專利名稱：基于直艏設(shè)計的船體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及船型設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及船艏的設(shè)計。
背景技術(shù)：
目前全球油價高企，船公司成本壓力巨大，船舶營運市場對節(jié)能船型的需求日益強烈。好的線型設(shè)計可以有效降低船舶阻力、提高船舶航速，降低能耗，日益受到船廠和船東的重視?，F(xiàn)有技術(shù)主流船型的艏部線型大都采用球艏形式(如圖1和2所示)，旨在使船舶航行時水面波形產(chǎn)生有利干擾，從而降低船舶的興波阻力。圖中標號I為球鼻艏。對于主流低速船舶(油船、散貨船)來說，興波阻力所占船舶總阻力比重較小，比重較大的阻力形式為摩擦阻力和粘壓阻力，如何有效降低這兩種阻力成分，對主流低速船來說更具實際意義。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明采用直艏設(shè)計，即取消球鼻艏?？娠@著降低粘壓與摩擦阻力，小幅提高興波阻力，降低總阻力；相應(yīng)地提高航速。同時，降低了施工難度，提高建造效率。本發(fā)明旨在開發(fā)出一種新型船舶艏部線型，與現(xiàn)有船舶相比，減少船舶阻力，降低油耗，降低運營成本。為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種基于直艏設(shè)計的船體，所述船艏的首垂線以豎直線型過渡至下部船體，從而船艏前端成豎向直線型，與船底呈近直角設(shè)置。優(yōu)選方式下，以現(xiàn)有技術(shù)球鼻艏型船體作對比，設(shè)L為現(xiàn)有技術(shù)船體線型方案的首垂線到船舶最前端的距離；設(shè)1^為直艏設(shè)計船體的首垂線到現(xiàn)有技術(shù)船體線型方案的首垂線之間的距離,此時需要滿足0.2〈1^/1〈1。
本發(fā)明直型艏線型與現(xiàn)有技術(shù)船舶的典型線型相比，有以下有益效果:①首垂線更靠前，線型的進流段更長，降低了粘壓阻力；②無球首，橫剖線更接近V型，降低了濕面積，減小了摩擦阻力；③水線更為尖瘦，大幅減少反射波，降低了波浪阻力；④首部線型的曲型更簡單，極大降低了施工難度和建造成本。綜上所述，采取直型艏線型后，降低了船舶阻力，提高了航速，降低了油耗，對船東而言改善了船舶航行的經(jīng)濟性能。同時，由于施工簡單，又降低了船廠的建造成本。本發(fā)明尤其適用于主流低速船舶，如油船、散貨船等。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)船舶的典型線型側(cè)視圖。圖2是圖1所示現(xiàn)有技術(shù)船舶的典型線型俯視圖(省略對稱的一半)。圖3是本發(fā)明船體直型艏線型的線型側(cè)視圖圖4是圖3所示本發(fā)明船體直型艏線型的俯視圖(省略對稱的一半)。圖5是本發(fā)明直型艏線型和現(xiàn)有技術(shù)船舶的典型線型側(cè)視圖對比效果圖。
具體實施方式
本發(fā)明在滿足船舶主尺度限制條件下，考慮滿足船舶浮態(tài)、穩(wěn)性和強度綜合基準，開發(fā)出了一種全新的船舶艏部新線型。其特點是放棄使用球鼻艏，采用直型艏。如圖3和4所示，對比現(xiàn)有技術(shù)船型圖1和圖2說明。圖中，實線表示直型艏的首部線型，虛線表示現(xiàn)有技術(shù)船舶的典型線型。與現(xiàn)有技術(shù)船舶的典型線型相比，直型艏線型中取消了球鼻艏，前移了首垂線，保持排水量不變，不會影響船舶的載貨性能。具體說明如圖2所示，圖中實線表示現(xiàn)在船舶的典型線型，虛線表示本發(fā)明船舶線型。通過采用直型艏，優(yōu)化了進流段的型線，同時大幅減少反射波，降低了船舶阻力，提高了航速，改善了航行經(jīng)濟性能。圖中，兩種線型方案對比，主要參數(shù)如下:0.2〈L/IXIL—現(xiàn)有技術(shù)典型線型方案的首垂線到船舶最前端的距離；L1—本發(fā)明船型首垂線到現(xiàn)有技術(shù)典型線型方案的首垂線之間的距離。采用球鼻艏減阻的原理如下:減小興波阻力。對于Fr在0.27-0.34之間的中高速船，如球鼻大小和位置適當，則在一定速度范圍內(nèi)，球鼻首產(chǎn)生的波系與船體波系可能發(fā)生有利干擾作用，合成波的波高將降低，興波阻力下降；減小舭渦阻力。對于Fr在0.20以下的肥大型船，滿載時減小首部舭渦，壓載時減小破波阻力?？墒顾鹘趶较?qū)ΨQ流動，船首底部不產(chǎn)生漩渦運動，從而達到降低阻力和減小埋首現(xiàn)象的目的。減小破波阻力。對于低速肥大性船舶，如采用球鼻首，在低速時其阻力較普通船首者高，在較高速時，能顯示較大的減阻效果。此類船興波阻力占總阻力比重很小，但由于船首部水流情況惡化，所以破波阻力相當明顯。加裝球艏后，船體首部前伸，使該處橫剖面面積曲線的坡度和首部水線進角減小，大大改善了船首柱附近的壓力分布，緩和了船首破波情況。因此，球艏改善了壓載情況下高速航行的破波阻力。可見，根據(jù)上述理論，對于中高速船舶，球艏可改善滿載與壓載的總阻力。但對于低速肥大型船舶，因興波阻力占總阻力比重很小，同時船速較低，破波阻力小，效果不明顯。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于直艏設(shè)計的船體，其特征在于，所述船艏的首垂線以豎直線形式過渡至下部船體，從而船艏前端成豎向直線型； 以現(xiàn)有技術(shù)球鼻艏型船體作對比，設(shè)L為現(xiàn)有技術(shù)船體線型方案的首垂線到船舶最前端的距離；設(shè)L1為直艏設(shè)計船體的首垂線到現(xiàn)有技術(shù)船體線型方案的首垂線之間的距離，此時需要滿足0.2 < L1/L < 1。
專利摘要本實用新型公開了一種基于直艏設(shè)計的船體，所述船艏的首垂線以豎直線型過渡至下部船體，從而船艏前端成直線型，與船底呈近直角設(shè)置。本實用新型直型艏線型與現(xiàn)有技術(shù)船舶的典型線型相比，有以下有益效果①首垂線更靠前，線型的進流段更長，降低了粘壓阻力；②無球首，橫剖線更接近V型，降低了濕面積，減小了摩擦阻力；③水線更為尖瘦，大幅減少反射波，降低了波浪阻力；④首部線型的曲型更簡單，極大降低了施工難度和建造成本。本實用新型尤其適用于主流低速船舶，如油船、散貨船等。
文檔編號B63B1/34GK203005687SQ20122058437
公開日2013年6月19日 申請日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月8日
發(fā)明者包巖, 馬延德, 姜世躍, 李嘉換, 衣巖 申請人:大連船舶重工集團有限公司