張　輝

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的哥發(fā)明家的猜想二《淺論船舶的設(shè)計缺陷》

張輝

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在地球的引力范圍內(nèi)，一些物質(zhì)也會隨溫度的變化而“運動”。當物質(zhì)受熱即會澎漲，而冷卻時則會收縮。物質(zhì)的“運動”速度和范圍，與其密度相關(guān)。遇稀則“運動”快，范圍廣。遇密則“運動”慢，“運動”范圍也越小。在自然生態(tài)中，空氣最為稀薄，它的物理變化也最為明顯。其次就是水，空氣和水的物理特性相近，它們的溫度感覺靈敏，受熱快，冷卻也容易。在加熱和冷卻中都會生成“大范圍”運動。在人類生活的環(huán)境中，由于太陽和地心熱源的存在，它們會對空氣和水持續(xù)的加熱。由于引力的作用，物質(zhì)遇熱澎漲時，比重輕，便向上移動形成熱流。而太陽照射地表位置的不斷變化，使加熱氣體開始冷卻收縮，比重增加，下行而形成寒流。由于流體的互補和連續(xù)性，使氣體形成了規(guī)則的定向移動。也由于地球表面高低不平，太陽的幅射會產(chǎn)生氣壓梯度，致使空氣移動，再由于地球自轉(zhuǎn)會產(chǎn)生偏向流，加之地面的阻隔作用，從而使氣體形成橫向移動。雖然水的密度大于空氣，但因加熱產(chǎn)生的密度流，因風產(chǎn)生的吹風流，因海面傾斜產(chǎn)生的傾斜流，以及月球引力的潮汐流和流體的補償流等，共同作用影響了水的移動。使海洋相對活躍，尤如空氣，暖流寒流構(gòu)建了全方位的海水流動。

綜上所述，地球上“風”和“水流”的產(chǎn)生，其根本根源來自于“宇宙”?？諝夂退苿由傻牧?，是由宇宙中的熱能轉(zhuǎn)換而獲得的?？梢哉f∶是“上帝”（宇宙）造就了氣流，也是“上帝”（宇宙）造就了水的流動。這看似偶然，實則必然。宇宙間每個物質(zhì)的產(chǎn)生，每種行為的發(fā)生，實際上都是“上帝”（宇宙）精心設(shè)計的。無論是在浩瀚而博大的宇宙中，還是具體的星球里，物物、事事環(huán)環(huán)相扣，都有著某種聯(lián)帶關(guān)系。是一個循環(huán)成就著另一個循環(huán)。事物無論如何發(fā)展，最終總會達成平衡。凡存在的，都有著因果關(guān)系，你的存在、你的服務(wù)，就是他人的需要，都是一種延續(xù)，也正所謂是∶一物降一物。而整個宇宙，就是一個超級生態(tài)平衡圈。

即然“上帝”（宇宙）給了我們風（氣流）和水流，那一定是有作為的。

我們?nèi)祟惖拇竽X雖錯終復(fù)雜，但還遠不及“上帝”（宇宙）靈魂的深奧。我們對自然的理解、對現(xiàn)象的認識，都有著許多的欠缺。還需要大量的探索以及獲得更多的宇宙靈感。宇宙中存在的，都是連續(xù)的。就氣流和水流而言，這就是“上帝”（宇宙）安排在地球上的循環(huán)載體，我們了解了多少？又如何運用的呢？氣流在空氣中可以載云、搬水，可以播撒、擴散生命。風能還能被人類進一步提煉、、、、、。水流在水中也有風的行為能力。在空中和水中，應(yīng)怎樣綠色的合理借用“風力”和“水力”？因為時間是繁衍、循環(huán)、進化堆積起來的，是后浪推動的前浪，為后面進化的生靈更勝一籌，“上帝”（宇宙）也都造就了生命活體即∶天上的鳥和水中的魚它們作為標體樣本，使后來者學(xué)有所鑒，并實現(xiàn)超越。

隨著自然界的發(fā)展和變化，我們?nèi)祟惒粌H可以站立行走、使用工具，還可以突破地球引力，登陸其它星球。這其間，也是經(jīng)歷了很長的進化發(fā)展過程。我們雖然可以創(chuàng)造生活，但也必須要遵循“順其自然”。這是宇宙間平衡的存在原則。但人類的弱點是私欲和貪心。容易急功近利。

自從發(fā)現(xiàn)了能源可以作替代品后，大家就更加瘋狂。一味的追求速度快、更快，一味的追求載重大、更大，己至過度的砍伐、過度的采礦、過度的鉆油俞演俞烈，只用了短短百十年時間，就已經(jīng)消耗了半個地球幾億年來的能源儲備。如世界自然基金會（WWF）的報告所稱∶人類目前正在以空前的速度消耗著大自然的資源，到2050年，人類即使有兩個地球的自然資源也可能不夠花。對能源的一味依賴，以及消費的泛濫，不僅抑制了可持性發(fā)展，而且耗能所排放的廢棄物嚴重污染了環(huán)境。WWF的“生命地球指數(shù)”顯示，人類的行為，己使地球上從魚類到哺乳類的脊椎物種種群銳減了三分之一。環(huán)境的破壞，生物鏈的失調(diào)，都為日后即將承受的災(zāi)難和痛苦埋下了伏筆。就象兒時的我們做了錯亊，會承受父母的體罰，人類所犯下的錯誤，終會遭到“上帝”（宇宙）的懲罰。

痛定思痛，如今，我們雖然己經(jīng)有了能源替代品的“門牌號”一E=MCC，但我們還沒有拿到“鑰匙”，也只能另辟途徑，回到產(chǎn)品的設(shè)計起點，“關(guān)機，重新啟動”。比如，在應(yīng)用氣流和水流移動我們的生活時，也應(yīng)該在活體的鳥和魚身上獲取靈感。細致地研究它們的構(gòu)造組合，特別是它們與氣流和水流的機緣巧合，它們都沒有機械作功，而是運用生態(tài)的自然力量，悠哉駕馭著氣體和液體。地球上，鳥和魚己經(jīng)生活了上億年，它們飛南飛北，游東游西卻從來沒有吸取地球“血液”，也從來沒有任何的污染，因此，才保證了后來人類的繁衍生長。

那么，我們?nèi)祟愒诋a(chǎn)品的設(shè)計制造上，是否具有靈性？是否能與生態(tài)、環(huán)境保持“互動”？。都有待我們更多的思考與探索。在運載工具上，我們特別注重速度和承載力，原生態(tài)運動的完整性和持續(xù)性就有不足。前面說到，“上帝”（宇宙）即然己設(shè)計了氣流和水流，那一定是為下一環(huán)節(jié)而服務(wù)的，生命體和非生命體都可以運用它來作移動的。人類在實現(xiàn)了工業(yè)革命后，也不能以沒有靈性的機械運動，完全替代生物運動。我們在設(shè)計運動產(chǎn)品時，完全可以在飛行體和浮游生物上獲得靈感。鳥在空中的飛行，不是一直在作機械功，絕大多數(shù)的行程，是依靠了氣流實現(xiàn)滑動的。并沒有消耗自己的能量。而我們的飛機，基本上全程都在作功，時時刻刻在燃燒著攜帶的油料。如果換作是鳥，早就累死而掉下來了。在物理特性類同的水中，魚的移動也類于此。本文就魚的結(jié)構(gòu)涉及船（艇）的設(shè)計缺陷。簡單而論，從空中的鳥到水中的魚，它們不僅有一定速度、一定的承載力，而且還可以非常靈活的作大規(guī)模團隊的滾動移動。讓人看的眼花潦亂。但我們卻從未感覺到它們設(shè)定了區(qū)域或“空中管制”，也從未看到它們發(fā)生了“刮碰”和“追尾”。這不能簡單的歸結(jié)大腦的中樞系統(tǒng)，從結(jié)構(gòu)上，也能看出端倪。

人類從遠古時期的一葉小舟，到三千年前的造木船，再到現(xiàn)在的水上水下、高速度、大噸位超級大船的全方位發(fā)展，凝聚了一代又一代人的聰明才智。由于地球表面70%被水覆蓋，走水路，也成為了越來越多人的選擇。特別是，還可以以水為掩體，實現(xiàn)軍事目的。如此而為，為不同需要，人們便大量制造船舶（艇），有深度，有寬度駛向了各個角落。船舶也因此而越來越密集，不僅耗用了更多能源，污染了更多水域，而且常有碰撞事故，直接導(dǎo)致了生命和財產(chǎn)的損失。人類造船，不僅沒有象魚那樣“零排放”，也沒有象魚那樣的自由靈活，這源于目前我們?nèi)祟惖玫竭€沒有“上帝”（宇宙）賦予的靈性。證明了人類在船舶（艇）設(shè)計制造上還存在一定的缺陷。

除了造船的材料還不具備生物特性外，在結(jié)構(gòu)上，就存在了差異。如圖∶

在圖中，我們明顯的看到，魚有鰭，船（艇）沒有鰭。魚類在水中生存己超過億年，無論是其為何種形態(tài)，卻都有鰭。從進化的角度，就完全地肯定了魚鰭存在的必要性。經(jīng)研究，魚鰭是魚類生存移動不可缺少的重要器官。我們知道，魚鰭的直接作用是∶平衡穩(wěn)定、調(diào)整方向、剎車減速。而這恰是魚在水中能游紉有余，且又動作靈活、躲閃快的必要條件。也是因為有了魚鰭，魚才沒有發(fā)生“交通事故”。而人類，從老祖宗開始，在船舶（艇）的設(shè)計制造上，一直致立于怎樣克服阻力、增加動能而提高船（艇）速，怎樣擴大體積、增加運能而多載貨。當船（艇）密集時，當船（艇）動能足、速度快產(chǎn)生巨大貫性，難以控制時，極易發(fā)生“交通事故”。我們的解決辦法，是用位置確定雙方、采用“導(dǎo)航”，當無法預(yù)知或一方未知時，“泰坦尼克號”就會撞冰山，“杜納巴茲號”就會撞船，“歲月號”就會失穩(wěn)……。觸目驚心。一樁樁、一件件事故的發(fā)生，都表明了船舶的掌控能力不足，穩(wěn)定性不好，靈活性差。無可奈何而為之的根源，就是設(shè)計家的指導(dǎo)思想忽略了安全因素，忽略了汲取生物運動的靈性，致船舶的結(jié)構(gòu)設(shè)計不完善、存在著設(shè)計上的缺陷。

為能彌補船舶（艇）的設(shè)計不足，提升船舶（艇）的穩(wěn)定性，并能靈活的掌控船（艇），特別是順應(yīng)宇宙規(guī)律，在生活中正確合理的利用自然資源，本人設(shè)計發(fā)明了“水帆”（中國專利號∶ZL201520471474.4）。希望能對日后造船（艇）的健康發(fā)展，起到拋磚引玉的作用。

水帆的設(shè)計（圖1，圖2）。

水帆包括轉(zhuǎn)動支撐在船體1上的底盤2，底盤2的外圓周設(shè)有齒圈，與齒圈相嚙合的設(shè)置有轉(zhuǎn)動驅(qū)動齒3，轉(zhuǎn)動驅(qū)動齒3位于固定設(shè)置在船體1內(nèi)的轉(zhuǎn)動電機4的工作端上，與底盤2相鉸接的設(shè)置有與底盤2的橫斷面相配的帆體5，在帆體5的幾何中心處還設(shè)置有通孔6，在通孔6內(nèi)設(shè)置有單向閥，與帆體5相配的還設(shè)置有翻轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置。

所述的翻轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置為兩個對稱設(shè)置的伸縮缸7，伸縮缸7的底端與底盤2鉸接，伸縮缸7的工作端與帆體5的內(nèi)側(cè)相鉸接。

所述的翻轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置包括位于船體1內(nèi)的翻轉(zhuǎn)電機，翻轉(zhuǎn)電機的工作端上設(shè)置有翻轉(zhuǎn)驅(qū)動齒8，與翻轉(zhuǎn)驅(qū)動齒8相嚙合的翻轉(zhuǎn)被動齒9位于帆體5的底部，在帆體5和底盤2之間還設(shè)置有拉拽索10，在拉拽索10與底盤2的連接處還設(shè)置有通過扭簧控制的收索軸11。

本種結(jié)構(gòu)形式的水帆，其結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計巧妙，布局合理，它創(chuàng)造性地首次設(shè)計出利用海洋或湖泊中水流作為驅(qū)動源的結(jié)構(gòu)，將自然界中不利于船舶航行的因素轉(zhuǎn)化為有助于航行的因素；安裝了本種水帆的船舶或潛艇，能夠充分利用水流作為動力，輔助傳統(tǒng)動力驅(qū)動船體航行，還可以完全依靠水流作為動力；它的出現(xiàn)，讓利用水流驅(qū)動船舶航行成為可能，有效地利用了自然界中綠色無污染的自然能源。同時它的制作工藝簡單，制造成本低廉，因此可以說它具備了多種優(yōu)點，特別適合于在本領(lǐng)域中推廣應(yīng)用，其市場前景十分廣闊。

圖1為本實用新型實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式：

如圖1、圖2所示：它包括轉(zhuǎn)動支撐在船體1上的底盤2，在底盤2的外圓周處設(shè)置有齒圈，與這個齒圈相嚙合的設(shè)置有轉(zhuǎn)動驅(qū)動齒3，而這個轉(zhuǎn)動驅(qū)動齒3位于轉(zhuǎn)動電機4的工作端上，所述轉(zhuǎn)動電機固定設(shè)置在船體1內(nèi)；與底盤2相鉸接的設(shè)置有帆體5，并且帆體5的形狀與底盤2的橫斷面相吻合，在帆體5的幾何中心處開設(shè)有通孔6，在這個通孔6內(nèi)設(shè)置有單向閥，與帆體5還相配的設(shè)置有翻轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，它能夠驅(qū)動帆體5相對于底盤2做翻轉(zhuǎn)動作；

所述的翻轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置有兩種形式，第一種形式的翻轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置為兩個對稱設(shè)置的伸縮缸7，伸縮缸7的底端與底盤2相鉸接，而伸縮缸7的工作端則與帆體5的內(nèi)側(cè)相鉸接；

第二種形式的翻轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置包括位于船體1內(nèi)的翻轉(zhuǎn)電機，這個翻轉(zhuǎn)電機的工作端上設(shè)置有翻轉(zhuǎn)驅(qū)動齒8，與翻轉(zhuǎn)驅(qū)動齒8向嚙合的設(shè)置有翻轉(zhuǎn)被動齒9，翻轉(zhuǎn)被動齒9則位于帆體5的底部，這樣當翻轉(zhuǎn)驅(qū)動齒8轉(zhuǎn)動時，就能夠通過翻轉(zhuǎn)被動齒9帶動帆體5轉(zhuǎn)動，在帆體5和底盤2之間還設(shè)置有拉拽索11，在拉拽索11與底盤2的連接處設(shè)置有收索軸12，這個收索軸12通過扭簧控制。

上述實施例的水帆的工作過程如下：將本裝置設(shè)置在船體底部的吃水線以下，或者設(shè)置在潛水艇的艇身外圍，具體設(shè)置的數(shù)量、位置等參數(shù)可由使用者根據(jù)需要進行選擇和設(shè)計；在不需要本裝置工作時，帆體5并攏在底盤2上，船舶或潛艇可通過其他的驅(qū)動方式航行；需要利用水流提供動力航行時，通過翻轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置控制帆體5翻轉(zhuǎn)一定角度，讓水流沖擊在帆體5上，產(chǎn)生的推力便能夠驅(qū)動船舶航行，通過轉(zhuǎn)動電機4來改變底盤2的旋轉(zhuǎn)角度，也就改變了帆體5在船體1上的角度，來更好的迎合水流，以獲得更大的推動力；在水流沖擊到帆體5上時，一部分水流會通過帆體5中心處的通孔6排出，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠保證帆體5受力均勻和船體1的順利行進；而在通孔6處設(shè)置的單向閥的作用下，當帆體5處于閉合狀態(tài)時，外界的水體無法通過通孔6進入本裝置的內(nèi)腔中，能夠防止在船舶航行過程中因通孔6處的水流對船體造成的阻力的產(chǎn)生。

在實施例一中，需要帆體5打開時，兩個伸縮缸7同步伸出，帶動帆體5轉(zhuǎn)動至一定角度后停止，通過帆體5承受水流產(chǎn)生的推力驅(qū)動船舶航行；需要回收帆體5時，伸縮缸7同步回收，帶動帆體5重新并攏在底盤2上，不會為船舶的航行提供阻力。

在實施例二中，需要帆體5打開時，翻轉(zhuǎn)電機工作，通過翻轉(zhuǎn)驅(qū)動齒8帶動翻轉(zhuǎn)被動齒9轉(zhuǎn)動，進而帶動帆體5轉(zhuǎn)動至一定角度后停止，在帆體5轉(zhuǎn)動的過程中，纏繞在收索軸12上的拉拽索11被拉伸，拉拽索11能夠始終為帆體5提供一個拉緊力，防止其在水流的作用下過度翻轉(zhuǎn)；需要回收帆體5時，翻轉(zhuǎn)電機帶動翻轉(zhuǎn)驅(qū)動齒8反向轉(zhuǎn)動，進而帶動帆體5并攏在底盤2上，不會為船舶的航行提供阻力；在帆體5回收的過程中，在扭簧的作用下，收索軸12會讓拉拽索11重新纏繞在其上。

本種結(jié)構(gòu)設(shè)計的水帆，實則是類魚鰭結(jié)構(gòu)，可謂“船鰭”。除了上述表明的可以借助不同方向水的流動能量來驅(qū)動船舶（艇）有方向的移動外，它還具有魚鰭的其它功能，驅(qū)動電機4，將底盤2轉(zhuǎn)動到同船（艇）水平相同的位置，打開帆體5，則起到穩(wěn)定船（艇）的平衡鰭作用，以此類推，再度換角度，則可起到“剎車制動”效果。打開一側(cè)，關(guān)閉另一側(cè)，則可起到輔助轉(zhuǎn)向的作用。水帆的應(yīng)用，使船舶（艇）的無內(nèi)燃力航行（零排放），安全掌控航行（靈活性）成為了現(xiàn)實。

我們?nèi)祟惖拇竽X，雖自認很聰明，但絕非達到了“上帝”（宇宙）靈魂。自然界中，還有許多的未知和不解。需要我們不斷的探索和發(fā)現(xiàn)?！吧系邸保ㄓ钪妫┰烊?，也絕不會是讓人類來破壞地球環(huán)境、消耗地球資源、破壞生物鏈的。一定會有“金鑰匙”能開啟生態(tài)循環(huán)的綠色之門。我們要用更多的靈感，科學(xué)利用自然資源，就一定會實現(xiàn)理想的生活。因此，我們思變，也應(yīng)遵守生物法責，在生態(tài)環(huán)境里健康∶快樂、持續(xù)性的和諧共處。

張輝（1958-），男，遼寧大連人，大專，研究方向：自然科學(xué)。