一种高速穿浪首船舶制造技术

本发明专利技术公开了一种高速穿浪首船舶，包括高速穿浪首以及首柱，所述高速穿浪首具有近似“菱形”的横截面并向船首突出，所述首柱位于所述高速穿浪首的上方，且具有前倾式、后倾式、垂直式三种样式。高速穿浪首船舶是一种可有效降低兴波阻力和形状阻力，同时提高耐波性的优良高速船型，尤其对于速度佛汝德数Fr≥0.7的高速过渡状态船舶十分有效。速过渡状态船舶十分有效。速过渡状态船舶十分有效。

【技术实现步骤摘要】
一种高速穿浪首船舶


[0001]本专利技术涉及船舶工程领域，特别涉及处于“过渡状态”(又称半滑行或预滑行态)的高速双体船，也可推广到高速单体船或高速三体船等同样处于过渡状态的高速船舶。

技术介绍

[0002]众所周知，高速船舶广泛应用于军、警、民等领域，对性能有着很高的要求。而高速船随着速度的不断提高，其兴波愈加剧烈，阻力几乎呈指数态势增长，且在波浪中的运动问题和附带的安全问题也愈发突出。故从设计源头改进船型的设计，挖掘船型的技术潜力，提高阻力性能和耐波性就富有现实意义。
[0003]目前应用最多也最成熟的高速船一般采用图1至2两种典型船首。而众多的实践证明，这两种常规船首在具有传统优点的同时缺点也很明显：
[0004]如图1所示的前倾式船首，优点是抗上浪能力强，缺点是在同等船体总长下，有效的水线长Lwl往往最小，导致同等重量下具有更小的有效长宽比L
wl
/B
wl
和方形系数C
b
，不利于阻力的降低。
[0005]如图2所示的斧型船首，优点是在同等船体总长下，有效的水线长Lwl可以最大化并进一步带来更大的排水体积和舱内可利用空间，缺点是船首垂直于水面，与波浪的迎角太大，不仅导致甲板极易上浪、首部喷溅明显，而且导致首浪的波高更高且首波峰更加靠近首柱，试验观测及实船验证均证明，其阻力性能不佳。另外，斧型首柱船舶首部水线下过于方正的侧投影面积，也导致操纵性变差，实船操作证明，在等同舵角下，具有更大的回转半径。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是降低高速船航行时的阻力，并改善波浪中的耐波性，拓展高速船的应用场景。
[0007]本专利技术采用的技术方案，一种高速穿浪首船舶，包括高速穿浪首以及首柱，所述首柱位于所述高速穿浪首的上方，所述高速穿浪首具有近似“菱形”的横截面并向船首突出。
[0008]本专利技术的与现有技术相比的有益效果：无论在静水中还是波浪中航行，其阻力性能和耐波性都显著优于常规船首船舶。
[0009]所以，与常规船首相比，本专利技术具有下列优点：
[0010]1.阻力小，同等主机功率下可实现更高的航速；
[0011]2.兴波平顺，首波峰高度低，散播辐射范围小；
[0012]3.波浪中的纵摇幅度更小；
[0013]4.可轻松“穿浪”航行，迎浪抨击和喷溅微弱；
[0014]5.波浪中的“失速”很小；
[0015]6.容易获得更优的船
‑
机
‑
桨匹配关系，实现螺旋桨的最高效率。
[0016]综上所述，本专利技术对提高高速船的阻力性能和耐波性能，尤其是对海上高速双体
船的应用有更好的适用性，具有明显进步意义。
附图说明
[0017]图1为现有前倾式船首的侧面特征示意图；
[0018]图2为现有斧型式船首的侧面特征示意图；
[0019]图3为本专利技术的高速穿浪首和首柱2的前倾式2a侧面特征示意图；
[0020]图4为本专利技术的高速穿浪首和首柱2的前倾式2b侧面特征示意图；
[0021]图5为本专利技术的高速穿浪首和首柱2的前倾式2c侧面特征示意图；
[0022]图6为本专利技术的高速穿浪首横截面特征示意图。
[0023]附图标记：高速穿浪首1；首柱2；首柱前倾式2a、后倾式2b、垂直式2c；第一首折线5；第二首折线6。
具体实施方式
[0024]如图1至6所述，一种高速穿浪首船舶,包括高速穿浪首1以及首柱2,所述首柱2位于所述高速穿浪首1的上方，所述高速穿浪首具有近似“菱形”的横截面并向船首突出，突出的合理长度取决于自然波长和速度。
[0025]所述首柱2具有前倾式2a、后倾式2b、垂直式2c三种样式。
[0026]在本实施例中，所述的高速穿浪首1其侧视图上的几何特征形同“刀刃”，并具有沿纵向的第一首折线5和第二首折线6与外板衔接过渡，而横截面则近似呈“菱形”，菱形的底部微微呈椭圆趋势，菱形的顶部则是由两条直线组成的“倒三角”形。
[0027]在本实施例中，所述的高速穿浪首1其向前突出的有效长度是波长和速度的函数，所述的高速穿浪首1的肥瘦程度由型线进流段的设计需要决定，所述的高速穿浪首1的体积则由全船的横剖面面积曲线决定。
[0028]在本实施例中，所述的高速穿浪首1由于空间上较为尖瘦，故需以龙骨为界，采用一侧满焊、一侧塞焊的型式予以建造。
[0029]在本实施例中，所述的高速穿浪首1的技术性能已在实验室和实船上得到了验证，效果显著，工艺成熟，因此，非常容易实施。
[0030]本专利技术适用于对阻力或耐波性有要求的高速船，尤其对于海上高速双体船十分有效。
[0031]侧视形同“刀刃”，横截面近似呈“菱形”几何特征的尖瘦且向首突出的穿浪首结构。在同等的船体总长下，与常规船首相比，所述的穿浪首船舶可以实现：
[0032]1.最大的有效水线长；
[0033]2.最小的进流角和最大的进流段长度；
[0034]3.与自然波长和速度配合设计，通过波的相位差还可实现部分首波的干扰抵消；
[0035]4.让整个船体在水线以下的横剖面面积曲线更加平缓，且在同等重量下具有更小的方形系数。
[0036]综上四点，所述的穿浪首船舶可以在高速状态下显著降低兴波阻力，不仅可在波浪中“穿浪”航行，而且对于迎浪拍击、深沉纵摇均显著改善。经试验观测及实船验证，亦证明所述的穿浪首船舶的首浪高度、首波的散射范围及首部抨击要远低于常规船首船舶，纵
摇幅度也更小，另外在波浪中的“失速”表现也大幅低于常规船首船舶。
[0037]本专利技术应用于船舶设计与制造的
，可应用于对阻力和耐波性有要求的高速船舶，尤其对海上高速双体船十分有效。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高速穿浪首船舶，其特征在于：包括高速穿浪首(1)以及首柱(2)，所述首柱(2)位于所述高速穿浪首(1)的上方，所述高速穿浪首具有近似“菱形”的横截面并向船首突出。2.根据权利要求1所述的高速穿浪首船舶，其特征在于：所述首柱(2)具有前倾式(2a)。3.根据权利要求1所述的高速穿浪首船舶，其特征在于：所述首柱(2)具有后倾式(2b)。4.根据权利要求1所述的高速穿浪首船舶，其特征在于：所述首柱(2)具有垂直式(2c)。5.根据权利要求1所述的高速穿浪首船舶，其特征在于：所述高速穿浪首(1)向首突出，其侧视图上的典型几何特征形同“...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭国辉，
申请(专利权)人：珠海新概念船艇科技有限公司，
类型：发明
国别省市：