CN102259686B - 船舶耐波增速袋 - Google Patents

Abstract

一种船舶耐波增速袋，由固装于船舶外侧空载吃水线上下以下的船体上的袋状刚性结构构成的本发明，是由袋盖板和袋基板共同固装形成口袋形袋腔的结构。所述口袋大体为斜角三角形，三角形上的直角朝向船体的前上方，三角形上的斜边为袋口、朝向船体的后下方。上述袋基板一般就是船体板本身。在袋盖板上设有的整流筋和将袋口的口沿线设计成柔和而多变的曲线，都有利于船体的耐波和增速。在船体上大面积集群性安装本发明时必须遵循以船的质量中心为中心的前与后、左与右均呈对称性安装的原则。据推测，安装有本发明的船舶的耐风浪颠簸能力大增，而且也能大幅度提高船速。

Description

船舶耐波增速袋

所属技术领域

本发明涉及船舶船体设计，尤其是船舶耐波增速袋。

背景技术

本发明所述船舶耐波增速袋，是既能大幅度减小船舶在风浪中的摇摆度，又能利用水流的能量提高船速、节省驱动能的一种新型船体结构。也就是说本发明通过新设计的船体结构实现两种不同性质的有益功能——耐波减摇功能和节能增速功能。

下面分别简述造就此两种功能的背景技术。

目前世界上广泛采用的船舶耐波减摇技术“仅是舭龙骨、减摇水舱和减摇鳍，它门均是用于减缓横摇。其中居垄断地位的是减摇鳍，其减摇效果最佳。”(见哈尔滨工程大学出版社新近出版、李积德编的教科书《船舶耐波性》一书第161页)。

上述舭龙骨的结构虽然简单，其减摇效果有限。本人曾在东海舰队服役近20年，乘过用此种技术建造的舰船。

上述另两种减摇技术的减摇效果不管怎样，其结构都很复杂，尤其是其中的主动式部分，是需要动力驱动的机械性结构，而非无需动力驱动的部件性结构。机械性结构与部件性结构相比，前者易出故障而后者却安全可靠；前者耗能而后者无能耗；前者造价高而后者造价低；前者维修成本高而后者几乎无需维修。因此上述后两种技术的缺陷也是显而易见的。

目前世界上为了减小船舶在航行中的阻力，普遍采用了水滴形船体、或瘦体型及球鼻首型设计等。这些设计的理论基础可以归纳为“避水”理论。也就是尽量避开水的阻力以求减少驱动能耗。

发明内容

本发明解决其技术问题的方案是：

由固装于船舶外侧空载吃水线以下的船体上的袋状刚性结构形成的本发明，是由袋盖板与袋基板共同固装形成口袋形袋腔的结构。

所属袋腔本身也有两种结构形态，即，一种袋腔内含设有两端分别与上述袋盖板和袋基板固装的支柱；而另一种袋腔内无此支柱(适合尺寸小的增速袋)。

从袋腔的形状上分，所述袋腔又有外凹型、内凹型和双凹型三种。

安装好的增速袋大体呈三角形，三角形上的最大角角顶为圆弧——朝向船体的前上方；三角形的长边为袋口——朝向船体的后下方；上述袋盖板朝向船体的外侧。

在同一条船上安装的所述增速袋应不少于四只；并且以船体质量中心为中心的前与后、左与右均必须对称性安装。

所述增速袋的袋边由前端边、转角边和后端边三部分共同构成。

所述袋盖板也有平板型袋盖板与波状板型袋盖板及带有由加强型整流筋的板所形成的袋盖板(简称整流筋型袋盖板)之分。

上述波状板型袋盖板也同样有对流经袋盖板外表面和袋口的水起整流作用的功能。因为波状板上的波折与上述加强型整流筋的安装走向和外形及功能大体相同，只是强度有别。

所述增速袋的袋口沿线的线型有平滑型袋口沿线和曲线型袋口沿线两种。

安装好的增速袋的袋盖板和袋基板中的一种就是船壳板本身。

本发明的有益效果是：

(1)、由于本发明采用的袋形结构是部件性结构，所以结构简单，造价低，几乎无需维修，不耗能，所占空间也小；对称性安装本发明的船舶的耐波减摇能力是在自动调整中实现的，因此必然更能恰当准确及时地实现减摇目的。

(2)、由于本发明所述的增速袋能有效地“挽住”从各方位冲向船体的水流、并使这些水流所形成的冲击力在增速袋特定的袋口、袋腔和袋盖的引导下成为船体的驱动力，也就能使船体增速或说节省动力。本发明的这一有益效果的基本理论依据可以看成是“挽水”理论。

附图说明

下面结合附图和实施例对本法明作进一步详细说明。

图1是固装在船体上的本发明所述船舶耐波增速袋的主视图。

图2是图1俯视图。

图3是图1左视图。

图4是图1A-A剖视图。

图5是图4B-B剖视图。

图6是图1“I”处放大图。(也就是本发明所述“船舶耐波增速袋”主视图，只是图1“I”处所示袋的袋盖板为平板型袋盖板，而图6所示袋的袋盖板为整流筋型袋盖板；图1“I”处所示袋的袋口沿线为平滑型袋口沿线；而图6所示袋的袋口沿线为曲线型袋口沿线。)

图7是图6俯视图。

图8是图6C-C剖视图。

图9是图6左视图。

图10是图6D-D剖视图。

图11是图6E-E剖视图。

图12是外凹型增速袋上与图10相同部位的同视向剖视图。

图13是内凹型增速袋上与图10相同部位的同视向剖视图。

图14是波状板型袋盖板的增速袋上与图10相同部位的同视向剖视图。

图15是在左舷船壳上大面积大量安装的增速袋的布局排列图。

以上附图除图12为外凹型增速袋的剖面图和图13为内凹型增速袋的剖面图外，其余均是描述双凹型增速袋的图，而且，这三种型号的袋除了“凹进的方向”不同外，其余均等同。

图中：1、船首，2、增速袋，3、船尾，4、满载吃水线，5、空载吃水线，6、船壳板，7、袋腔，8、整流筋，9、整流筋型袋盖板，10、支柱，11、袋基板，12、曲线型袋口沿线，13、平板型袋盖板，14、波状板型袋盖板，15、前端边，16、转角边，17、后端边，18、船首方向，19、平滑型袋口沿线。

具体实施方式

参照图1、图2、图3、图4和图5，船首1和船尾3及船壳板6共同示出船体左舷全貌，船舶耐波增速袋2安装于船体左舷满载吃水线4下方的空载吃水线5的上下以下。

参照图6、图7、图8、图9、图10和图11，图6所示增速袋是图1“I”处所示增速袋放大5倍后的同向视图，只是图1上的增速袋的袋盖板是平板型袋盖板13(见图13、图15)，而图6所示增速袋的袋盖板是整流筋型袋盖板9；图1所示增速袋的袋口沿线为平滑型袋口沿线19(见图15)，而图6所示增速袋的袋口沿线是曲线型袋口沿线12。

设有加强型整流筋8的整流筋型袋盖板9与袋基板11共同固装形成了本发明所述船舶耐波增速袋2。在多类型的增速袋上的袋基板11均是由船壳板6形成的，只有在图13所示的内凹型增速袋上的平板型袋盖板13才由船壳板6形成。内凹型增速袋的袋盖板也可采用整流筋型袋盖板9的设计。

曲线型袋口沿线12由多段曲线连城，平滑型袋口沿线19(见图15)为直线或平滑形弧线。曲线型袋口沿线12应该更能防止流经袋口的水流可能形成削弱减摇力和增速力的空泡。

在袋腔7内设有两端分别与袋盖板9和袋基板11固装的支柱10。支柱10的断面可以是圆面也可以是椭圆面。图14所示波状板型袋盖板14上的凸起所形成的长波条与图6所示整流筋的条状类似。因此它们都能对水流起到整流作用，使流经袋盖板外表面的水流更为有序，从而能形成更强的对袋内腔的冲击和对袋口后下方向上的水的冲击，以获得最佳驱动力。

图15是大面积、大量安装于船体左舷的增速袋的布局排列图。图中18为船首方向。在船体右舷安装此类布局的增速袋时与此相同，但袋盖板与袋基板的方位相反。只要遵守全船整体布局必须是以船体质量中心为中心、设定前与后和左与右均对称的原则即可。

见图1，当波浪将船头托起，船尾下沉时，船尾立即就被位于其上的增速袋内的水托起。由于水具有很高的泊松比：是不可压缩的，所以这种托起是坚决有力的，还由于增速袋对水的扣束和袋处于水中，所以袋内的水和袋周围的水此时都在复杂的运动过程中起着托起船尾的作用。此时船前部的增速袋内的水因船头的抬起而下坠，使袋内形成真空趋势，但处在水中的袋内不可能真的形成真空，因而就产生了如图中实线箭头所示的粘滞力(将船头向下拉的力)。上述两种力所形成的合力就能很好的托起船尾，也就对抗了波浪对船的颠簸力——使船具有足够的耐波能力。

如果船头在波浪力的作用下下沉，船尾上翘，其变化过程也与上述一样。

见图3，如果波浪使船体左右摇摆，增速袋2的抗浪原理与上述同。

参照图1、图2和图6、图7、图8，当水流从船头方向流过增速袋2的袋口线时突然失去了支撑，水流也就必然冲进袋内，然后从袋口冲出。由于袋口是朝向船体后下方的，所以上述水流冲进袋内和从袋口冲出都形成了对船体的推动力——起增速作用。

如果水流从船的其他方位冲向增速袋口，其结果会更有利于形成对船体的推动力。所以增速袋的设置肯定有利于提高船速，或说节省动力。而且对提高船速的作用可能是十分显著的。

Claims (2)

1.一种船舶耐波增速袋，由固装于船体外侧空载吃水线以下的船壳上的袋状刚性结构构成；其特征是：所述增速袋是由袋盖板与袋基板共同固装形成口袋形袋腔的结构；所述袋腔具有袋腔内含装有支柱和无支柱的两种结构特征中的一种特征；所述增速袋的袋型为外凹型、内凹型和双凹型这三种袋型中的一种袋型；安装好的所述增速袋外形大体呈三角形；所述三角形的最大角角顶为圆弧、指向所述船体的前上方；所述三角形的长边为所述增速袋的袋口、朝向所述船体的后下方；所述袋盖板朝向船体外侧；在同一条船上安装的所述增速袋总量应不少于四只，并以船体整体质量中心为中心呈前后对称、左右对称性安装；安装好的所述增速袋上的所述袋盖板和所述袋基板中的一种板是由船壳板本身构成的。

2.根据权利要求1所述船舶耐波增速袋，其特征是：所述增速袋的袋边由前端边、转角边和后端边三部分构成；所述袋盖板由平板型袋盖板、波状板型袋盖板和整流筋型袋盖板中的一种以上的所述袋盖板构成；所述增速袋的袋口沿线具有平滑型袋口沿线和曲线型袋口沿线这两种特征中的一种特征。