CN1005907B - 船舶 - Google Patents

Abstract

一种单螺旋桨船包括：一根装在船体中心线上的螺旋桨轴，关于船体中心线对称的上甲板，以及在船体剖面上有一个对称轴的船尾。此对称轴的位置偏离船体中心线的距离为螺旋桨盘面直径的５％到２５％，当螺旋桨轴顺时针方向旋转时，该对称轴配置在船的左舷侧。当螺旋桨轴逆时针旋转时，该对称轴配置在船的右舷侧。

Description

船舶

本发明涉及一种船体形状，更具体地说，是关于船体尾部的结构。

众所周知，一般单螺旋桨船，不论是否对称于船体中心线，其螺旋桨轴都是安装在船体中心线上的。在这种对称型船的船尾之下产生的水流，关于螺旋桨轴对称地自上而下，自外向内地流入螺旋桨叶面，从而在船体纵轴周围形成垂直的涡流。对于不对称型船体，流入螺旋浆叶面的水流将是不对称的，这时，船在航行中所产生的尾流分布是复杂的。

为了提高装载能力，具有高方型系数和大宽度的大型船只的数量一直在增加。由于这种高的方型系数和大的宽度，因前述尾流而在螺旋桨盘面上产生的围绕船体纵轴的垂直涡流增加了。这些垂直的涡流在船体两侧成对产生，引起螺旋浆盘面上尾流不平衡，结果不仅推进效率降低，而且导致船体阻力增加。

对于这些大型船只的设计要求是在提高其装载能力的同时降低航行的燃料消耗率。为了满足上述两项要求，提高推进效率就成为必不可少的要求。对于具有大装载能力的船只，产生会降低推进效率的垂直涡流一直是不可避免的问题。为解决此问题，根据船只的类型而对流入其螺旋桨叶面的水流方向进行了设计。

例如，在日本专利审定公开号（KOKOKU）37315/72中所描述的一种方法，其特征为：

（1）螺旋桨轴要装在船体中心线上，并且船尾端部边缘明显偏离船体中心线;

（2）船体中心线和穿过船尾端部边缘的直线之间的距离大于螺旋桨叶片旋转而形成的螺旋桨盘面的半径，螺旋桨盘面的位置在船体一侧，完全偏离船体中心线;

（3）所产生涡流的流向与螺旋桨叶片的旋转方向相反。

然而，此方法具有下列缺点：

（a）穿过船尾端部边缘的直线和船体中心线之间的距离要求大于螺旋桨盘面的半径，这样船体中心线到船尾端部边缘的距离就必然大，其结果不仅是船只的造价变高，而且对船舵的操纵能力也有不良影响。

（b）船尾一侧的空间形状变得极为狭窄。这样发动机组件的安装空间受到严格限制，并且也将大大影响运输效率。

本发明的目的是提供一种具有高推进效率的船。

按照本发明，一个单螺旋桨船包括：

一根安装在船体中心线上的螺旋桨轴;

关于船体中心线对称的上甲板;以及

在船体截面具有一对称轴的船尾，此对称轴偏离船体中心线。

本发明的其它目的和优点将结合附图在后详细说明。

图1是本发明一个实施例的船体后部平面图。

图2是本发明的螺旋桨盘面上流入水流的矢量图。

图3表示本发明中流入螺旋浆盘面的水流和螺旋桨旋转方向之间的关系。

图4是关于本发明一个实施例的总体结构平面图。

图5是沿图4中X-X线的一个剖视图。

图6表示了从螺旋浆轴到偏离船体中心线的船尾端部边缘之间的距离与较之先有技术建造船只的相应推进功率比之间的关系。

下面参照附图介绍本发明的一个实施例。

图1是从船后侧看的一个船体的平面图，标号1表示将船体后部肋骨横截后所得到的轮廓线，螺旋桨轴3安装在船体中心线2上。螺旋桨叶片绕螺旋桨轴3顺时针旋转从而形成一个直径为“D”的螺旋桨盘面4。船尾的端部边缘偏离船体中心线配置，即船尾的船体截面的对称轴7偏离船体中心线的距离为“d”。

其次，参照图2对上述的位置配置解释如下。图2是从船体后侧看流入螺旋桨盘面4的水流横向速度的矢量图。一方面，入水流矢量（b）形成关于轴7的对称环流。另一方面，位于船体中心线2上的螺旋桨轴3形成绕船体中心线顺时针旋转的螺旋桨盘面4。

图3表示入水流方向和螺旋桨叶片旋转方向之间的关系。箭头5表示图2中由矢量（b）表示的入水流方向。箭头6表示螺旋浆的旋转方向。从图3中可以清楚地看出，螺旋桨叶片在其整个盘面上接受如箭头5所示且与箭头6旋转方向相反的水流。箭头5和箭头6的方向完全相反。由此得到的在螺旋桨盘面上的反向入水流所产生的效应，就好像螺旋桨轴3的旋转速度加快了。于是，上述入水流方向和螺旋桨叶旋转方向之间的关系可以提高推进效率。

图4是本发明一个实施例的总体结构平面图。图5是沿图4中X-X线的剖视图。如图4和图5中所示，穿过船尾端部边缘且为船体剖面对称轴的轴7配置在偏离船体中心线的位置上，上甲板的轮廓线8关于船体中心线对称，这样使得此种船体的外观及其起居舒适性几乎和一般的船只一样。

在此实施例中，螺旋桨轴3安装在船体中心线2上，螺旋桨叶片顺时针方向旋转，穿过船尾部边缘，船体剖面的对称轴7配置在偏离船体中心线的左舷侧。本发明的另一个实施例可这样给出，螺旋桨轴3配置在船体中心线2上，螺旋桨叶片逆时针方向旋转，而轴7则配置在偏离船体中心线的右舷侧。但是将轴7配置在偏离船体中心线的右舷侧且螺旋桨叶片顺时针方向旋转或者将轴7配置在偏离船体中心线的左舷侧且螺旋桨叶片逆时针方向旋转，这样的配置是不可取的，因为在这种情况下，螺旋桨的旋转方向将和流入螺旋桨叶片的水流方向相同，从而使推进效率降低。

下面给出图6中根据水舱试验的结果得到的水平距离与推进效率之间的关系。水平距离是螺旋浆轴3到偏离船体中心线的船尾端部边缘的距离。图6中纵坐标表示一个比率HP（o）/HP（c），其中HP（o）代表螺旋桨轴偏离船体中心线的发动机所产生的推进马力，HP（c）代表螺旋桨轴安装在船体中心线上的一般船只发动机所产生的推进马力。横坐标表示一个比率d/D，其中d代表螺旋桨轴到船尾端部边缘的水平距离，而D代表螺旋桨盘面的直径。

从图6中可以清楚地看出，当比率d/D在5%到25%范围内时，本发明的船推进效率显著提高，所需推进马力小于螺旋桨轴不偏离船体中心线的船;当d/D小于5%时，推出效率没有提高;当d/D在5%至10%范围内时，推进马力可节省2%到8%;当d/D在10%到15%范围内时，推进马力节省大约10%;当d/D在15%到25%范围内时，推进马力也节省大约10%。此外，根据其它试验结果已经证明对舵的位置没有特殊的限制且操纵性能也未受到不良影响。

如上所述，本发明中，浸入水中的船尾部的截面形状保持大致对称，并使其稍许偏离船体中心线，因而实现了下述优点：

（a）利用流入螺旋桨叶片的水流使其环流与螺旋桨的旋转方向相反这一方法，可以把本来会引起大型船只推进效率降低的绕船体纵轴的垂直涡流变为使其推进效率提高的因素;

（b）使螺旋桨盘面占据船体中心线另一侧的空间，从而使该侧的入水流形成与螺旋桨旋转方向相反的环流，这样可以更有效地提高推进效率;

（c）船的操纵能力几乎不受前述位置配置的影响，因为船尾端部边缘仅仅偏离船体中心线很少距离;

（d）由于这种船的船体形状几乎对称，所以其造价比不对称型船的造价要经济。

Claims (5)

1、一种单螺旋浆船，它包括：一个装在船体中心线上的螺旋桨轴;关于船体中心线对称的上甲板;具有穿过船尾尾端部分的对称轴的船尾，该对称轴偏离船体中心线;其特征在于：该对称轴的位置偏离船体中心线的距离为螺旋桨盘面直径的5%至25%。

2、按照权利要求1所述的船，其特征在于：该对称轴的位置偏离船体中心线的距离为螺旋浆盘面直径的10%至15%。

3、按照权利要求1所述的船，其特征在于：该对称轴的位置偏离船体中心线的距离为螺旋桨盘面直径的距离为15%至25%。

4、按照权利要求1所述的船，其特征在于：螺旋浆轴顺时针旋转时，该对称轴配置在左舷侧。

5、按照权利要求1所述的船，其特征在于：螺浆轴逆时针旋转时，该对称轴配置在右舷侧。

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