水陆两用车船身 |
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| 申请号 | CN201280039320.7 | 申请日 | 2012-06-13 | 公开(公告)号 | CN103917386B | 公开(公告)日 | 2017-12-15 |
| 申请人 | 吉布斯技术有限公司; | 发明人 | A·T·吉布斯; E·J·卡尔森; | ||||
| 摘要 | 参照图1，本 发明 提供了一种以陆上模式和 水 上模式可运行的水陆两用车，该水陆两用车包括：船身；被设置在该船身中的至少一个间断部；以及至少一个可缩回的轮或 履带 驱动器 组件，其至少部分地位于该至少一个间断部中。当以水上模式运行时，该至少一个可缩回的轮或履带驱动器组件的轮或履带驱动器被缩回到该船身的最低点以上，并且当以陆上模式运行时，所述轮或履带驱动器的至少部分伸展到该船身的最低点以下。该船身是 滑行 V形船身，并且该船身具有向前船首区段，该向前船首区段限定了跨过该船身的船幅的 正面 船首表面/区域。该至少一个间断部被设置在该船身的该向前船首区段中，并且当伸展时，该至少一个可缩回的轮或履带驱动器组件的轮或履带驱动器的至少一部分位于该正面船首表面/区域的至少一部分之前和前方。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种以陆上模式和水上模式可运行的水陆两用车，所述水陆两用车包括： |
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| 说明书全文 | 水陆两用车船身[0001] 本发明涉及水陆两用车船身（amphibian hull），具体涉及高速水陆两用车船身。 [0002] 过去，水陆两用车的设计者致力于要么优化水上性能要么优化路上性能。结果是，要么为了给予令人满意的路上性能而牺牲水上性能，要么为了给予令人满意的水上性能而牺牲路上性能。所得到的水陆两用车在一个程度或另一个程度上妥协。 [0003] 为了使水陆两用车辆能够获得在水上的更大速度，期望该水陆两用车设置有滑行船身（planing hull）。这样的船身被从静置（在这里其充分排水（displaced））发动到如下速度，在该速度它能够生成足够的流体动力升力（hydrodynamic lift）以上升高过水并且滑行跨过水的表面。 [0004] 通常 ，为了优化性能，滑行船身的表面应含有尽可能少的间断部（discontinuities），因为该船身的表面的中断（disruptions）将增加阻力并且妥协可实现的流体动力升力和水上操纵二者。然而，水陆两用车的性质使得它能够要求该船身的表面含有间断部，诸如容纳部件（例如轮和悬架组件）的凹陷。当尝试优化水上性能时，具有可缩回的轮和悬架组件的水陆两用车的设计者在以下方面耗费了大量努力：为轮拱切口（wheel arch cut outs）提供可移动的盖机构，以当所述轮缩回时重建常规水运船身（marine hull）的平滑不间断的线。可移动的盖和板在水陆两用车中是已知的，例如从美国专利US4958584（Williamson）、US3421472（Oberg）和US3280785（Oberg）。可移动的盖或板的滑动和/或铰接机构易于因腐蚀和/或因泥、沙、屑、盐或其他水运碎片的侵入而失灵。它们也可以在运输工具模式转换或越野使用过程中因与物体（诸如石头）碰撞而损坏。不能改变模式的水陆两用车运输工具可以是固定化的（immobilized）；要么在陆上，甚至更糟，在水上。此外，维护和认真地清洗滑动和/或铰接机构的必要性可能不是该运输工具的拥有者可接受的，该运输工具的拥有者将习惯于现代汽车和船舶的不那么繁琐的需求。尽管在几个水陆两用车专利中已经提出了可移动的盖或板，如上文记载的，但它们尚未实现批量生产。 [0005] 此外，船只（watercraft）的滑行船身的设计者通常采用10°与25°之间的底斜角（dead rise angle）。然而，迄今，水陆两用车的设计者已经发现期望尽可能多地减小该底斜角，以当水陆两用车被用在陆上时提供足够的离地间隙（ground clearance）。当在水上滑行时，这样的小底斜角能够不利地影响该船身的驾驭。 [0006] 最近，在解决上述问题时，申请人在船身中保留了轮拱，但开发了流体动力辅助（诸如滑行板）来帮助恢复至少部分船身形式（如在申请人的第GB2401832B号英国专利中公开的）和船底板（strakes），以提高当滑行时船身的方向稳定性（如在申请人的第GB2401833B号英国专利中公开的）。 [0007] 现在申请人已经开发了一种具备V形船身的高速水陆两用车，该V形船身具有优化的陆上性能和水上性能。该水陆两用车辆能够在水上滑行，又具有陆上、越野和实用能力，并且以两轮驱动和/或四轮驱动形式可运行。这种类型的高速水陆两用车使上文指出的问题进一步复杂化，因为越野使用需要更大的离地间隙，并且滑行时必须推起更大的质量。出人意料地，使用根据本发明的V形船身实现了这种新的水陆两用能力。为此，申请人打破了常规思想并且克服了先前技术偏见，实现了根据本发明的船身配置。 [0008] 具体而言，申请人改进了船身的前部船首区段的形状和配置，以达到用于高速水陆两用车使用的优化的船身形式。 [0009] 因此，在第一方面，本发明提供了一种以陆上模式和水上模式可运行的水陆两用车，所述水陆两用车包括： [0010] 船身； [0011] 被设置在所述船身中的至少一个间断部；以及 [0013] 当以水上模式运行时，所述至少一个可缩回的轮或履带驱动器组件的轮或履带驱动器缩回到所述船身的最低点以上，并且当以陆上模式运行时，所述轮或履带驱动器的至少部分伸展到所述船身的最低点以下， [0014] 所述船身是滑行V形船身； [0015] 所述船身具有向前船首区段（forward bow section），所述向前船首区段限定了跨过所述船身的船幅（beam）的正面船首表面/区域（frontal bow surface/area）； [0016] 所述至少一个间断部被设置在所述船身的所述向前船首区段中；以及[0017] 当伸展时，所述至少一个可缩回的轮或履带驱动器组件的所述轮或履带驱动器的至少一部分位于所述正面船首表面/区域之前和前方。 [0018] 优选地，当缩回时，所述至少一个可缩回的轮或履带驱动器组件的所述轮或履带驱动器的至少一部分位于所述正面船首表面/区域之前和前方。 [0019] 优选地，所述向前船首区段由中央船首部、左舷船首部和右舷船首部构成，中央船首部、左舷船首部和右舷船首部中的每个都贡献于（contributing to）跨过所述船身的船幅的正面船首表面/区域。 [0020] 优选地，由所述左舷船首部和所述右舷船首部贡献的正面船首表面/区域中的每个的至少一部分与由所述中央船首部贡献的正面船首表面/区域的后部横向地隔开。 [0021] 优选地，当伸展时，位于所述正面船首表面/区域的一部分之前和前方的所述至少一个可缩回的轮或履带驱动器组件的所述轮或履带驱动器组件的一部分位于由所述左舷船首部或所述右舷船首部贡献的正面船首表面/区域的一部分之前和前方。 [0022] 优选地，由所述左舷船首部和所述右舷船首部贡献的正面船首表面/区域中的每个的至少一部分被成型为使得每个区域/表面的平面在该平面的至少一个轴线上变化。 [0023] 更优选地，由所述左舷船首部和所述右舷船首部贡献的正面船首表面/区域中的每个的至少一部分被成型为使得每个区域/表面的平面在该平面的至少两个非重合的轴线上变化。 [0024] 在第二方面，本发明提供了一种以陆上模式和水上模式可运行的水陆两用车辆，所述水陆两用车辆包括： [0025] 船身； [0026] 被设置在所述船身中的至少一个间断部；以及 [0027] 至少一个可缩回的轮或履带驱动器组件，其至少部分地位于所述至少一个间断部中，其中： [0028] 当以水上模式运行时，所述至少一个可缩回的轮或履带驱动器组件的轮或履带驱动器缩回到所述船身的最低点以上，并且当以陆上模式运行时，所述轮或履带驱动器的至少部分伸展到所述船身的最低点以下， [0029] 所述船身是滑行V形船身； [0030] 所述船身具有向前船首区段，所述向前船首区段限定了跨过所述船身的船幅的正面船首表面/区域； [0031] 所述至少一个间断部被设置在所述船身的所述向前船首区段中； [0032] 所述向前船首区段由中央船首部、左舷船首部和右舷船首部构成，中央船首部、左舷船首部和右舷船首部中的每个都贡献于跨过所述船身的船幅的正面船首表面/区域； [0033] 由所述左舷船首部和所述右舷船首部贡献的正面船首表面/区域的中的每个的至少一部分与由所述中央船首部贡献的正面船首表面/区域的后部横向地隔开；以及[0034] 由所述左舷船首部和所述右舷船首部贡献的正面船首表面/区域的中的每个的至少一部分被成型为使得每个区域/表面的平面在该平面的至少一个轴线上变化。 [0035] 优选地，由所述左舷船首部和所述右舷船首部贡献的正面船首表面/区域中的每个的一部分被成型为使得每个区域/表面的平面在该平面的至少两个非重合的轴线上变化。 [0036] 优选地，当伸展时，所述至少一个可缩回的轮或履带驱动器组件的所述轮或履带驱动器的至少一部分位于所述正面表面/区域的至少一部分之前和前方。 [0037] 优选地，当伸展时，位于所述正面船首表面/区域的一部分之前和前方的所述至少一个可缩回的轮或履带驱动器组件的所述轮或履带驱动器的一部分位于由所述左舷船首部或所述右舷船首部贡献的正面船首表面/区域的一部分之前和前方。 [0038] 优选地，由所述左舷船首部P和所述右舷船首部S贡献的正面船首表面/区域FP或FS位于被设置在所述船身的所述向前船首区段中的所述至少一个间断部之后。 [0039] 优选地，由所述左舷船首部P和所述右舷船首部S贡献的正面船首表面/区域FP或FS没有位于被设置在所述船身的所述向前船首区段中的所述至少一个间断部之前的部分。 [0040] 优选地，所述船身的长度多于50%具有在5°至70°范围内、更优选地在10°至50°的范围内、甚至特别优选地在15°至35°范围内的底斜角（deadrise angle）。 [0041] 更优选地，所述船身的长度多于50%具有基本20°的底斜角。 [0042] 优选地，提供一个或多个喷射驱动器或推进器作为水上推进装置。 [0043] 优选地，所述一个或多个喷射驱动器或推进器能够推进所述水陆两用车达到如下速度，在该速度生成足够的流体动力升力以使车辆能够滑行。 [0044] 优选地，所述水陆两用车进一步包括四轮驱动或履带驱动器动力系统，其能够以两轮驱动或四轮驱动或履带驱动器方式被驱动。 [0046] 图1是从根据本发明的水陆两用车船身下方的一个示意性平面视图； [0047] 图2是图1的水陆两用车船身的前部船首区段的一个放大详细视图； [0048] 图3是图1的水陆两用车船身的前部船首区段的一个放大详细视图，其中前轮被示意性地示出为处于伸展位置； [0049] 图4是图1的水陆两用车船身的船首区段的一个示意性前立面视图； [0050] 图5是图1的水陆两用车船身的船首区段的一个示意性前立面视图，其中前轮被示意性地示出为处于伸展位置； [0051] 图6是图1的水陆两用车船身的船首区段的一个示意性前立面视图，其中前轮被示意性地示出为处于缩回位置； [0052] 图7是从图1的水陆两用车船身的前部船首区段下方和一侧的一个示意性立体视图； [0053] 图8是图1的水陆两用车船身的前部船首区段的一个示意性侧立面视图； [0054] 图9是图1的水陆两用车船身的一个示意性侧立面视图； [0055] 图10是从图1的水陆两用车船身下方和一侧的一个示意性立体视图；以及[0056] 图11是从图1的水陆两用车船身下方和一侧的又一个示意性立体视图。 [0057] 现在参照图，其中示出了包括向前船首区段40和向后船尾区段80的水陆两用车船身10。船中部（midship）区段70延伸在向前船首区段40与向后船尾区段80之间。在船身10的长度的语境中示出的向前船首区段40、船中部区段70和向后船尾区段80各自的长度和/或比例仅是指示性的并且可以适当改变。在向前船首区段40中，船身10的底侧设置有一对充当前轮拱的间断部48、49。在后船尾区段80中设置有一对充当后轮拱的间断部90、91。轮拱48、49、90和91不形成完整的轮拱，所述完整的轮拱在通常意义上的用于仅公路行驶的运输工具的轮拱中，包围轮的整个上周边，但是每个轮拱确实提供了空间以接收可缩回的轮组件（在图3中示意性地示出，例如通过轮110、112），所述可缩回的轮组件优选地包括可缩回的悬架组件。轮110、112中的每个都可以在为了在陆上使用该水陆两用车辆（包括进入水中和从水中出来）的伸展位置与为了在水上使用该水陆两用车辆的缩回位置之间移动。当该水陆两用车辆在水中运行时，轮110、112可以移动进入所述缩回位置以减少阻力。 [0058] 一个或多个水喷射驱动器或推进器（未示出）可以位于船身10后部的凹陷100、101中，要么在船身10的中心，要么偏离于船身10的中心线。 [0059] 船身10采用深V滑行船身的形式。这样的船身10可以被从静置（在这里其充分排水）驱动到如下速度，在该速度它能够生成足够的流体动力升力以上升高过水并且滑行跨过水的表面。船身10包括滑行表面20。向前船首区段40具有预约设计（bespoke design），以解决上文描述的和因在船身10中引入间断部（中断）以容纳该前轮和悬架组件而经历的问题。尤其参照图2、图4和图7，可以看到，船身10的向前船首区段40包括中央船首部C和左舷船首部P和右舷船首部S。指示线B（仅在图4和图8中示出以供参考）被用于例示在该线B处、在船首14与船中部区段70之间船身10的船幅的区别和转变。在线B处，中央船首部C向前朝船首14延伸远于左舷船首部P和右舷船首部S。在线B处，船身10的船幅在船首14之间朝船中部区段70增大。其实，在线B处，船身10的显现船幅是这样的：左舷船首部P和右舷船首部S被设置在充当前轮拱的间断部48、49之后。因此，中央船首部C和左舷船首部P和右舷船首部S是该船身的正面区域/表面，它们在静态、排水（displacement）和滑行运行模式中，甚至在该水陆两用车转弯时，在吃水线（water line）处与水交界且相互作用。中央船首部C和左舷船首部P和右舷船首部S中的每个各自的正面区域/表面FC、FP和FS被成型为使得每个区域/表面的平面在该平面的至少一个轴线上变化。然而，特别优选的是，每个区域/表面的平面在该平面的至少两个非重合的轴线上改变。尤其，应注意，在左舷船首部P和右舷船首部S中的每个的正面区域/表面FP和FS中，不存在与水接触时导致阻力的表面特征。 [0060] 船身10在船首14处开始具有非常陡峭的底斜角，并且该底斜角沿着船身10的其余的一大部分朝向船尾18经向前船首部分40的长度转变到约20°的底斜角。可以采用替代的底斜角。例如，船身10长度的一大部分（多于50%）将具有5°至70°范围内，更优选地10°至50°范围内，甚至更优选地15°至35°范围内的底斜角。 [0061] 尤其参照图1，其中示出了从根据本发明的船身10下方的一个示意性平面视图。为了清楚起见，未示出轮、悬架、动力系统或水上推进。图2是船身10的前部船首区段40的一个放大详细视图，同样未示出轮、悬架、动力系统或水上推进。图3不同于图2在于，前轮110、112被示意性地示出为在充当前轮拱的间断部48、49中处于伸展位置。图4是船身10的船首区段的一个示意性前立面视图，并且例示了中央船首部C和左舷船首部P和右舷船首部S及它们各自的正面区域/表面FC、FP、FP，它们在静态、排水和滑行运行模式中在吃水线处与水交界且相互作用。图5与图4不同在于，前轮110、112被示意性地示出为在间断部48、49中处于伸展位置。图6示意性地示出了前轮110、112在间断部48、49中处于伸展位置。图7是从船身10的前船首区段40的下方和一侧的示意性立体视图，而图8是前船首区段40的示意性侧立面视图。图9和图10示意性地例示了表面船身形式。 [0062] 为了使该水陆两用车从其船身10的排水模式转变到其滑行模式，必须增加该水陆两用车的过水速度（through water speed）以达到必需的流体动力升力。V形船身和正面船首区段40是减小船身10的阻力和促进该水陆两用车的过水速度的必要增大的关键。一旦在平面上，船身10的V形就提供方向稳定性。然而，该船身的V形可由常规列板（strake）或如本申请人的第GB2401833B号英国专利中讨论的列板补充。 [0063] 虽然通篇已经描述了将轮作为陆地推进装置，但履带驱动器或个体履带驱动器（即，代替单个轮）可被用作替代方案或与轮组合。 [0064] 本说明文献（包括所附权利要求、摘要和附图）中公开的每个特征可被替换成起到相同、等同或相似目的的替代特征取，除非另有明确陈述。因此，除非另有明确陈述，所公开的每个特征仅为等同或相似特征的一个一般系列中的一个实施例。此外，本说明文献（包括所附权利要求、摘要和附图）中所公开的所有特征，和/或如此公开的任何方法或过程的所有步骤，可以任何组合方式来组合，除了这样的特征和/或步骤中的一些相互排斥的组合以外。据此，虽然上文已经描述了本发明的不同实施方案，但所描述、所例示、和/或在附随权利要求中声明的任何一个或更多个或全部特征都可以孤立地或以多种组合被用在任何实施方案中。同样地，任何一个或更多个特征可以被移除、取代和/或添加至任何所描述、所例示和/或所声明的任何特征组合。为了避免产生疑惑，任何实施方案的任何一个或更多个特征都可以与来自任何实施方案的任何其他特征组合和/或分立地用在一个不同的实施方案中。 [0065] 虽然已经参考目前认为最切合实际且优选的实施方案描述了本发明，但应理解，本发明不限于所公开的布置，而是意在覆盖随附权利要求的范围内包括的多种改型和等同构造。 |
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