小风阻船舶制造技术

提供一种小风阻的船舶，构成为在水面上构造物（2）、（20）的船尾侧第一范围（Rx1）且上下第一范围（Rz1）中的各水平截面（Sh（z））中，将相对于前后方向（X）的船首方向（Lc）以50度的第一角度（α1）延伸的第一倾斜线（L1）、以80度的第二角度（α2）延伸的第二倾斜线（L2）之间设为扇形区域（Rα），在使该扇形区域（Rα）的关键的虚拟点（P2（z））沿船体中心线Lc前后移动时，存在如下的虚拟点（P2（z））的位置：水平截面（Sh（z））的轮廓线（Ls（Z））的长度的50％以上100％以下的长度的轮廓线（Ls（Z））进入扇形区域（Rα）。由此，能够减小斜向迎风的影响，并且在由船体或上部构造物和堆积货物形成的水面上构造物产生升力，能够从该升力的船体的前后方向的分量获得推力，能够提高船舶的推进性能。能够提高船舶的推进性能。能够提高船舶的推进性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】小风阻船舶


[0001]本专利技术涉及一种特别地相对于斜向迎风的风阻小的船舶，更详细而言，涉及一种通过设计船桥、居住区等的上部构造物的船尾侧的形状而减小相对于斜向迎风的风阻的船舶。

技术介绍

[0002]在水面行驶的商船的几乎所有的船舶中，基于船舶的水面下的船体形状的设计的阻力减少、基于船体和螺旋桨和舵等的关系的推进性能的提高得到发展，此外，关于在水面附近的波浪导致的兴波阻力、碎波阻力、反射波中的阻力减少，也通过设计船首形状、船尾形状而谋求阻力减少。
[0003]另一方面，关于水面上的空气导致的阻力，也存在对空气阻力即风阻的改善要求，进行了各种努力。特别地，干舷较高且风压面积较大的汽车运输船（汽车专用船）、由于货物的装载而风压面积增加的集装箱船、上部构造部较大的客船等在水面上的风压面积较大，因此容易受到风压的影响，风阻的减少与节能相关，因此寄予厚望。
[0004]与此相关，如例如日本申请的特开2011-57052号公报中所述的那样，提出有如下的小风阻的船舶，将设置在上甲板上的上部构造物的船尾侧的形状、或者水面上的船体的船尾侧的形状的至少一方的水面上构造物的形状如下地形成：在该水面上构造物的上下方向的范围内至少0％～50％的范围中的与水面平行的各截面的形状中，进入比等腰梯形靠外侧的范围内且比等腰三角形靠内侧的区域，所述等腰梯形将最大宽度B的船尾侧最后部作为下边，将该下边的长度B1设为0.9
×
B，将底角θ1设为40度～80度，将上边的长度B2设为0.5
×
B，所述等腰三角形将前述最大宽度B的船尾侧最后部作为底边，将该底边的长度B3设为1.2
×
B，将底角θ2设为40度～80度。
[0005]在该小风阻的船舶中，以能够降低水面上的风压面积较大而易于受到风压的影响的汽车运输船、集装箱船、客船等的风压的影响、提高船舶的航运性能作为目的，提出下述形状：主要是关于来自正面的迎风，在水面上构造物的后方，防止在死水区域产生的停滞涡流和卡尔曼涡流那样的流出涡流的产生。
[0006]此外，另一方面，如例如日本申请的特表2014-501194号公报所述的那样，提出有如下的船壳，以借助相对风而产生向船的行进方向的空气力学的升力而使船壳作为帆而起作用的方式，令水面上的船壳的形状为对称形的NASA翼形状的空中翼，切断成为船尾侧的后缘而形成垂直于船壳的前后方向的截面。在该船壳时，公开了如下的风洞测试结果：在从大约13度到39度的风的区段获得了作用于船的移动方向的风力的分量。
[0007]不仅是这样地根据来自船舶的行进方向的正面的迎风，根据船舶航行的航路、航行时的气象条件，对于斜向迎风也能谋求风阻的减少这一点也变得被重视。
[0008]专利文献1 : 日本申请的特开2011-57052号公报专利文献2 : 日本申请的特表2014-501194号公报。
[0009]本专利技术的专利技术者们得到下述认知：在船舶的航行中，若船舶自身的船速与自然风
的风速变为大致相同的大小且在相对风向下进行考虑，则变为斜向迎风的概率较高。并且，根据斜向迎风下的风洞实验的结果等得到下述认知，特别地船尾中的形状对风阻产生较大影响、通过设计船舶的水面上构造物的外形的形状而能够无需特别地设置帆而在斜向迎风时获得推力。

技术实现思路

[0010]本专利技术是鉴于上述的状况而提出的，其目的在于提供一种小风阻的船舶，在水面上的风压面积比较大且容易受到风压的影响的汽车运输船、客船、集装箱船、木材搬运船等中，能够减小斜向迎风的影响，并且在由船体或上部构造物和集装箱等的堆积货物30形成的水面上构造物产生升力，能够从该升力的船体前后方向的分量获得推力，能够提高船舶的推进性能。
[0011]为了达成上述目的的本专利技术的小风阻的船舶是航行速度为弗劳德数在0.13～0.30的船舶，其特征在于，在水面上的船体或设置在上甲板上的上部构造物的至少一方的水面上构造物中，将前述水面上构造物的最大宽度的船尾侧最后部中的船体中心线上的点设为第一位置，将该第一位置与船体的最后端之间设为船尾侧第一范围，将前述水面上构造物的上下方向的任意的连续部分中的50％以上且100％以下的范围设为上下第一范围，在前述水面上构造物的前述船尾侧第一范围且前述上下第一范围中的与水面平行的各水平截面，将从船体中心线上的虚拟点相对于船体的前后方向的船首方向以第一角度延伸的线设为第一倾斜线，将从前述虚拟点相对于船体的前后方向的船首方向以第二角度延伸的线设为第二倾斜线，将前述第一角度设为50度（与θ＝40度对应），将前述第二角度设为80度（与θ＝10度对应），将前述第一倾斜线和前述第二倾斜线之间设为扇形区域，在使前述虚拟点在船体中心线上移动而使扇形区域沿船体的前后方向移动时，存在下述虚拟点的位置：前述水平截面的轮廓线的长度的50％以上100％以下的长度的轮廓线进入前述扇形区域。
[0012]此外，当将航行速度设为V（m/s）、将垂线间长度设为Lpp（m）、将重力加速度设为g（m/s 2
）时， Fn＝V/（Lpp
×
g） 1/2
。在此，令作为本专利技术的对象的船舶的弗劳德数Fn为0.13～0.30的理由是，在弗劳德数Fn大于0.30的情况下的几乎所有的高速舰艇中，关于用于减少雷达反射的隐身技术，有时覆盖而遮蔽船体整体，因此是为了与这样的隐身用的罩进行区别。
[0013]根据该构造，将水面上的船体或者设置在上甲板上的上部构造物的至少一方的水面上构造物的船尾形状设为单舷侧的角度α是40度（degree）～80度的较大地打开的V字形状，使船尾的流动类似于翼后端的流动，从而能够形成在斜向迎风时能够产生升力那样的形状。
[0014]通过该形状，在斜向迎风时船尾的风的通过变得更好，向水面上构造物的后方的流动变得平滑，并且该水面上构造物的局部能够发挥翼的功能而使升力产生，能够利用该升力的船体前后方向的分量获得船舶的推力。另外，该升力以及推力的产生由风洞实验的结果得到确认。
[0015]此外，借助水面上构造物的钝角的船尾侧形状，还存在如下的优点：若是全长相同的船舶，则容积增加，相应地堆积量也会变多。
[0016]在上述的小风阻的船舶中，在前述上下第一范围（Rz1）的前述各水平截面的形状
中，若将前述船尾侧第一范围的侧壁部由凹凸的宽度为前述水面上构造物的最大宽度的5％以下的平滑的曲线状的部分、或者凹凸的宽度为前述水面上构造物的最大宽度的5％以下的直线部分、或者二者的组合形成，则能够获得如下的效果。
[0017]根据该构造，形成为该凹凸较少的平滑的曲线状或者直线状，从而能够在该曲线状的部分或者直线状的部分抑制在流动中发生剥离而产生较大的涡流的情况。
[0018]在上述的小风阻的船舶中，若将形成前述水面上构造物的船尾侧的侧壁部以在前述船尾侧第一范围且前述上下第一范围中具有相对于水平面30度以上且90度以下的倾斜角的方式形成，则能够获得如下的效果。
[0019]根据该构造，通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种小风阻的船舶，是航行速度为弗劳德数在0.13～0.30的船舶，其特征在于，在水面上的船体或者设置在上甲板上的上部构造物的至少一方的水面上构造物中，将前述水面上构造物的最大宽度的船尾侧最后部中的船体中心线上的点设为第一位置，将该第一位置与船体的最后端之间设为船尾侧第一范围，将前述水面上构造物的上下方向的任意的连续部分处的50％以上且100％以下的范围设为上下第一范围，前述水面上构造物的前述船尾侧第一范围且前述上下第一范围中的与水面平行的各水平截面中，将从船体中心线上的虚拟点相对于船体的前后方向的船首方向以第一角度延伸的线设为第一倾斜线，将从前述虚拟点相对于船体的前后方向的船首方向以第二角度延伸的线设为第二倾斜线，将前述第一角度设为50度，将前述第二角度设为80度，将前述第一倾斜线和前述第二倾斜线之间设为扇形区域，使前述虚拟点在船体中心线上移动而使扇形区域沿船体的前后方向移动时，存在前述水平截面的轮廓线的长度的50％以上100％以下的长度的轮廓线进入前述扇形区域那样的前述虚拟点的位置。2.如权利要求1所述的小风阻的船舶，其特征在于，在前述上下第一范围的前述各水平截面的形状中，由凹凸的宽度为前述水面上构造物的最大宽度的5％以下的平滑的曲线状的部分、或者凹凸的宽度为前述水面上构造物的最大宽度的5％以下的直线部分、或者二者的组合来形成前述船尾侧第一范围的侧壁部。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中良和，谷口豪，木村校优，池田刚大，浅沼则道，
申请(专利权)人：株式会社商船三井，
类型：发明
国别省市：