前驱动船舶的制作方法

本发明是根据“自然膨胀体的膨胀力运动定律”研发的(模仿鱼的功能)前驱动船舶。前驱动船舶是一种动力操作指挥系统前置、螺旋桨前置、螺旋桨安装在船头里面的新型船舶，它结构独特、制造方便、功能齐全、特征明显、高效实用。它适用于小到玩具赛艇，大到航空母舰、货轮、游船、潜艇等的一切船舶、艇舰，它不排斥现有实用的、先进的船舶技术，可以与这些技术高效无缝嫁接。

前驱动船舶结构特征(附图的说明)

一、〔图1〕总体结构

1、船头(仿鱼头)，它承载动力装置，是船舶航行的动力中心。2、吃水线以下船身(仿鱼身)，其特征在于，外部制成有利于捕捉自然膨胀体的膨胀力形体，内部是载荷空间，通过它可以获取额外的航行动力和有效载荷。3、吃水线以上船身，其外是各种有利于捕捉大气膨胀力的形体，期内是载荷空间。4、推力喷嘴，其特征在于，它是吃水线以下船身与〔图2〕(3)结合而成、是主体航行动力源，作用在于，一是确保船舶航行主推力、二是确保船舶在各种复杂环境里的稳定性和航行过程的平稳性、三是确保船舶航行过程能够急速、平稳、安全转弯。5、底部导流叶(仿鱼的胸鳍)，其功能在于，增加船舶在各种复杂环境里的稳定性和航行过程的平稳性。6、两侧导流叶(仿鱼的侧鳍)，其功能在于，提高船舶在各种复杂环境里的稳定性和航行过程的平稳性。7、紊流能量采集配置，其特征在于，它的部位存在于船头膨胀腔和船体的缩脖形体上，其作用在于，获取额外的船舶航行能量。8、尾舵，它的作用在于，船舶航行过程中方向掌控的微调。

二、〔图2〕船头部分

(1)、导流吸嘴(仿鱼嘴)，其特征在于，船舶的螺旋桨稍有转动，船体外的水就在此进入船头膨胀腔，自然形成吸力水流，这样水流的反作用力就变成了船舶的额外航行推力。(2)、膨胀腔(仿鱼的口腔)，其特征在于，它的特殊形状决定了它能够捕捉紊流的能量，使其成为船舶航行的额外推力。(3)、导流鳃帮(仿鱼的鳃帮)，其特征在于，它与图〔3〕(3)所述的导流肩、构成相似喇叭形态的、〔图1〕4所示的推力喷嘴，其功能在于它能够灵活自如地开启、关闭和做微调运动，其作用在于，一是调整喷嘴流速、二是微调船身姿态、三是确保能够实现平稳地急速转弯。

三、〔图3〕吃水线以下船身部分

(1)、螺旋桨(仿鱼鳃)，其特征在于，可以单个中置，也可以成对的侧置，中置的一般适用于小型船舶，成对侧置的一般适用于大型船舶。(2)、导流半球圆突，其特征在于，螺旋桨安装在它的顶点中心，这种适用于中置式螺旋桨，如果是侧置式螺旋桨，它需要根据“自然膨胀体的膨胀力运动定律”、配制成有利于形成对称双膨胀腔、对称双导流吸嘴的、具有中隔功能的导流突出。(3)、导流肩，其特征在于，它与吃水线以下船身是一体的、并与导流鳃帮、构成喇叭形态的推力喷嘴。(4)、船体的缩脖型配置，其作用在于，有效紊流动力收集。(5)、特殊的船身形体，其作用在于，有效吸收自然膨胀体的膨胀力。

四、〔图4〕舱盖，其特征在于，前高后低。

吃水线以上船身部分与吃水线以下船舱构成有效载荷空间。

前驱动船舶的主要特点

前驱动船舶的最初灵感来自于“自然膨胀体的膨胀力运动定律”的启发，它的驱动力前置、螺旋桨内置、膨胀腔、导流半球圆突、导流鳃帮、导流肩、推力喷嘴、船体的缩脖型配置、特殊的船身形体，这些形状的确定，都与“自然膨胀体的膨胀力运动定律”相关。从这些形状的想象和它们连接方式的确定、到实验船的制作、再到测试，做到了一次成功，且效果出奇的好，这是在没有物理定律指导下的任何发明创造所不可能做到。其功能特点如下所述。

一、理想的航行稳定性

实验显示：前驱动船舶行驶非常平顺、稳定。其原因之一在于，船舶航行的船头驱动。比如(水面上的一个物体，如果在后部的一点推动它，它的运动方向多数是不定的，非常难掌控，而在它的前部拖动它，它的运动方向必然是一定的，且非常容易掌控)，现实中传统的船舶都是后推动，而前驱动船舶则是前拖动，那么，前驱动船舶的行驶稳定性必然强于传统的后驱动船舶。原因之二在于，发力构成的三角支撑。前驱动船舶的导流吸嘴、螺旋桨和导流喷嘴的现实位置是三角形的，喷嘴的两侧和底部的实体位置也是三角形的，客观构成了三角形的力点定位，从而确保了前驱动船舶航行的平顺、稳定。

二、优良的启动和加速性能

前驱动船舶启动快、加速性能强、易操作、好把握。现实中，后驱动船舶螺旋桨的开动到船舶开始移动需要一个延时过程，以至于有些船舶靠岸或离岸需要很长时间。实验显示，前驱动船舶螺旋桨的开动到船舶开始移动几乎不存在延时，其两侧鳃帮不时的开启和关闭，能够很好地解决船舶靠岸或离岸慢的问题；实验也显示，前驱动船舶具有瞬间提速的性能，也就是说，它从0速加速到最快时速所用的时间非常短，这一性能后驱动船舶是无法达到的。

三、灵敏可靠的转向性能

在自然膨胀体的环境里，运动物体的重心必定前移，如打羽毛球，当羽毛球从对方飞来的时候，它的重心是朝向你，而当你击打到它的瞬间，它的重心则立刻朝向对方。船舶航行过程中也一样，其重心必定前移；在自然膨胀体的环境里，运动物体转向时，距离转向力点越远，其离心力越大。如前所述，航行中的前驱动船舶其重心在前，转向力点也在前，它很少产生离心力，所以，它能够像鱼儿一样自在平稳地转向，而它的尾舵如同鱼的尾巴，在转向过程只起到微调作用。

四、显著的节能效果

船舶领域有一个概念叫做排量，排量意为船舶在水中挤开水的总量，它有两种含义，一种是船舶最初下水时排开水的总量，它是一个定量；一种是航行过程中，在单位时间内排开水的总量，它是一个动量、是随速度的变化而成正比变化，也就是说速度越快排量越大，从而，所需要的动力也就越大。而排量概念在前驱动船舶上不大适用，最多也只在船舶最初下水时适用。这是因为，一则前驱动船舶在航行过程中，它的前部是在吸水，而不是排水，吸水形成的水柱正中喷射在螺旋桨上，客观推动了螺旋桨叶片的自动旋转、减少了动力机的负担，从而降低了能源消耗；二则前驱动船舶的底部和两侧的推力喷嘴抵挡了水体对船身的压迫，所以，前驱动船舶在航行过程中、其能源消耗也随速度的变化而变化，但是，这种变化不是成正比，而是成反比，即在单位时间内、速度越快、其排水量越小，也就是说速度越快而需要的动力却越小，这样的工况，不节省能源才是不可能的；三则前驱动船舶航行过程中能够从船头导流吸嘴、船头膨胀腔、推力喷嘴、推力喷嘴喷射的水流周围产生的许多紊流中捕捉水体中的膨胀力，使之转变为航行动力，相比后驱动船舶只能从螺旋桨推动水流的反作用力那里获取船舶航行的动力、同时要克服紊流带来的阻力，毫无疑问，同样吨位的船舶，前驱动比后驱动节省能源动力就是必然的了；四则同样规格的螺旋桨、同样转速，前驱动船舶螺旋桨驱动的水流是喷射出来的，而后驱动船舶螺旋桨驱动的水流是简单推动，在自然环境里流体喷射产生的反作用力大于被简单推动产生的反作用力，显然仅这一点前驱动船舶的效率就要高于后驱动船舶，加上前述三点，不难看出，前驱动船舶高效节能、实用性强。综上所述，前驱动船舶具有显著的节能效果，其节能率至少50％。

前驱动船舶与后驱动船舶的比较

一、动力机和指挥操作系统设置部位的差别

后驱动船舶的发动机和指挥操作系统一般都安装在船的后半部。而前驱动船舶与此相反，它的发动机和指挥操作系统设置在船头位置。

二、螺旋桨安装部位的差别

后驱动船舶的螺旋桨安装在船体外，是开放的，在水里摸得到它，出水可以看到它，它直接面对船外水体。而前驱动船舶与此相反，它被安置在船头内，是内置的，水里摸不到、出水看不到，它直接面对的只是船头腔内的部分有效水体。

三、船舶获取航行能量方式的差别

前驱动船舶获取航行能量的方式与后驱动船舶获取航行能量的方式是五级对一级。后驱动船舶获取航行能量的方式只有唯一的一级，即螺旋桨转动形成的反作用力推动，此外，因为螺旋桨开放存在于船体外的自然水体里，它旋转的过程中周围会产生许多紊流，紊流会给螺旋桨的旋转带来阻力，形成了推进能量自身消耗，结果降低了能源效率。而前驱动船舶获取航行能量的方式是多级的，第一级方式在于船头吸嘴，这里流动的水体的反作用力，形成了船舶的航行能量；第二级方式在于船头膨胀腔内的特殊空间，它有效地把腔内空间紊流转变成了船舶航行的推力；第三级方式在于推力喷嘴，它喷射出的水流的反作用力提供了船舶航行的主体推力；第四级方式在于推力喷嘴喷射的水流周围产生的许多紊流，这些紊流会被船体的缩脖型配置俘获，从而把它们转变为船身推力；第五级方式在于根据“自然膨胀体的膨胀力运动定律”而配制成的船身，这种船身高效地利用了水这种膨胀体的自然膨胀力，使水膨胀体的自然膨胀力转变成了船舶航行的推力。

四、航行速度的差别

同样吨位、同样动力配置的船舶，因为前驱动船舶可以在水膨胀体的自然膨胀力那里获得五级航行推力，它的喷嘴和船身的特殊设计基本克服了航行过程的紊流阻力。而后驱动船舶只能从螺旋桨那里获得单一的航行动力，且不能克服紊流形成的阻力，这样，前驱动船舶航行过程的各个环节的速度都必然高于后驱动船舶。

五、加速性能的差别

同样吨位、同样动力配置的船舶，后驱动船舶螺旋桨的开动到船舶开始移动需要一个延时过程，以至于有些船舶靠岸和离岸需要很长时间；前驱动船舶具有瞬间提速的性能，也就是说它从0速加速到最快时速所用的时间远远小于后驱动船舶，实验显示：前驱动船舶一接触动力开关，手动船动、基本没有延时；而对后驱动船舶同样的操作，船却存在延时启动。

六、转向性能的差别

转向是船舶的基本功能之一，船舶的航行安全与转向性能的优劣有直接的关系。后驱动船舶的转向靠尾舵来完成，这种转向方式，船舶转弯时，不可避免地因其转向力点距离航行过程中船的重心较远，而产生离心力大、船身易倾斜、转弯半径大、费时费力的问题。而前驱动船舶的转向主要是通过关闭和开启两侧的推力喷嘴来实现，这种转向方式，因其转向力点距离航行过程中船的重心较近，尾舵又只是起辅助作用，所以船的离心力小、船身不易倾斜、转弯半径小、省时省力。

七、能源消耗的比较

根据以上前驱动船舶与后驱动船舶的六处差别的比较，可以断定，同样吨位、同样动力配置、同样载荷的船舶，前驱动船舶的能源消耗比后驱动船舶的能源消耗至少降低一半。前驱动船舶的测试结果也证明了它是一种高效节能的、前所未有的新型船舶。

前驱动船舶的建造

前驱动船不存在技术难点和建造难度，设计只要坚持“自然膨胀体的膨胀力运动定律”，就能够实现多种多样；建造只要精细，就能够做到设计一个成一个，建造多少成多少，不需要评估和中试。

前驱动船舶附图说明

〔图1〕是前驱动船舶实验船的整体照片。它主要包括1、船头，2、吃水线以下船身，3、吃水线以上船身，4、推力喷嘴，5、底部导流叶，6、两侧导流叶，7、紊流能量采集配置。

〔图2〕是前驱动船舶实验船的船头照片。它包括1、导流吸嘴，2、膨胀腔，3、导流鰓帮

〔图3〕是前驱动船舶实验船的吃水线以下船身照片。它包括1、螺旋桨，2、导流半球圆突，3、导流肩，4、船体的缩脖型配置，5、特殊的船身形体。

〔图4〕是前驱动船舶实验船的吃水线以上船身照片。