弓箭型水線的低阻穿浪船艏的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于船舶與海洋工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及弓箭型水線的低阻穿浪船艏。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著NOx/SOx排放新標(biāo)準(zhǔn)、新船能效設(shè)計(jì)指數(shù)EEDI等一系列新規(guī)范、新標(biāo)準(zhǔn)的相繼出臺，綠色、低能耗的環(huán)保型船舶越來越受到造船界的廣泛關(guān)注。其中例如穿梭游輪、PSV等中低速傅氏數(shù)F10.25、寬體型方形系數(shù)C b彡0.7船，常常由于其本身的工程特性，需要具有相當(dāng)?shù)募装逵行娣e和較大的艙容。因此，此類船一般為平行中體較長，入流段、去流段均很短的淺吃水肥大型船舶。較大的方形系數(shù)和過短的入流段導(dǎo)致此類船舶航行時(shí)阻力偏高，快速性能較差；較一般的瘦削型船舶相比，需要更大的動力定位能力。同時(shí)此類船舶在冰區(qū)航行時(shí)，受限于冰級規(guī)范要求需要安裝相當(dāng)大推進(jìn)功率的主機(jī)以滿足冰區(qū)最小推進(jìn)功率的要求，這也將造成極大的建造成本增加，給船廠、船東均帶來很大的困擾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提出采用弓箭型水線的低阻穿浪船艏，在有效的滿足中低速船舶對甲板有效面積和艙容要求的同時(shí)，可大幅減小船舶航行時(shí)受到的興波阻力，提高船舶的快速性并改善了砰擊性能。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:弓箭型水線的低阻穿浪船艏，包括船體中前部，船體中前部由平行中體和船艏構(gòu)成，船艏由甲板線、結(jié)構(gòu)水線、設(shè)計(jì)水線、壓載水線、平底線和艏柱組成，結(jié)構(gòu)水線、設(shè)計(jì)水線和壓載水線形狀為弓箭型，船艏的下部安裝有艏側(cè)推。結(jié)構(gòu)水線、設(shè)計(jì)水線和壓載水線具有明顯的反曲過渡，水線前端的瘦削段經(jīng)反曲過渡后寬度迅速增加，直至平邊線與水線交點(diǎn)處達(dá)到船舶半寬。設(shè)計(jì)水線最前端瘦削部分的長度占整個(gè)船艏長度的4°/『15%。船艏為直艏并與平行中體相連，設(shè)計(jì)水線半入水角取15° -45°。設(shè)計(jì)水線距船體中心線寬度為B/4的位置，對于有冰級要求的船舶，設(shè)計(jì)水線與船體B/4寬度縱剖線的交點(diǎn)處的入水角為20° -40°。艏側(cè)推管隧寬度不大于艏側(cè)推直徑的3倍。本發(fā)明可起到抑制肩波的生成，縮短入流段的作用，但出于船舶快速性能的考慮，船體入流段長度不小于船體總長度的15%。本發(fā)明適用于1A，IAS, IB, 1C等冰級法規(guī)。
[0005]本發(fā)明有益效果:采用弓箭型水線的低阻穿浪船艏，有效的滿足了中低速船舶對甲板有效面積和艙容要求的同時(shí)，大幅減小了船舶航行時(shí)受到的興波阻力，提高了船舶的快速性并改善了砰擊性能。同時(shí)易于一個(gè)或多個(gè)艏側(cè)推的安裝，減少因管隧長度過長帶來的推力折減。本專利/發(fā)明還可有效地應(yīng)用于冰區(qū)航行船舶，可有效地減小冰級規(guī)范對最小推進(jìn)功率的要求，提高船舶的經(jīng)濟(jì)性能。
【附圖說明】
[0006]圖1是本發(fā)明的弓箭型設(shè)計(jì)水線示意圖。
[0007]圖2是本發(fā)明的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖3是本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖4是本發(fā)明的型線示意圖。
[0010]圖中:1、船體中前部，2、平行中體，3、船艏，4、甲板線，5、弓箭型結(jié)構(gòu)水線，6、弓箭型設(shè)計(jì)水線，7、弓箭型壓載水線，8、平底線，9、艏柱，10、平邊線，11、艏側(cè)推。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖1、圖2和圖3對本發(fā)明做進(jìn)一步說明:
本發(fā)明的弓箭型水線的低阻穿浪船艏，包括船體中前部1，船體中前部1由平行中體2和船艏3構(gòu)成，船艏3由甲板線4、結(jié)構(gòu)水線5、設(shè)計(jì)水線6、壓載水線7、平底線8和艏柱9組成，結(jié)構(gòu)水線5、設(shè)計(jì)水線6和壓載水線7形狀為弓箭型，船艏3的下部可很據(jù)實(shí)際需要安裝若干個(gè)艏側(cè)推11。結(jié)構(gòu)水線5、設(shè)計(jì)水線6和壓載水線7具有明顯的反曲過渡，水線前端的瘦削段經(jīng)反曲過渡后寬度迅速增加，直至平邊線10與水線交點(diǎn)處達(dá)到船舶半寬。設(shè)計(jì)水線6最前端瘦削部分的長度占整個(gè)船艏長度的4% ~ 15%。船艏3為直艏并與平行中體2相連，設(shè)計(jì)水線6半入水角取15° ~ 45°。c點(diǎn)是設(shè)計(jì)水線6與船體B/4寬度縱剖線的交點(diǎn)，對于有冰級要求的船舶，該點(diǎn)處的入水角為20° ~ 40°。艏側(cè)推11管隧寬度不大于艏側(cè)推11直徑的3倍。本發(fā)明可起到抑制肩波的生成，縮短入流段的作用，但出于船舶快速性能的考慮，船體入流段長度不小于船體總長度的15%。本發(fā)明適用于1A，IAS, IB, 1C等冰級法規(guī)。
[0012]圖1是本發(fā)明弓箭型水線的示意圖，弓箭型水線是由a，b，c，d，e五個(gè)點(diǎn)采用Mult1-Segmented Smooth法生成的光順B樣條曲線，a點(diǎn)是水線面的最前端，a點(diǎn)處的水線半入水角取15° -45°，具體大小因航速和船型而異；b點(diǎn)的位置由艏側(cè)推的安裝位置及艏部的瘦削程度決定，通常ab段的縱向長度占ae段總的縱向長度的6% ~ 15% ;c點(diǎn)是根據(jù)Finnish Maritime Administrat1n簡稱FMA規(guī)范所要求的B/4寬度位置水線點(diǎn)，對于有冰級要求的船舶，c點(diǎn)處的入水角應(yīng)控制在25° ~ 30°左右；d點(diǎn)是平邊線與設(shè)計(jì)水線的交點(diǎn)；e點(diǎn)是平行中體的起始點(diǎn)，一般來說e點(diǎn)越靠近船頭艙容越大，浮心位置也相對越靠前。
[0013]圖2、圖3和圖4是本發(fā)明的實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)選例。優(yōu)選船型為一極地甲板運(yùn)輸船，長寬比為4 ~ 4.75。結(jié)構(gòu)水線5、設(shè)計(jì)水線6、壓載水線7均采用弓箭型艏部設(shè)計(jì)，船艏3安裝有2個(gè)1.25 ~ 2m直徑的艏側(cè)推11。該優(yōu)選例有1A或1A以上的冰級要求，冰區(qū)最小最近功率不大于1萬千瓦。
[0014]本發(fā)明適用范圍:1、中低速船舶，傅氏數(shù)Fr ( 0.22，寬體或較寬體方形系數(shù)
0.85 ^ Cb多0.65船型；2、甲板面積和艙容需求較大的船；3、可以滿足布置艏側(cè)推的需要以及1A、1AS、1B、1C冰級要求；4、如集裝箱船、大型PSV、油船、穿梭游輪、極地甲板模塊運(yùn)輸船等船舶及海洋工程裝備。
[0015]以上對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但其只是作為范例，本發(fā)明并不限制于描述的具體實(shí)施例。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對本發(fā)明進(jìn)行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明精神和范圍下所做的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及等同物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.弓箭型水線的低阻穿浪船艏，包括船體中前部(1)，船體中前部(1)由平行中體(2)和船艏(3)構(gòu)成，船艏(3)由甲板線(4)、結(jié)構(gòu)水線(5)、設(shè)計(jì)水線(6)、壓載水線(7)、平底線(8 )和艏柱(9 )組成，船艏(3 )的下部安裝有艏側(cè)推(11)，其特征在于，結(jié)構(gòu)水線(5 )、設(shè)計(jì)水線(6)和壓載水線(7)形狀為弓箭型，所述的結(jié)構(gòu)水線(5)、設(shè)計(jì)水線(6)和壓載水線(7)有明顯的反曲過渡，水線前端的瘦削段經(jīng)反曲過渡后寬度迅速增加，直至平邊線(10)與水線交點(diǎn)處達(dá)到船舶半寬。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的弓箭型水線的低阻穿浪船艏，其特征在于，所述的設(shè)計(jì)水線(6)最前端瘦削部分的長度占整個(gè)船艏長度的4%~15%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的弓箭型水線的低阻穿浪船艏，其特征在于，所述的船艏(3)為直艏，并與平行中體(2)相連；設(shè)計(jì)水線(6)半入水角為15° -45°。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的弓箭型水線的低阻穿浪船艏，其特征在于，所述的設(shè)計(jì)水線(6)距船體中心線寬度為B/4的位置，對于有冰級要求的船舶，設(shè)計(jì)水線(6)與船體B/4寬度縱剖線的交點(diǎn)處的入水角為20° -40°。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的弓箭型水線的低阻穿浪船艏，其特征在于，所述的艏側(cè)推(11)管隧寬度不大于艏側(cè)推(11)直徑的3倍。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的弓箭型水線的低阻穿浪船艏，其特征在于，船體入流段長度不小于船體總長度的15%。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的弓箭型水線的低阻穿浪船艏，其特征在于，適用于1A, IAS, IB, 1C 冰級法規(guī)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應(yīng)用弓箭型水線的低阻穿浪船艏，船艏各主要水線的形狀呈弓箭型，最前端呈瘦削狀，向后經(jīng)過一個(gè)光順反曲過渡后快速變胖。該型船首具有優(yōu)秀的穿浪性能，可在保證良好快速性能的基礎(chǔ)上，大幅縮短船舶入流段并延長平行中體長度，從而為船舶提供更大的有效艙容面積，同時(shí)也有效地增加了船舶的儲備浮力。本發(fā)明適用于方形系數(shù)較大的中低速船，可以有效地抑制肩波的生成，減小靜水阻力并改善波浪增阻，降低能耗。本發(fā)明兼顧了最新的冰級規(guī)范，采用該型船首可大幅減小對船舶冰區(qū)航行最小推進(jìn)功率的要求。
【IPC分類】B63B1/40
【公開號】CN105416505
【申請?zhí)枴緾N201510901286
【發(fā)明人】陳鴿, 張利軍, 張琪, 王永剛, 李玉庫
【申請人】中遠(yuǎn)船務(wù)工程集團(tuán)有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年12月9日