目前公知的船舶，小到摩托艇大到超级巨轮航空母舰，大大小小各种各样和 各种用途的船舶都有，而它们的船体都属一种仿古辗槽形船体结构，轮机舱都 是设置在船尾舱，推进器设置在船尾，方向舵设置在推进器后面以左右摆动改 变动能水流的方向，推动船尾左右移动调整船头前进方向进行导向，船体的中 段主舱体用来承载旅客和货物。其荷载形是一种背负式荷载，载重越大吃水越 深，航行时产生的动态排水量也越大，其兴波阻力也越大，发动机的能耗也越 大。它们从事各种人员物资运输军事活动科学实验等一切水上活动都离不开船。 现在还没有那一种载重船舶能够实现节能快速航行，大吨位的船舶吨公里成本 低，航行速度慢运输时间长。航行速度快的船，象摩托艇军用船舶和一些特种 船舶，它们都属一种高耗能船舶，它们运价高昂货主无法接受。人们不得不选 择陆地和空中交通来实现人员物资快速交流。
现有船舶存在的问题；
1 现有载重船舶航行速度慢，作为水上运输大户有着运量最大运价最低。随 着陆地交通的提速，航速成了制约船老大的首要问题。尤其是载重船舶时速只 有15/20公里，横跨太平洋需要三十多个昼夜，军用船舶也要贰拾多个昼夜， 给急运物资和人员长途旅行带来困惑。有些急需物资人们为了抢时间不得改用 陆路和空中交通进行运输。
2 在现有船舶基础上增大装备动力实行提速会出现吨公里成本增加，加上国 际油价一路攀升给运输业带来成本增高利润下降，增加运费同样是货主又是不 能接受的问题，运输费用是货主的首选。
3 现有大吨位船舶吃水太深，吨公里成本居高不下。超级巨轮吃水深度达到 二十米，所对船头迎水横断面产生的水压也比吃水浅的船舶要大，水在同一深 度时对四周的压力是相等的，吃水越深压力也就越大，对航行时产生的阻力也 就越大，所需要的能量也就越大，吨公里成本也随之增高，对船体的结构强度 要求也就越高。对航道码头的水深要求太高，多数江河湖泊无法通行，浅水码 头无法靠岸，缩短了航程增加货物中转次数。延长了货物的到达时间，增加了 途中转运费用。
4 现有船舶航行动态排水量太大，运行水流结构不合理，动态排水量是决定 船舶航行能耗的重要指标，也是决定吨公里运价的重要指标。在现有船舶的体 形结构基础上和水流结构基础上不具备节能提速的条件，盲目增大装备动力和 提高推进器转速，只会失得其反导至吨公里成本增加。
5 现有船舶抗风浪能力差，加上现有船舶空载和满载时吃水深度不一，特别 是小型船舶，空载时阻风面太大，抗风浪能力更差，阻风面的大小同样直接影 响航速和能耗是一个不能忽视的因素，也是影响安全的重要因素。
6 现有船舶制造难度大，特别是建造超级巨轮，庞大的船体一个推进器的重 量就达几吨重，给铸造加工带来极大的困难，一个没有雄厚工业基础和经济实 力的国家是不可能建造超级巨轮的，建造巨轮比建造小船的技术要求和难度要 大得多。
事物观察；
1 动物观察，我们去观察鱼类凡是体形细长的鱼，比体形短而胖的鱼游动速 度快，凡是体形短而胖的鱼游泳的速度就慢。有的鱼能够快得象子弹一样让你 看不清，这里可以说明身体细长与身体肥胖与游泳速度有关。象蛇过河一样它 没有任何游泳器官，只要身体作S形摆动，就可以快速过河这也是身体细长的 优势，水面游动的鸭子受到惊吓它拼命扑打双翅，帮助身体减小兴波阻力快速 逃离现场。这是动物捕食和求生的一种本能。但这些自然现象同样可以帮助人 类在水上活动提供一些启示。
2 看龙舟赛是人与人的水上运动比赛项目，我们从另外一种角度去看各队的 龙舟却没什么不同，都是统一型号的龙舟，为什么人力划浆能够划出这样快的 速度，我们可以观察龙舟的体形结构有什么不同，都会说龙舟的体形细长，它 的迎水断面就小，龙舟产生的动态排水量就少，产生的兴波阻力就小，如果把 一队换成一只同等排量的渡船，它能取得第一名吗？因为两只体形不同的船产 生的动态排水量是不一样的，所以比赛结果也会不一样。
3 观察跳水运动员从高台跳下时，都要双手合一与身体形成一条直线垂直入 水，也就是最大限度上减小身体与水体的撞击面，延长消能时间保护身体免受 撞伤。
4.我们观察人和四足动物游泳，人的游泳速度要比猪狗牛等动物的速度要 快，这是因为体形要比这些动物的体形细长，游泳时产生的兴波阻力要小，在 现实生活中我们可以看到许许多多这样的事例，帮助我们找到启示为设计提供 思路。
5.我们观察河道有直有弯水流有急有缓，在河道拐弯流速快的地方，水流对 河岸的外弯冲刷和破坏力很大，而内弯却形成淤积。因为水流产生的水力，是 一种直线单向性的作用力，当河道拐弯要突然改变水流方向的时候，拐弯河段 的河岸就成了水力的受力部位，而直线河段受水力冲刷受损的现象就要小得多。 证明水流你要改变它的位置和方向时，它就会对你产生一种作用力，水上行船 同属一个道理船头就是改变水流方向，和推动水体位移的部位，水流的作用力 就会产生在船头迎水部位，而直身船体它就无须再去改变水体的位置，水体也 就不会再对直身船体产生阻力。
我们观察现有的快船摩托艇，快艇，水翼船，等这一类船舶它们的时速可以 达到30--60节，但这类船舶的装备动力都很大，其载重也很小，航行动作与现 有的低速载重船舶有着不同的区别，低速载重船舶航行时其船头迎水横断面和 船体的吃水深度基本不变，而快速船舶航行动作其船头迎水横断面和船体吃水 深度却发生很大的变化，它们依靠强大的动力和高速旋转的推进器产生的高速 动能水流推动船体高速前进，由于自重和载重小使船底产生滑板动作，使大部 分船体滑出水面航行，这样的航行动作可以减小动态排水量，缩小了动态排水 量与动能排水量的比例，为高速航行创造了条件。但它们是以牺牲能力为代价 换来的高速度，它们很少利用直身段与水体产生平行摩擦阻力最小的原理来承 担载重，所以它们的吨公里成本极高，它们也只能用于抢险旅游军事等特殊用 途，不能作为大运量的客货运输。
实验启示；
1 找一根管子或一根竹子长10米直径10厘米两头封堵，做一只同等体积的 小船，在管内和小船上放上同等重量的重物，在水面上同时实验，你用同样的 力去推小船和管子，你会发现管子跑得又快又远，小船跑得又慢又近，这是为 什么，管子体形细长迎水断面小产生的动态排水量小，兴波阻力就小。小船的 体形短而胖产生的动态排水量就大，兴波阻力也就越大。在水面上运行的距离′ 就不一样。
2 拿一把菜刀在水面上实验，你把刀插入水中刀口朝前划过去，你会觉得阻 力很小还可以以极快的速度划过去。如果你把刀口转90度用刀板划过去你会觉 得阻力很大，根本无法快速划过去，这是为什么，你只要计算一下两种方法各 自的迎水断面是多少，各自产生的动态排水量又是多少，你就会明白这个道理。 同样是一把刀变动一下迎水面，其所需要的力就大不相同。
3 拿一根绳子拴住一根木材在水面上纵向拖着走，你会觉得很轻松吗比背着 走不知要轻松多少，如果你把绳子拴住木材的两头横向拖着走，你会需要用很 大力气去拖它，这是为什么，这是纵向与横向运动各自产生的动态排水量大不 相同，所需要的牵引力也不相同的结果。
根据的观察与实验在水面运行的船舶，所需要的能量与流过船头迎水横断 面的水体有着密切关系，与流过直身船体的水体无关，因为直身段船体不产生 动态排水量，它无需改变水体的位置，水体只与直身船体的表面产生平行摩擦， 它的阻力很小但与表面的光洁度有关。
根据观察实验我们得知，船以水代路除了水体对船体产生浮力以外，在航行 时与水体的关系十分密切，你要多少水体为你让路你就要付出多大的代价。船 在航行时有三种排水量存在，第一种排水量叫静态排水量，它是由船体的自 重和载重产生的排水量，它是由船舶设计时设置的一种固定排水量，它是一种 不变量，也是一种不可能改变和必不可少的排水量。第二种排水量叫动态排水 量，是在航行时产生的排水量，它是由船头迎水横断面在单位时间内向船体 两侧排开的水量叫动态排水量，它由船头迎水横断面的大小和航速来决定的排 水量可以每秒立方米来计算。它是一种可变量。第三种排水量叫动能排水量， 它是由推进器工作时产生的一种做功排水量，这种排水量的大小和流速与船体 获得多大的推力和航行速度的快慢有着密切的关系。
根据上面的事例分析现有船舶存在三大误区；
第一大误区是体形结构误区，从现有船舶的体形机构来看，不论小船还是大 船它们的体形结构都是一种仿古研槽形船体，只对船头作了一些改进把船头做 成刀口形，做成鼻子形。它只能起到对动态排水量的导流作用，对动态排水量 的大小没有改变，它不能起到减小动态排水量的实质性作用。在现代造船业上 人们为了追求安全和大吨位，采用的是一种固定思维模式，忽略了加长船体可 以减小船头迎水横断面，减小迎水横断面就可以动态排水量和减小兴波阻力。 而是在古老体形上把船体的几何尺寸做得越来越大，单体船做到几十万吨级， 巨大的工件给铸造加工带来极大的困难。如果把一艘10万吨级大船，把它分解 为十份时份就是1万吨，有10艘万吨级的船舶就等于是一艘10万吨级的船舶， 把十艘万吨级的船舶首尾相接连成一串接头不留凹陷，在接头处不形成新的迎 水横断面，这样的船在体形就发生了很大的变化，由体形肥胖变为体形细长， 航行起来不就只有一个船头开路了，所发生的动态排水量就可以减少90％。同 时也大幅度减小了吃水深度，解决航道码头水深问题。这就是现有船舶的体形 机构误区。
第二大误区是静态排水量与动态排水量和动能排水量的比例和设置误区。船 是以水代路船与水有着密不可分的关系，现有船舶的静态排水量与动态机构比 例不利于节能，静态排水量是由设自重和载重产生的一种排水量，它可以用吨 或立方米计算，是一种不可改变的排水量，但它与船的体形无关，与船体的密 度有关。第二种排水量是动态排水量，是在船舶航行时产生的，它是由船头迎 水横断面乘以航速产生的一种排水量，它可以用每秒立方米计算。但它是一种 随体形变化而变化的一种排水量。却忽略可以通过体态变形来减小航行时产生 的动态排水量，第三种排水量是由动力来完成的一种排水量，也是船体前行获 得推力的来源，现有船舶都是把推进器设置在船尾，这样的设置不利如发挥推 进器的双功能作用，推进器在工作时就是一个敞开式的轴流泵，推进器工作时 就会有一个进水面和一个出水面，进水面产生负压出水面产生正压，而船体是 靠正压产生的反推力推动船体向前航行的，而船头迎水面产生正压兴波阻力， 而现有船舶的推进器是设置在船尾离开的负压区工作，吸取负压区的水体产生 正压，去克服船头产生的正压，却没有利于推进器的进水面去消化船头产生的 正压水体，没有起到推进器双功能作用。这就是现有船舶的水流结构误区。
第三个误区是忽略了减小动态排水量就可以节能，节省下来的能量就可以用 来提速，这样的提速方式不但不会增加吨公里成本，还可以减少吨公里成本。 例如；一艘长49.6米宽9.6米型深2.4米吃水深度1.8米自重160吨，载重500 吨的货船，它的静态排水量就是660吨，它的船头迎水横断面是13平方米，它 的航速是每秒4.16米/秒，它每秒产生的动态排水量就是54.16立方米，660比 54.16它们的比例关系是12.9：1。如果平均吃水深是1.4米，可以简单估算一 下它需要装备多大的动力，54.16*1.4*6＝454.9千瓦。根据了解现有载重船舶 的体形尺寸的比例基本相同长宽高之比是5.1：1：0.25。有部分军舰的体径和 体长之比达到1：8。所产生的静态排水量和动态排水量之比也基本相似，所装 备的动力也是按比例推算进行装备。如果把它的体形改变一下把体长做成长250 米体径做2.5米，迎水断面是2.6平方米，载重同样是500吨，航速同样是4.16 米/秒，它所产生的动态排水量就是10.8立方米，通过变化之后其静态排水量 和动态排水量的比例关系是61：1。所装备的动力也就只要91千瓦，加直身段 阻力10千瓦，需要装备动力101千瓦。这样就可以节省353.9千瓦。节约下来 的能量足以实现三倍提速，吨公里成本下降70％，航速提高到60公里/时以上。 根据上面的简单计算可以看出两只不同体型的船舶其载重相同，所产生的动态 排水量就大不相同，所需要的能量也就完全不相同。而现有载重船舶的航行动 作主要忽视了船与水的关系，没有找到船与水的最佳配合方式。忽略了加长直 身船体能增加载重不增加动态排水量，流过直身船体的水体与船体产生平行摩 擦阻力最小的原理。

本发明是为了克服现有载重船舶航速低，提速后吨公里成本升高的问，船体 吃水太深，建造巨轮难度大的问题而进行全新探索研究的一个新型船种。节能 高速列船是一种以多个船体排列成队的一种超长体形的船舶，就象行使在水上 的列车。
本发明对高速列船的节能提速方案是，根据上面的观察实验事例启示船舶的 兴波阻力，是由船舶航行时产生的动态排水量行成的，动态排水量的大小又是 由船头迎水横断面产生的，能量的消耗又是由动态排水量的大小和迎水横断面 的水压来决定的。根据航行时产生三种排水量的关系，对现有船舶的体形航行 动作和水流原理进行剖析。只有减小船头迎水断面积才能减小动态排水量，减 小了动态排水量才能减小能量消耗，节省下来的能力就可以用来提速，在不增 加能量消耗的前提下实行提速，吨公里成本才可以下降。这样才可能实现节能 减排，降低生产成本提高生产效率提高运输的经济效益。加快货流转速度。
本发明为了减少航行时产生的动态排水量进行船体变形设计；因为水的阻力 是空气的800倍，不减小船头迎水断面积就无从谈起减少动态排水量，更无从 谈起节能提速。通过上面的观察实验和对比在水面行使的船舶和物体其产生的 动态排水量，和多少与该物体的迎水断面有关，迎水断面的大小与该物体的体 形有关，与该物体的容积无关。所以本高速列船的体形与现有船舶的体形完全 两样，现有船舶的船体是一种辗槽形船体，本高速列船是一种超长圆柱体形的 船体，利用其直身段流过水体产生平行摩擦阻力最小无动态排水量产生的原理， 加长船身减小船头迎水横断面，来实现载货能力。客船和货船的舱体是采用多 个圆柱型密封舱体串连成一个超长的园柱舱体，每个舱体首尾相接，接头采用 活动弹性密封接头连接，接头处无凹陷，客舱接头中央设置行人通道，不行成 节头迎水横断面，第一节为船头牵引舱，第二节到船尾为客货运输舱体。对运 输液体货物，除船头牵引舱以外，载货舱体采用弹性管道舱体结构，中间不设 接头，管道舱体内设置分隔板和防浪隔板和留空管，进出料口和出料设备。防 止船体内冲浪和整个舱体下沉。客舱体在圆形舱体水位线上半圆的两侧设置圆 形密封采光窗，和进出密封门，舱体内设置座位卧铺，大船体采用分层设置。 固体货物运输舱，它是由下半圆载货舱体和上半圆舱盖组成，开盖时为货物进 出舱，关闭舱盖为航行状态，舱盖与下舱采用锣拴密封锁紧连成整体，增强舱 体强度防止海水进舱。这样的船体与现有船体对比有着很大的区别，现有船舶 的体径和体长之比是1：5--1：7之间。而高速列船的体径和体长之比是1：100 以上。
本发明根据水面航行的物体所产生的兴波阻力与该物体的迎水断面有关，与 该物体的直身段无关的原理。大幅减小船体直径，大幅增长船体的长度。这样 体形结构的船体许多根本性的问题就可以得到有效的解决，第一大幅减小了船 头的迎水断面积和航行时产生的动态排水量提高航速缩短两地途中运输时间。 减少旅客途中时间与困惑，第三大幅减小了船体的吃水深度和对航道码头的水 深要求，高速列船的吃水深度只有现在同吨位的单体船吃水深度的三份之一延 长了通航距离，减少陆地货物中转次数，解决了大型船舶进入内陆江河受跨河 建筑的限制问题，加快货物流转速度，减少货物运输成本。
本发明为了解决现有船舶空载和满载时吃水深度不一的问题，采用圆柱密封 形舱体结构，大幅减小水面上部的船体高度，船头牵引舱密度保持不变，只有 后部的载重舱体空载和满载时吃水深度会发生变化，在牵引船头的质量基本保 持不变情况下使推进器保持在同一深度时工作，减小船体的阻风面提高海上航 行的抗风浪能力，同时也减小了风力影响航速的问题，由于全船采用密封设计， 任凭海浪扑打船顶船体密度不变，不会发生海水罐舱船体沉没，同时也减少了 高速航行时产生的风力阻力。第五有效解决了现有船舶的背负式荷载问题，由 现有船舶的背负式荷载转为拖挂式荷载，解决了现有船舶空载和满载时吃水深 度不一的问题。
本发明为了解决推进器产生的动能水流利用不合理的问题，本高速列船的推 进器是设置在船头的迎水断面的前面，利用推进器的吸水功能去消化产生兴波 阻力的水体，充分满足推进器进水充足，减小船头的迎水压力，使发动机产生 的能量利用更高更为合理。充分发挥推进器双功能的作用。解决了现有船舶把 推进器设置在尾部，有产生进水不足水流气蚀现象，和推进器功能利用不完全 的问题。
本发明为了增强高速列船的抗风浪能力在船头牵引舱的底设置升降式深水 舵。在波涛汹涌的海面上它只是海水表面在抽动，水面下部水体却非常稳定， 深水舵插到稳定水层控制水面船体左右摇摆滚动，它又叫船腹舵，增强列船的 航行平稳性，在风平浪静时和在浅水航道航行时收回深水舵，以免发生碰撞搁 浅。这是高速列船特有的稳定平衡装置。在抗风浪能力上它比现有的单体船要 强的多，由于其体径小阻风面小各舱体的牵连作用。这
本发明为了增强海上抗风险能力和抗打击能力，在每节舱体的水位线两侧 设置安全气囊装置，在舱体内部设置储气罐和冲气机，当列船遇险时船体进水 有发生沉没危险时，迅速打开冲气阀门使安全气囊冲气鼓起，增大船体浮力防 止发生沉没的危险，为抢修营救赢得时间。同时备置个种个人安全救生设备。
本发明对高速列船的航行动作设计，该船的船头是一种子箭头形的船头，象 列车一样牵引航行，迎水断面小推进器的牵引力强速度快，船头在水平翼的作 用下具有穿进浪头和穿出浪头的能力后面舱体同样一起跟进行成一种穿浪搭桥 航行动作。在船头强劲的牵引下船身以做直线航行为主，也可以作弧线航行和 作S形扭动船身航行，在波涛汹涌的海面上航行船身约隐约现，有神龙见首不 见尾的现象，就象一条巨龙在水面上乘风破浪航行。该船的航行速度可与现在 的摩托艇媲美。
本发明对高速列船的动力配置，高速列船是一种体径小体形超长的船舶，其 航行动力装置全部设置在船头牵引舱内在船头舱舱底，向船头方向并列伸出两 根推进器转轴，轴上串联两个推进器，轴的前端设有水平翼支承架，防止转轴 晃动，这样的设置叫双路并联双桨串联推进法。推进器吸取船头迎水面的水体， 前面第一个推进器叫牵引推进器，第二个推进器叫推进器，第一推进器压缩的 高速水流它受到静态水体阻止流速变缓，再经过助力推进器的再次压缩出船头 横断面，经过推进器的高速推动变成高速动能水流向船体两侧排放，这样的推 进方法能量转换率高。在船头舱内设置轮机舱，舱内设置两组四台高速高效柴 油发动机，每组两台发动机驱动一台自动变速器。变速器驱动推进器主轴。推 进器的转速，直接经过油门控制发动机的转速来调节航速，在船头舱内设置油 料舱工具室和船员生活舱。船头的前进方向由设置在船头水下的门式导向舵， 以左右摆动切割水流进行船头的导向，同时以调节左右发动机的转速来改变船 头的前进方向。在高速列船的尾部同时设置刹车推进器，因为高速列船船头发 动机停止工作后还可以滑行很长一段距离，使用船头刹车会使船身扭曲变形， 所以不能实行船头刹车。该船在船尾舱设置有刹车推进器，实到拖刹车法，到 拖螺旋桨有顺转和反转两项功能，反转时是刹车功能，顺转时是调头和辅助推 进功能，船尾刹车推进器为升降式，在长途航行不用时将其升置水面，以减小 航行阻力，船尾推进刹车系统由船头视频和船尾视频，由船头直接操作控制， 和船尾专人通过视频对话直接操控。
本发明对高速列船的和通信塔的设置，本高速列船从船头到船尾都是封闭型 船体，第一节的后部设置驾驶室，为防止海浪冲击驾驶室，驾驶室是一种高脚 形驾驶室，轮机舱内的发动机进排气管道接到驾驶室后面排放，和各种连接管 线接到驾驶室内安装各种操作控制仪表开关，安装各种通信导航夜视照明温度 控制系统。驾驶室后面是通讯照明综合功能塔，是船体上部最高的构造物安装 各种接收发射天线和悬挂国旗。本塔是一个综合功能塔，它采用机械方式进行 升降动作。在海上航行时可以将塔升起，进入内陆江河时可以把塔放下来降低 桅杆高度通过。了大吨位的船舶不能进入内陆江河的问题。
本发明为了拓展高速列船的其他功能和作用，大型高速列船的船顶中央从船 头到船尾，设置供行人和车辆通过的甲板，船头牵引的驾驶室设置为龙门架式 高脚形驾驶室，行人和车辆从驾驶室下面通过，船头和船尾设置伸缩式跳板， 锚固设备，在河的两岸分别锚固船头和船尾，放下跳板就可以代替浮桥作用， 和作为水上施工抗洪抢险平台。
本发明对高速列船的附属装备，该船是一种高速超长船舶，为预防在恶劣天 气和夜晚航行与其它船只发生碰撞和触礁，保证船舶安全航行。船头设置红外 线夜视仪，探照灯，望远镜，全球卫星定位系统，声纳探测系统，从船头到船 尾每节舱体顶部安装红色警示灯，卫星通信系统。
本发明对建造大型船舶所对技术设备的要求大幅减小，因为高速列船的单节 体积只有现在单体船体积的十份之一，大幅减小对大型加工设备的依赖，现在 有建造万吨级船舶的技术和设备就可1以建造十万吨级的高速列船。
本发明有效果的是，解决了现有大吨位载重船舶航速慢的问题。解决了现有 船舶运输成本过高的问题，解决了低品位低价位物资运输无意义的问题，拓展 物资运输空间。解决了现有船舶提速导致吨公里成本升高的问题。解决了现有 大吨位船舶吃水太深，浅水码头航道不能通行的问题。解决了高大船体不能通 过跨河建筑的问题，延长了通航距离，减少了物资转运次数。解决了建造巨轮 所需大型加工设备和技术难题的问题。解决了运输物资人员途中长时积压和困 惑的问题。解决了航运燃油消耗大的问题。解决了废气排放过多的问题。增强 了海上遇险的自救能力。
附图说明
下面结合附图和实施例，对本发明初步说明。
附图为节能高速列船的外形结构图。

根据附图实施作初步说明。1为船头牵引舱箭头形船头，2为门式导向舵，3 为推进器轴水平翼支承架，4为螺旋桨推进器，5为轮机舱客货舱船尾刹车舱， 6为船体两侧安全气囊，7为进出密封舱门，8为圆形密封采光窗，9为升降式 深水舵，10位弹性活动舱体接头，11为驾驶室高脚，12为驾驶室，13为升降 式综合通信塔，14为液压升降器。