CN107054557B - 一种防气泡隐形球首一体化设计的科考船型 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种防气泡隐形球首一体化设计的科考船型，属于船舶设计制造的技术领域。一种防气泡隐形球首一体化设计的科考船型包括一设置于船首底部且与球首一体式设置的隐形球首，声学设备内嵌于隐形球首内，且于隐形球首的侧面设置倾斜的气泡引导槽，同时将隐形球首平滑过渡至与船壳连接；本发明通过设置横截面呈水滴型设置的隐形球首，且减小隐形球首的半进流角，降低破波碎波的产生概率，同时，在隐形球首内嵌设声学设备，既便于声学设备工作，又能减少航行阻力；在隐形球首侧面设置倾斜的气泡引导槽，且气泡引导槽距船底的高度在船首处达到最大，既能有效防止产生气泡，还能改善气泡沿船体下泄的趋势，有效避免了气泡对声学设备测量的影响。

Description

一种防气泡隐形球首一体化设计的科考船型
技术领域
本发明涉及船舶设计制造的技术领域，具体是涉及一种防气泡隐形球首一体化设计的科考船型。
背景技术
随着世界各国对海洋能力建设的规划，并且海洋综合探测能力建设是促进海洋科技发展的关键所在，因此海洋建设的进展不断加快，促进了海洋科考的不断深入。
海洋科考船作为海洋科学调查的主要工具，其水下探测功能是科考船至关重要的能力体现，且国内外的科考船广泛安装的设备包括深海声学设备。
目前，声学设备的安装形式主要由以下两种：
第一种，声学设备突出于船体外部呈悬挂式安装；
第二种，声学设备的外形设计为导流罩形式，呈导流罩式安装。
这两种安装方式均存在不足，第一种呈悬挂式安装的形式会导致船舶阻力增加，且测试结果受船体边界层和波浪航行产生的气泡影响较大；第二种呈导流罩式安装的形式虽能降低船舶的阻力，但是防气泡的能力较弱，干扰声学设备的测量，同样会影响测试结果。
综上所述，目前的科考船在安装声学设备的情况下存在不能兼顾防止气泡且阻力小的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，现旨在提供一种防气泡隐形球首一体化设计的科考船型，以在船舶的球首设置隐形球首，且呈一体化设置，同时将声学设备嵌入隐形球首底部内，并且在隐形球首的侧面长度范围内设置倾斜的凹入式气泡引导槽，将隐形球首的横截面呈水滴形弧线设置，且隐形球首的横截面沿船舶船首向船尾的方向逐渐增大直至与船舶壳体平滑相接，即能保证将声学设备设置于隐形球首内，加上一体式的平滑设计，有效减小了阻力，同时通过设置气泡引导槽，减少了气泡的产生并降低了气泡对测量的影响。
具体技术方案如下：
一种防气泡隐形球首一体化设计的科考船型，具有这样的特征，包括：一隐形球首，隐形球首沿船舶长度的方向设置于船舶球首结构处并与球首结构呈一体化设置，同时，隐形球首的侧面上且沿其长度方向设置有倾斜的气泡引导槽，气泡引导槽向船体的内侧凹陷，隐形球首的底部内嵌设有声学设备，隐形球首包裹于声学设备外，隐形球首的横截面沿船首到船尾的方向逐渐增大，直至平滑过渡到与船壳相接。
上述的一种防气泡隐形球首一体化设计的科考船型，其中，隐形球首的侧面的上部和底部处于同一纵向位置，且处于上部和底部两者之间的下部呈外凸设置，即隐形球首的下部轮廓线导圆，此时隐形球首在水线下的横截面形状的轮廓线为水滴型弧线。
上述的一种防气泡隐形球首一体化设计的科考船型，其中，气泡引导槽距离船底的高度在位于船首处最大，并沿船首到船尾的方向逐渐减小，且气泡引导槽与水平面之间的夹角不大于6°。
上述的一种防气泡隐形球首一体化设计的科考船型，其中，隐形船首的长度不大于船舶垂线间长的25％。
上述的一种防气泡隐形球首一体化设计的科考船型，其中，隐形球首的首部水线半进流角不大于18°，且隐形球首的首部在水线处的半进流角不大于16度。
上述的一种防气泡隐形球首一体化设计的科考船型，其中，隐形球首的下部外凸的横截面的最大宽度的一半为最大半宽，且同侧的最大半宽的连接线远离水线的高度且位于水线以下。
上述的一种防气泡隐形球首一体化设计的科考船型，其中，隐形球首在水线处的外形呈流线型设置，并缓慢过渡到与船壳相接。
上述的一种防气泡隐形球首一体化设计的科考船型，其中，隐形球首在位于气泡引导槽区域处与船壳连接，且连接处为圆滑过渡。
上述的一种防气泡隐形球首一体化设计的科考船型，其中，声学设备设置于隐形球首内，且声学设备的底部与船体的底部高度一致。
上述技术方案的积极效果是：1、设置带有气泡引导槽的隐形球首代替传统的球鼻首，不仅降低了气泡的产生量，还改善了气泡沿船体下泄的趋势，有效避免了气泡对声学设备测量的影响；2、隐形球首呈流线型设置，且过度平滑，于船体的连接处连接圆滑，起到的导流和整流作用，并且减小了水线处的半进流角，降低了破波碎波的产生概率，减少了船舶航行的阻力，使船舶航行稳定的基础上更节能。
附图说明
图1为本发明的一种防气泡隐形球首一体化设计的科考船型的实施例的结构图；
图2为本发明一较佳实施例的隐形球首的横剖面结构图；
图3为本发明一较佳实施例的隐形球首在水线面处的结构图；
图4为本发明一较佳实施例的科考船的一视角的结构图。
附图中：1、船首；2、隐形球首；3、船底；4、气泡引导槽；5、水线；6、声学设备；7、最大半宽的连接线；8、半进流角。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图1至附图4对本发明提供的技术方案作具体阐述，但以下内容不作为本发明的限定。
图1为本发明的一种防气泡隐形球首一体化设计的科考船型的实施例的结构图；图2为本发明一较佳实施例的隐形球首的横剖面结构图；图3为本发明一较佳实施例的隐形球首在水线面处的结构图；图4为本发明一较佳实施例的科考船的一视角的结构图。如图1、图2、图3以及图4所示，本实施例提供的防气泡隐形球首一体化设计的科考船型包括：船首1、隐形球首2、船底3、气泡引导槽4、水线5、声学设备6、最大半宽的连接线7以及半进流角8。
具体的，船舶的船首1设置有球首，球首结构处设置有隐形球首2，隐形球首2沿船舶的长度方向设置，且隐形球首2与球首结构呈一体化设置。
具体的，隐形球首2的侧面的上部和底部处于同一纵向位置，且隐形球首2侧面的上部和底部之间的下部呈外凸设置，即隐形球首2的下部轮廓线导圆，此时隐形球首2在水线5下的横截面形状的轮廓线为水滴型弧线，即隐形球首2的横截面形状呈水滴型设置，质心位于隐形球首2的中下部，优选的，质心高度距水线5的距离为水线5高度的70％。
具体的，隐形球首2的侧面上设置有倾斜的气泡引导槽4，气泡引导槽4向船舶的内侧凹陷，且气泡引导槽4沿船舶的长度方向设置，同时，气泡引导槽4在与船底3之间的高度在船首1处最大，且沿船舶船首1到船尾的方向，气泡引导槽4与船底3之间的高度逐渐减小，可引导水流向远处流动，防止产生气泡或改善气泡沿船体下泄的趋势，减小对测试的影响。
气泡引导槽4与水平面之间形成一夹角，且夹角不大于6°，作为优选的实施方式，气泡引导槽4与水平面夹角为5.5°，最大程度的实现了导水和防止气泡产生或下泄，将测试影响降到最低。
具体的，声学设备6设置于隐形球首2内，且声学设备6内嵌于隐形球首2内，并且，隐形球首2在包裹住声学设备6后与船舶的船壳平滑过渡并连接，实现了一体化，即保证了对声学设备6的安装，同时还减少阻力。
具体的，隐形球首2的首部水线5半进流角8不大于18°，且隐形球首2的首部在水线5处的半进流角8不大于16°，作为优选的实施方式，隐形球首2的首部在水线5处的半进流角8为15°，在保证声学设备6安装的前提下，最大程度的减小了船舶的阻力，提高了船舶的经济性能。
更加具体的，隐形球首2的长度不大于船舶垂线间长的25％，避免过长的隐形球首2制造成本高且造成的阻力大的问题，作为优选的实施方式，隐形球首2的长度为船舶垂线间长的20％，最大程度的降低了制造成本，并减小了阻力。
更加具体的，隐形球首2的横截面沿船首1到船尾的方向逐渐增大，直至平滑过渡到与船壳相接，并且隐形球首2在位于气泡引导槽4区域处与船壳连接，且连接处为圆滑过渡。
隐形球首2的横截面的最大宽度的一半为最大半宽，且同侧的最大半宽的连接线7沿船舶的长度方向设置，同时，最大半宽的连接线7从船首1到船尾的方向平滑过渡，且最大半宽逐渐增大，直至隐形球首2与船舶的船壳平滑连接，且最大半宽远离水线5高度且位于水线5以下，能有效减小船舶的阻力。
更加具体的，声学设备6设置于隐形球首2内，且声学设备6的底部与船体的底部高度一致，即声学设备6与船底3齐平，保证了声学设备6在不同吃水条件下仍能正常工作。
本实施例提供的防气泡隐形球首一体化设计的科考船型，包括一设置于船首1底部且与球首一体式设置的隐形球首2，声学设备6内嵌于隐形球首2内，且于隐形球首2的侧面设置倾斜的气泡引导槽4，同时将隐形球首2平滑过渡至与船壳连接；通过设置隐形球首2，隐形球首2横截面呈水滴型设置，且减小隐形球首2的水线5处半进流角8，降低了破波碎波的产生概率，同时，在隐形球首2内嵌设声学设备6，既便于声学设备6的工作，又能减少航行阻力，更节能；在隐形球首2的侧面设置倾斜的气泡引导槽4，且气泡引导槽4距船底3的高度在船首1处达到最大，既能有效防止产生气泡，还能改善气泡沿船体下泄的趋势，有效避免了气泡对声学设备6测量的影响。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种防气泡隐形球首一体化设计的科考船型，其特征在于，包括：一隐形球首，所述隐形球首沿船舶长度的方向设置于船舶球首结构处并与所述球首结构呈一体化设置，同时，所述隐形球首的侧面上且沿其长度方向设置有倾斜的气泡引导槽，所述气泡引导槽向船体的内侧凹陷，所述隐形球首的底部内嵌设有声学设备，所述隐形球首包裹于所述声学设备外，所述隐形球首的横截面沿船首到船尾的方向逐渐增大，直至平滑过渡到与船壳相接；所述气泡引导槽距离船底的高度在位于船首处最大，并沿船首到船尾的方向逐渐减小，且所述气泡引导槽与水平面之间的夹角不大于6°。
2.根据权利要求1所述的一种防气泡隐形球首一体化设计的科考船型，其特征在于，所述隐形球首的侧面的上部和底部处于同一纵向位置，且处于所述上部和所述底部两者之间的下部呈外凸设置，即所述隐形球首的下部轮廓线导圆，此时所述隐形球首在水线下的横截面形状的轮廓线为水滴型弧线。
3.根据权利要求1所述的一种防气泡隐形球首一体化设计的科考船型，其特征在于，所述隐形球首的长度不大于船舶垂线间长的25％。
4.根据权利要求1所述的一种防气泡隐形球首一体化设计的科考船型，其特征在于，所述隐形球首的首部水线半进流角不大于18°，且所述隐形球首的首部在水线处的所述半进流角不大于16度。
5.根据权利要求2或4所述的一种防气泡隐形球首一体化设计的科考船型，其特征在于，所述隐形球首的下部外凸的横截面的最大宽度的一半为最大半宽，且同侧的最大半宽的连接线远离所述水线的高度且位于所述水线以下。
6.根据权利要求5所述的一种防气泡隐形球首一体化设计的科考船型，其特征在于，所述隐形球首在所述水线处的外形呈流线型设置，并缓慢过渡到与所述船壳相接。
7.根据权利要求1所述的一种防气泡隐形球首一体化设计的科考船型，其特征在于，所述隐形球首在位于所述气泡引导槽区域处与所述船壳连接，且连接处为圆滑过渡。
8.根据权利要求1所述的一种防气泡隐形球首一体化设计的科考船型，其特征在于，所述声学设备设置于所述隐形球首内，且所述声学设备的底部与船体的底部高度一致。
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