心涡轮 泵的涡轮外缘与水泵外壳内侧的间距；

本实施例可以将涡轮整流罩 5内部的水引流出来， 最大限度地使涡轮与整流罩 5内部少量的水避免了接 触， 从而大幅度的降低涡轮在此受到的阻力； 同时它还因其利用了这一部分水的喷射动能， 从而为本实施例 获得额外的推进能量， 增大了本船的能量利用率， 相应的加大了本船的行驶速度或者减少了能量 损失。

实施例二十：

本实施例与上述实施例十九的区别在于，如图 59所示，本船将其后喷引流口 27和后喷引流道 28的结构 进行了部分改进与调整， 从而改善其后喷引流出来的射水流态， 以便相应的减小水的阻力， 改善能量的利用 效率。

上述各实施例之间可相互组合、 替代或拆分之后组合构成更多种的实施方式。

综上所述， 本发明利用离心涡轮将船体向上抬升出水面， 使整个船体与高密度的水面脱离了接触， 显著 的减小了水的阻力； 离心涡轮对水面施加正压力的反作用力， 该力在其竖直向上方向的分力， 是抬升船体向 上而脱离水面的动力源， 在水平的向前分力是驱动轮船高速行驶的基本 动力， 本发明能够以很高的速度在水 面向前飞驰。

以上所描述的仅为本发明的一部分主要实施例 ， 本发明不限于上述实施方式， 比如实施例十七所述， 带 有压缩空气泵 18和侧壁舵板的滑水板 13的结构， 它与常规侧壁式气垫船的气垫部分的主要结构 相似； 所以 当将微型化的侧壁式气垫船的船底结构， 用于代替本发明的滑水板的结构时， 它将与本文件的实施例十七的 内容雷同； 另外， 对于实施例十二所述的微型滑水板 26， 它完全可以使用实施例十七所述带有气膜减阻 的 滑水板之技术， 从而使微型滑水板 26进一步减小它与水之间的阻力。值得一提的� ��， 关于本发明的驱动涡轮 上的每一个涡轮叶片 2， 如果从滑水板角度来看涡轮叶片 2， 涡轮叶片 2与本发明所述的滑水板 13有着类似 的方面， 相关实施例十六、 实施例十七所述的滑水板 13 之上的气膜减阻的技术， 也可以应用于涡轮叶片 2 之上， 从而构成本发明的其它实施方式。

凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的 任何润饰、修改或等同替换，均属于本发明所 保护的范围。