專利名稱：球根狀艏舷的配置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于遠(yuǎn)洋船舶的船體，其包括右舷船體側(cè)、背風(fēng)船體側(cè)和甲板，其中一球根與所述船體側(cè)以及艏柱形成一體。
背景技術(shù)：
對(duì)于非平面類型的遠(yuǎn)洋船舶/船只使用球根狀艏舷來降低流阻長(zhǎng)久以來是眾所周知的，如例如JP61166783中示出的。存在與球根狀艏舷的使用相關(guān)的許多不同的已知設(shè)計(jì)/形狀，但是總的來說大多數(shù)概念的共同之處在于球根突出到吃水線下方，而艏柱部分在球根狀部分上方即在朝艏柱傾斜的第一中央部發(fā)生彎曲，緊接著另一中央部包括凹入的彎曲艏柱部分，其架設(shè)于朝艏柱傾斜的上艏柱部分。球根狀艏舷的設(shè)計(jì)概念已被普遍接受并使用了數(shù)十年。然而，許多偏離一般球根設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)概念已被嘗試過，但是沒有任何實(shí)際的成功。 此外，也有過不使用旨在改善流阻性質(zhì)的傳統(tǒng)球根的若干設(shè)計(jì)建議。例如，W00017042提出了一種較新類型的概念，即旨在改善對(duì)于平底船舶的流動(dòng)條件，其中建議使用一種改良型的“球根狀艏舷”。此外，EP 13141639提出了一種用于遠(yuǎn)洋船舶的船體，其具有大致垂直地延伸的艏柱，其中在艏柱附近與船體側(cè)一體形成有浮力件(boyance)，使得艏柱與浮力件之間的交點(diǎn)位置定位在浮力件的最向前突出部分的附近。許多其它各種設(shè)計(jì)也是已知的，其表明了找出能夠改善流動(dòng)條件的新設(shè)計(jì)概念的若干不同嘗試。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種改善遠(yuǎn)洋船舶的流動(dòng)條件的新穎設(shè)計(jì)概念，其借助于如權(quán)利要求1所述的用于遠(yuǎn)洋船舶的船體而得以實(shí)現(xiàn)。由于該新穎設(shè)計(jì)概念，實(shí)現(xiàn)了更好地利用跨越船只的整個(gè)設(shè)計(jì)吃水線的長(zhǎng)度，這進(jìn)而獲得了降低的流阻。鑒于大致垂直的艏柱本身是已知的這個(gè)事實(shí)，本新穎概念第一眼可能看起來微不足道，但是考慮到所實(shí)現(xiàn)的組合優(yōu)點(diǎn)，顯而易見的是本發(fā)明的協(xié)力結(jié)果一定會(huì)被本領(lǐng)域的技術(shù)人員看作是意想不到的。


下面將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明，附圖中圖1是本發(fā)明的船只的一部分的側(cè)視圖，圖2是沿圖1中的線II-II的水平截面圖，圖3是沿圖1中的線III的垂直截面圖，圖4是沿圖1中的線IV-IV的垂直截面圖，圖5是沿圖1中的線V-V的垂直截面圖，圖6是沿圖1中的線VI-VI的水平截面圖，
圖7是本發(fā)明的船只的一變型的側(cè)視圖，圖8是本發(fā)明的另一變型。
具體實(shí)施例方式在圖1中，示出了根據(jù)本發(fā)明的船1的前部，具有右舷側(cè)(steerboardside) 2和背風(fēng)側(cè)(leeward side) 8，其在前側(cè)與艏柱(stem) 3接合。船底是平坦的或具有一個(gè)仰角，并以一給定船舭半徑合并到船舭中。與艏柱3 —體形成，在船1的所望吃水線5(即設(shè)計(jì)吃水深度D)的下方(或與所望吃水線5平齊開始)，配置有具有體積中心6C的球根狀艏舷 (bulbous bow)60球根6的體積中心6C定位在底線與所望吃水線5之間的處于中間的一條線附近的高度，在艏柱3與底線之間的過渡區(qū)域中具有大半徑^(其船底周緣的，從圖1 所示一側(cè)看到的)，其中半徑rf至少大于設(shè)計(jì)吃水深度D的1/3，優(yōu)選地rf約為D± 10 %。 球根狀艏舷由沿右舷側(cè)2延伸的第一半部6A和沿背風(fēng)側(cè)8延伸的第二半部6B形成。兩個(gè)半部6A、6B相對(duì)于船1的垂直中心面P對(duì)稱地延伸。艏柱3大致垂直地延伸，并相對(duì)于球根狀艏舷6定位成使得艏柱3在位置30處與球根狀艏舷6接合，位置30位于球根6的體積中心6C的前方，如圖1中的實(shí)施例所示，優(yōu)選在與球根狀艏舷6的最向前突出部60大致相對(duì)應(yīng)的位置。關(guān)于船1的長(zhǎng)度L，即Lpp，(Lpp是從Ap (后垂線)到Fp (前垂線)的長(zhǎng)度，F(xiàn)p 通常被看作艏柱3與球根狀艏舷相交的位置)，球根的延伸長(zhǎng)度C通常處于L*0. 035 < C
<L*0. 05的范圍內(nèi)。球根的最大垂直延伸長(zhǎng)度D通常處于設(shè)計(jì)吃水深度*0. 9 < D <設(shè)計(jì)吃水深度*1.1的范圍內(nèi)(船1的設(shè)計(jì)吃水深度是底線與設(shè)計(jì)吃水線之間的距離)。在圖2中，示出了船1的沿圖1中的線II-II的水平截面圖。該截面圖示出了球根6的前部的曲率R通常處于0. 2*設(shè)計(jì)吃水深度< R < 0. 25*設(shè)計(jì)吃水深度的范圍內(nèi)。此外，圖2示出了球根6的尾部，船體側(cè)2、8配置成在水平面中發(fā)散。圖6示出了沿圖1中的線VI-VI的水平截面圖，即高于圖2所示截面圖的截面圖。 這里，清楚地示出了通過將各船體側(cè)2、8配置成相對(duì)于垂直面P具有尖銳的吃水線切入角 Y，使艏柱3形成為比較尖銳。通常，艏柱3的各船體側(cè)2、8的吃水線角度、將處于10度
<Y <20度的范圍內(nèi)。應(yīng)該注意的是，在船體側(cè)2、8的下方，在艏柱3附近，球根狀部分 6A、6B將突出到由船體側(cè)2、8界定出的區(qū)域外。在圖3中示出了船1的沿圖1中的線的截面圖。該截面圖示出了垂直面P中的球根的曲率r通常處于0. 13*船梁< r < 0. 16*船梁的范圍內(nèi)。(船梁是其在最寬點(diǎn)處或在其長(zhǎng)度的中點(diǎn)處的寬度)。此外，該截面圖示出了，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，高于球根6的船體側(cè)2、8相對(duì)于垂直面P以比較尖銳的角度β (例如5-25° )延伸。實(shí)際上，在一些實(shí)施例中，至少部分地，所述角度β可接近零，即呈現(xiàn)幾乎大致垂直的船體側(cè)8，這可能在降低船1在風(fēng)高浪急的海中受到?jīng)_擊的方面具有優(yōu)點(diǎn)。圖4所示截面圖表明船體側(cè)2、8在靠近船中部處可能以較銳的角度β延伸，即在本實(shí)施例中，角度β在前側(cè)附近較不尖銳。圖5示出了艏舷后的截面設(shè)計(jì)，具有配置成向上發(fā)散的船體側(cè)2、8，例如由此提供變寬的甲板表面4。由于本發(fā)明的設(shè)計(jì)，將存在許多協(xié)同作用的優(yōu)點(diǎn)。首先，與船體側(cè)2、8—起形成比較尖銳的角度Y的大致垂直的艏柱3的使用將能實(shí)現(xiàn)對(duì)排開水的低阻力，尤其是對(duì)于迎頭浪(meeting waves)。該優(yōu)點(diǎn)通過使用尖銳角狀垂直船體側(cè)2、8而得到增強(qiáng)，使得迎頭浪所生成的反作用力將對(duì)于船1的推進(jìn)力的方向具有低影響。此外，球根狀艏舷6將有助于在吃水線5下方生成將改善船1的流阻的流動(dòng)模式。最后，艏柱3定位成大致與球根的前部 60對(duì)齊，與球根狀艏舷的傳統(tǒng)定位相比，將提供更長(zhǎng)的吃水線，這也將對(duì)于船1的流阻具有正面影響。因此，本發(fā)明的設(shè)計(jì)提供這樣一種船首(fore ship)，其具有細(xì)長(zhǎng)的吃水線，使得蓋面體積(facing volume)的沉沒隨著時(shí)間的推移而分布，并且減速力得到大幅降低。該方案降低波浪的反射，它消除波浪的撞擊，并且頂頭浪(head sea)的速度損失顯著降低，例如由于內(nèi)體積的改善的分布。該設(shè)計(jì)能夠提供若干優(yōu)點(diǎn)，例如降低的加速度和減速度，甲板上的涌浪(green water)量的減少，惡劣天氣對(duì)船首和上部結(jié)構(gòu)的前艙壁的損傷風(fēng)險(xiǎn)的最小化，導(dǎo)致安全性和操作性改善的底板上工作環(huán)境的改善，噪音和振動(dòng)的減小，以及光滑的船首。表1 對(duì)比測(cè)試
權(quán)利要求
1.一種用于遠(yuǎn)洋船舶的船體，包括右舷船體側(cè)O)、背風(fēng)船體側(cè)⑶和甲板，艏柱 (3)大致垂直地延伸，其中在艏柱(3)附近與所述船體側(cè)(2、8) —體形成有浮力件(6)，使得艏柱⑶與球根(6)之間的交點(diǎn)(30)的位置位于浮力件(6)的最向前突出部(60)的附近，所述船體的特征在于，所述浮力件(6)呈球根形式，球根的最大垂直延伸長(zhǎng)度(D)處于 0. 9*設(shè)計(jì)吃水深度< D < 1. 1*設(shè)計(jì)吃水深度的范圍內(nèi)，球根(6)前部的曲率(R)處于0. 2* 設(shè)計(jì)吃水深度< R <0.25*設(shè)計(jì)吃水深度的范圍內(nèi)，而高于球根(6)的各船體側(cè)(2、8)形成處于10度< Y <20度范圍內(nèi)的尖銳吃水線切入角(Y)。
2.如權(quán)利要求1所述的船體，其特征在于，球根在垂直面⑵中的曲率(r)處于0.13* 船梁< r < 0. 16*船梁的范圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的船體，其特征在于，高于球根(6)的各船體側(cè)0、8)向上延伸以相對(duì)于垂直面(P)形成相對(duì)尖銳的角度(β)，在0° < β <30°區(qū)間內(nèi)，優(yōu)選為 5-25°。
4.如上述任一權(quán)利要求所述的船體，其特征在于，所述艏柱(3)相對(duì)于垂線延伸而形成角度(《)，角度α在-10° < α <+10°范圍內(nèi)。
5.如上述任一權(quán)利要求所述的船體，其特征在于，所述艏柱C3)與所述球根(6)之間的交點(diǎn)(30)定位在距離⑴內(nèi)，在0彡X < 0. IR的范圍內(nèi)，其中所述距離⑴形成在球根 (6)的最向前表面(60)的垂直切線與穿過球根(6)與艏柱(3)之間的交叉部的最向前點(diǎn) (30)的垂線之間。
6.用于生產(chǎn)遠(yuǎn)洋船舶用船體的方法，包括設(shè)置右舷船體側(cè)O)、背風(fēng)船體側(cè)(8)和甲板 ，艏柱⑶大致垂直地延伸，其中在艏柱⑶附近與所述船體側(cè)(2、8) —體形成有浮力件(6)，使得艏柱(3)與球根(6)之間的交點(diǎn)(30)的位置位于浮力件(6)的最向前突出部 (60)的附近，所述方法的特征在于，所述浮力件(6)設(shè)置成球根形式，球根的最大垂直延伸長(zhǎng)度(D)處于0. 9*設(shè)計(jì)吃水深度< D < 1. 1*設(shè)計(jì)吃水深度的范圍內(nèi)，球根(6)前部的曲率(R)處于0. 2*設(shè)計(jì)吃水深度< R <0. 25*設(shè)計(jì)吃水深度的范圍內(nèi)，而高于球根(6)的各船體側(cè)(2、8)形成處于10度< γ <20度范圍內(nèi)的尖銳吃水線切入角(Y)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，球根在垂直面⑵中的曲率ω設(shè)置在 0. 13*船梁< r < 0. 16*船梁的范圍內(nèi)。
8.如權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，高于球根(6)的各船體側(cè)(2、8)設(shè)置成向上延伸以相對(duì)于垂直面(P)形成相對(duì)尖銳的角度(β)，在0° < β <30°的區(qū)間內(nèi)，優(yōu)選為5-25°。
9.如上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述艏柱(3)設(shè)置成相對(duì)于垂線延伸而形成角度(α)，角度(α)在-10° < α <+10°范圍內(nèi)。
10.如上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述艏柱(3)與所述球根(6)之間的交點(diǎn)(30)設(shè)置在距離(X)處，在0 < X < 0. IR的范圍內(nèi)，其中所述距離(X)形成在球根 (6)的最向前表面(60)的垂直切線與穿過球根(6)和艏柱(3)之間的交叉部的最向前點(diǎn) (30)的垂線之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于遠(yuǎn)洋船舶的船體，其包括右舷船體側(cè)(2)、背風(fēng)船體側(cè)(8)和甲板(4)，艏柱(3)大致垂直地延伸，其中在艏柱(3)附近與所述船體側(cè)(2、8)一體形成有浮力件(6)，使得艏柱(3)與球根(6)之間的交點(diǎn)(30)的位置位于浮力件(6)的最向前突出部(60)的附近，所述船體的特征在于，所述浮力件(6)呈球根形式，球根的最大垂直延伸長(zhǎng)度(D)處于0.9*設(shè)計(jì)吃水深度＜D＜1.1*設(shè)計(jì)吃水深度的范圍內(nèi)，球根(6)前部的曲率(R)處于0.2*設(shè)計(jì)吃水深度＜R＜0.25*設(shè)計(jì)吃水深度的范圍內(nèi)，而高于球根(6)的各船體側(cè)(2、8)形成處于10度＜γ＜20度的尖銳吃水線切入角(γ)。
文檔編號(hào)B63B1/06GK102317147SQ201080007157
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2010年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月16日
發(fā)明者P.E.維德洛格 申請(qǐng)人:羅爾斯-羅伊斯馬林股份公司