CN106080951A - 一种带水翼的新型双球鼻复合船艏 - Google Patents

一种带水翼的新型双球鼻复合船艏 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种带水翼的新型双球鼻复合船艏，包括近水面球艏及下潜艏，近水面球艏位于设计水线的下部，下潜艏位于近水面球艏的下部，下潜艏带有一对后掠水翼，下潜艏与船舶基线相接近。通过将近水球艏布置于设计水线附近，相当于增加了船舶船体的水线长，能有效减小船体阻力。近水面球艏与下潜艏在船艏可以形成有利的兴波干扰，相比传统球艏可以有效减少船舶在高速航行时的兴波阻力。下潜艏与后掠水翼可使船舶在高速航行时产生一定的动升力，有效抵抗船舶在波浪中承受的扰动力矩，此外相比传统球艏可以产生更大的附加质量及阻尼，可以有效减小船舶波浪中纵向运动，尤其是船艏的垂向加速度，极大地提高了船舶海上航行的舒适性。

Description

一种带水翼的新型双球鼻复合船艏
技术领域
本发明涉及船舶技术领域，尤其涉及一种带水翼的新型双球鼻复合船艏。
背景技术
目前，现有主流船舶的艏部线型多采用球艏形式，其包括水滴型球艏、撞角型球艏、圆柱形球艏、椭球艏等，上述球艏结构能减少船舶航行时的兴波阻力，由此提高船舶航运经济性能，然后上述结构形式的船舶在风浪中航行、尤其是在恶劣的海况下，船体运动(尤其是纵摇运动)大，螺旋桨出水严重，且船体在波浪中的增阻较大，船舶不得不采取主动和被动失速，大大增加了船舶的航运成本。文献《对排水式高速船双球首构形优化的初步研究》(刘文玺，黄德波。哈尔滨工程大学学报，2007年12月，第28卷第12期)通过数值方法，对高速船双球首阻力进行了优化，取得了一定的减阻效果。但该球首缺乏专门的减摇措施来减少船体运动，其运动性能并没有得到改善。
发明内容
本申请人针对上述现有问题，进行了研究改进，提供一种带水翼的新型双球鼻复合船艏，其在高速航运时可产生一定的动升力，不仅能够减少船舶阻力，还能减少船舶在风浪中的运动，降低油耗，减少航行成本。
本发明所采用的技术方案如下：
一种带水翼的新型双球鼻复合船艏，包括近水面球艏及下潜艏，所述近水面球艏位于设计水线的下部，所述下潜艏位于近水面球艏的下部，所述下潜艏带有一对后掠水翼，所述下潜艏与船舶基线相接近；
其进一步技术方案在于：
所述后掠水翼以所述下潜艏为中心对称布置；
所述近水面球艏离所述设计水线的距离不大于0.5m；
所述近水面球艏的横剖面为椭圆形，所述近水面球艏离船艏越近，所述椭圆形的椭圆半径越小；
所述下潜艏的纵剖面为NACA翼型；
所述后掠水翼的横向宽度不超过船舶宽度的50％，所述后掠水翼的纵向宽度不超过船舶长度的5％；
所述下潜艏与后掠水翼的翼剖面具有同一轴线，所述轴线与船舶基线之间形成攻角α；
所述攻角α不大于4°。
本发明的有益效果如下：
通过将近水球艏布置于设计水线附近，相当于增加了船舶船体的水线长，能有效减小船体阻力。近水面球艏与下潜艏在船艏可以形成有利的兴波干扰，相比传统球艏可以有效减少船舶在高速航行时的兴波阻力，下潜艏与后掠水翼可使船舶在航速航行时产生一定的动升力，有效抵抗船舶在波浪中承受的扰动力矩，起到减小船舶纵向运动的目的，本发明中的近水面球艏、下潜艏及后掠水翼可以产生更大的附加质量及阻尼，可以更进一步地减小船舶纵向运动，尤其是船艏的垂向加速度可以极大程度的减小，大大提高了船舶海上航行的舒适性，利用本法使船舶在高速航行时阻力减少10％，船艏的垂向加速减少60％，船舶纵摇运动减少50％，降阻减摇效果明显，广泛适用于高速水面船舶或高速快艇上。
附图说明
图1为本发明的主视图。
图2为本本发明的俯视图。
图3为图1的侧视图。
其中：1、近水面球艏；2、下潜艏；3、船舶基线；4、设计水线；5、轴线；6、后掠水翼。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图1、图2及图3所示，一种带水翼的新型双球鼻复合船艏包括近水面球艏1及下潜艏2，近水面球艏1位于设计水线4的下部，近水面球艏1离设计水线4的距离不大于0.5m，上述近水面球艏1的横剖面为椭圆形，近水面球艏1离船艏越近，椭圆形的椭圆半径越小。
下潜艏2带有一对后掠水翼6，后掠水翼6以下潜艏2为中心对称布置。后掠水翼6的横向宽度不超过船舶宽度的50％，后掠水翼6的纵向宽度不超过船舶长度的5％。如图1所示，下潜艏2与船舶基线3相接近，下潜艏2的纵剖面为NACA翼型。如图1所示，下潜艏2与后掠水翼6的翼剖面具有同一轴线5，轴线5与船舶基线3之间形成攻角α，攻角α不大于4°。
如图1、图2及图3所示，通过将近水球艏布置于设计水线4附近，相当于增加了船舶船体的水线长，能有效减小船体阻力。近水面球艏1与下潜艏2在船艏可以形成有利的兴波干扰，相比传统球艏可以有效减少船舶在高速航行时的兴波阻力，下潜艏2与后掠水翼6可使船舶在航速航行时产生一定的动升力，有效抵抗船舶在波浪中承受的扰动力矩，起到减小船舶纵向运动的目的，本发明中的近水面球艏1、下潜艏2及后掠水翼6可以产生更大的附加质量及阻尼，可以更进一步地减小船舶纵向运动，尤其是船艏的垂向加速度可以极大程度的减小，大大提高了船舶海上航行的舒适性，利用本法使船舶在高速航行时阻力减少10％，船艏的垂向加速减少60％，船舶纵摇运动减少50％，降阻减摇效果明显，广泛适用于高速水面船舶或高速快艇上。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的基本结构的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims (8)

1.一种带水翼的新型双球鼻复合船艏，其特征在于：包括近水面球艏(1)及下潜艏(2)，所述近水面球艏(1)位于设计水线(4)的下部，所述下潜艏(2)位于近水面球艏(1)的下部，所述下潜艏(2)带有一对后掠水翼(6)，所述下潜艏(2)与船舶基线(3)相接近。
2.如权利要求1所述的一种带水翼的新型双球鼻复合船艏，其特征在于：所述后掠水翼(6)以所述下潜艏(2)为中心对称布置。
3.如权利要求1所述的一种带水翼的新型双球鼻复合船艏，其特征在于：所述近水面球艏(1)离所述设计水线(4)的距离不大于0.5m。
4.如权利要求1所述的一种带水翼的新型双球鼻复合船艏，其特征在于：所述近水面球艏(1)的横剖面为椭圆形，所述近水面球艏(1)离船艏越近，所述椭圆形的椭圆半径越小。
5.如权利要求1所述的一种带水翼的新型双球鼻复合船艏，其特征在于：所述下潜艏(2)的纵剖面为NACA翼型。
6.如权利要求1所述的一种带水翼的新型双球鼻复合船艏，其特征在于：所述后掠水翼(6)的横向宽度不超过船舶宽度的50％，所述后掠水翼(6)的纵向宽度不超过船舶长度的5％。
7.如权利要求1所述的一种带水翼的新型双球鼻复合船艏，其特征在于：所述下潜艏(2)与后掠水翼(6)的翼剖面具有同一轴线(5)，所述轴线(5)与船舶基线(3)之间形成攻角α。
8.如权利要求7所述的一种带水翼的新型双球鼻复合船艏，其特征在于：所述攻角α不大于4°。
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