一種防氣泡的斧型首及科考船的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及船舶制造領(lǐng)域，尤其是涉及一種防氣泡的斧型首及應(yīng)用該斧型首的科考船。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著世界范圍內(nèi)對海洋資源越來越重視，各海洋強(qiáng)國競相建造了大批科學(xué)考察船用于海洋勘探。對科學(xué)考察船來說，船底安裝的聲學(xué)探測設(shè)備是否能夠有效運行是關(guān)系到船舶設(shè)計成敗的關(guān)鍵。由于船底聲學(xué)設(shè)備是利用聲學(xué)原理對海洋及海底的反射波進(jìn)行探測，故而隨船體邊界層運動的氣泡流經(jīng)聲學(xué)探測區(qū)時會對探測效果產(chǎn)生極大的影響，引起采集信息清晰度下降甚至徹底失效等不利后果。
[0003]為了盡最大限度保證船底聲學(xué)設(shè)備的可靠性，通常有兩種方式:一種是將船底聲學(xué)設(shè)備突出船體安裝，以避開攜帶有大量氣泡的船體邊界層;另一種是對船首型式做改進(jìn)，以避免大量氣泡的產(chǎn)生。
[0004]就第一種方式而言，雖可以較好的保證船底聲學(xué)設(shè)備的正常工作，但卻會使得船體阻力大幅增加10 %?20 %，油耗也隨之增加，極大地降低了船舶的經(jīng)濟(jì)性；同時由于船底基線以下突出一定高度，使得船舶吃水增加，并有可能發(fā)生碰撞而造成聲學(xué)設(shè)備損壞，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。
[0005]船首型式的影響主要突出的表現(xiàn)在球鼻首上?？v觀國內(nèi)外的科學(xué)考察船，可以看到很多船舶都設(shè)計有球鼻首。眾所周知，球鼻首主要適用于中低速船，是通過球鼻產(chǎn)生的波系與船體波系產(chǎn)生有利干擾而降低船舶的興波阻力。但通過實踐發(fā)現(xiàn)，球鼻首雖可以減少阻力，但會將水面產(chǎn)生的氣泡大量的帶入船底，尤其在縱搖時由于球鼻拍擊水面會產(chǎn)生大量氣泡，從而嚴(yán)重影響船底聲學(xué)設(shè)備的正常工作。鑒于上述原因，目前國際上設(shè)計的最新一代科考船基本都取消了球鼻首，通過犧牲阻力性能來保證聲學(xué)設(shè)備的正常工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對上述存在的問題，本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，通過一種新型船首兼顧聲學(xué)設(shè)備可靠性和船舶經(jīng)濟(jì)性。
[0007]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0008]—方面，提供了一種防氣泡的斧型首，應(yīng)用于船舶上，所述船舶的船體包括相連的船首和船身，所述斧型首與所述船首的底部相連，所述斧型首和所述船首的交接處設(shè)有凹部，所述斧型首的厚度由前向后逐漸增加，所述斧型首的側(cè)面輪廓的上部由上到下緩慢過渡，且上輪廓和下輪廓導(dǎo)圓，所述斧型首的長度不大于所述船舶垂線間長的8%，所述船舶的斧型首上端高于滿載水線以上一個適當(dāng)?shù)母叨?，所述斧型首的橫剖面最大寬度不超過最大水線寬的20%，水線部分半進(jìn)流角不大于20°。
[0009]優(yōu)選的，所述凹部在側(cè)面輪廓上的前部的外邊緣線條呈豎直。
[0010]優(yōu)選的，所述斧型首在水線下的橫剖面形狀為U型或V型的弧線。
[0011]優(yōu)選的，所述斧型首的長度不大于所述船舶垂線間長的5.5%。
[0012]優(yōu)選的，所述斧型首的橫剖面上段至中后段基本保持等寬，中后段向船底寬度緩慢過渡減小。
[0013]優(yōu)選的，所述斧型首的橫剖面最大寬度不大于最大水線寬的15%。
[0014]優(yōu)選的，所述斧型首的水線面半進(jìn)流角不大于15°。
[0015]優(yōu)選的，所述斧型首的水線面形狀的輪廓邊緣線為直線，由船首緩慢過渡至后部。
[0016]另一方面，提供了一種科考船，包含上述的防氣泡的斧型首。
[0017]優(yōu)選的，還包括聲學(xué)設(shè)備，所述聲學(xué)設(shè)備嵌入所述斧型首或所述船身的底部，所述聲學(xué)設(shè)備的底部與所述船體的底部高度齊平。
[0018]通過以上所述的本發(fā)明的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0019]—方面，通過用斧型首代替球鼻首最大限度降低了氣泡的產(chǎn)生，改善了氣泡沿船體的流動趨勢，從而避免了氣泡對船底嵌入式安裝的聲學(xué)設(shè)備的影響；另一方面，通過突出式船首拉長了船舶水線長度，同時減小了船舶水線面的半進(jìn)流角，降低了船舶的航行阻力，提高了船舶的經(jīng)濟(jì)性。該技術(shù)方案很好的兼顧了船底聲學(xué)設(shè)備的工作性能及船舶的阻力性會泛。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的斧型首的側(cè)視示意圖；
[0021 ]圖2是本發(fā)明的斧型首橫剖面的示意圖；
[0022]圖3是本發(fā)明的斧型首水線面的示意圖；
[0023]圖4是本發(fā)明的包含斧型首的考察船的仰視示意圖。
【具體實施方式】
[0024]參考附圖1-4，以更加充分的描述本發(fā)明的實施例，然而，所附附圖僅用于說明和闡述，并不構(gòu)成對本發(fā)明范圍的限制。
[0025]本實施例的防氣泡的斧型首，應(yīng)用于船舶上，該船舶的船體包括船首和船身，其中，斧型首1位于船首3的底部，斧型首1和船首3的交接處為一凹部2，該凹部2在側(cè)視上，SP如圖1中所示的船首向船尾延伸方向上的豎直截面上的外邊緣線條為豎直方向，設(shè)計水線4交于凹部2的最下端，優(yōu)選在斧型首1上。
[0026]斧型首1長度L不大于船垂線間長的8%，優(yōu)選斧型首1長度為船舶垂線間長的
5.5%。斧型首1橫剖面，即如圖2中所示的豎直方向上垂直于圖1中截面的截面上的最大寬度不大于船寬的20%，優(yōu)選斧型首1橫剖面為最大水線寬的15%。
[0027]如圖1中所示，斧型首1在側(cè)視上的上輪廓線為一緩慢向下的弧線、下輪廓線為一導(dǎo)圓，中間部分為直線段。并結(jié)合如圖2中所示，在#21、#20.5、#20上，斧型首1逐漸變寬。
[0028]其中，另如圖3中所示，優(yōu)選斧型首1的橫剖面形狀在水線下為V型的弧線，橫剖面的形狀不應(yīng)有急劇變化，斧型首1的水線面形狀為流線型，從船體的前端向后逐漸增大至和船身相同。
[0029]如圖1和圖4中所示，在使用本發(fā)明的斧型首1的科考船上，船底安裝的聲學(xué)設(shè)備5嵌入式安裝在斧型首1的后方底部，且設(shè)備5底部與船底平線6齊平，保證聲學(xué)設(shè)備5在不同吃水下正常工作的同時最大限度的減少船舶阻力，提高船舶的經(jīng)濟(jì)性。
[0030]以上對本發(fā)明的具體實施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但其只作為范例，本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實施例。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對該實用進(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)明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種防氣泡的斧型首，應(yīng)用于船舶上，所述船舶的船體包括相連的船首和船身，其特征在于，所述斧型首與所述船首的底部相連，所述斧型首和所述船首的交接處設(shè)有凹部，所述斧型首的厚度由前向后逐漸增加，所述斧型首的側(cè)面輪廓的上部由上到下緩慢過渡，且上輪廓和下輪廓導(dǎo)圓，所述斧型首的長度不大于所述船舶垂線間長的8%，所述船舶的斧型首上端高于滿載水線以上一個適當(dāng)?shù)母叨?，所述斧型首的橫剖面最大寬度不超過最大水線寬的20%，水線部分半進(jìn)流角不大于20°。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防氣泡的斧型首，其特征在于，所述凹部在側(cè)面輪廓上的前部的外邊緣線條呈豎直。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防氣泡的斧型首，其特征在于，所述斧型首在水線下的橫剖面形狀為U型或V型的弧線。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防氣泡的斧型首，其特征在于，所述斧型首的長度不大于所述船舶垂線間長的5.5%。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防氣泡的斧型首，其特征在于，所述斧型首的橫剖面上段至中后段基本保持等寬，中后段向船底寬度緩慢過渡減小。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防氣泡的斧型首，其特征在于，所述斧型首的橫剖面最大寬度不大于最大水線寬的15%。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防氣泡的斧型首，其特征在于，所述斧型首的水線面半進(jìn)流角不大于15°。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防氣泡的斧型首，其特征在于，所述斧型首的水線面形狀的輪廓邊緣線為直線，由船首緩慢過渡至后部。9.一種科考船，其特征在于，包含權(quán)利要求1-8任意一項所述的防氣泡的斧型首。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的科考船，其特征在于，還包括聲學(xué)設(shè)備，所述聲學(xué)設(shè)備嵌入所述斧型首或所述船身的底部，所述聲學(xué)設(shè)備的底部與所述船體的底部高度齊平。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種防氣泡斧型首及科考船，斧型首位于船首的底部，斧型首和船首的交接處為一凹部，斧型首在船舶上的位置使得水線交于斧型首，斧型首長度不大于船舶垂線間長的8％，側(cè)視為一片體，上輪廓和下輪廓導(dǎo)圓，厚度由船首向后逐漸增加，從橫剖面看，突出部分由上到下緩慢過渡，橫剖面最大寬度不超過最大水線寬的20％，水線部分半進(jìn)流角不大于20°。本發(fā)明一方面最大限度降低了氣泡的產(chǎn)生，改善了氣泡沿船體的流動趨勢，從而避免了氣泡對船底嵌入式安裝的聲學(xué)設(shè)備的影響；另一方面降低了船舶的航行阻力，提高了船舶的經(jīng)濟(jì)性，很好的兼顧了船底聲學(xué)設(shè)備的工作性能及船舶的阻力性能。
【IPC分類】B63B3/46
【公開號】CN105480375
【申請?zhí)枴緾N201510848081
【發(fā)明人】張福民, 張勇, 劉英良
【申請人】中國船舶工業(yè)集團(tuán)公司第七〇八研究所
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年11月26日