CN107187541A - 一种球鼻艏及船体 - Google Patents

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黄晓琼
杨丽琼
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Abstract

本发明提供了一种球鼻艏，所述球鼻艏第一端的高度大于所述球鼻艏第二端的高度；所述球鼻艏的上表面为弧面，所述弧面从所述球鼻艏第一端下凹至所述球鼻艏的第二端，使得所述球鼻艏的第二端与船体的首垂线相连；如此，因所述球鼻艏上表面为弧面，且所述弧面从所述球鼻艏第一端下凹至所述球鼻艏的第二端，这样所述球鼻艏的第一端即为上翘型，在球鼻艏的表面就可以形成一个导流面，使得流向船体首柱的水量具有向下的分量，更有利于降低船体首部的兴波阻力，降低船舶的推进功率，从而降低船体运营成本。

Description

一种球鼻艏及船体
技术领域
本发明涉及船舶设计技术领域，尤其涉及一种球鼻艏及船体。
背景技术
船在航行时候会产生兴波阻力，船舶航行时使水面产生波浪，在船首和船尾附近各发生一组波系。每组波系包括横波和散波。横波大致垂直于航向，散波同航向斜交，船波起伏的能量由船体供给，消耗了一部分推进船舶的功率。对船来说相当于克服一定的阻力，这种阻力叫兴波阻力。
为了减弱这种兴波，在船舶设计时，一般会在船首处安装球鼻艏，但是普通的球鼻艏对于中速船舶来说，减弱兴波的能力不强，进而增加了船舶运行的有效功率，增加了运营成本。
基于此，本发明提供一种球鼻艏及船体，以解决现有技术中的上述问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种球鼻艏及船体，用于解决现有技术中的中速船在行驶过程中，球鼻艏减弱兴波阻力的能力不强，导致船舶的推进功率消耗过大，进而增加了船舶的运营成本。
本发明提供一种球鼻艏，所述球鼻艏第一端的高度大于所述球鼻艏第二端的高度；
所述球鼻艏的上表面为弧面，所述弧面从所述球鼻艏第一端下凹至所述球鼻艏的第二端，所述球鼻艏的第二端与船体的首垂线相连。
上述方案中，所述球鼻艏第一端的顶部为圆拱形。
上述方案中，所述球鼻艏的相对突出长度lb/Lbp为0.050～0.055；其中，所述lb为所述球鼻艏的第三端至所述首垂线的距离，所述Lbp为所述船体首垂线与所述船体尾垂线之间的长度。
上述方案中，所述球鼻艏的相对浸深为hb/T为0.240～0.245；其中，所述hb为所述球鼻艏的第三端至静水面的距离；所述T为所述船体的吃水深度。
上述方案中，所述球鼻艏的最大宽度比bmax/B为0.240～0.250；其中，所述bmax为船体首垂线处所述球鼻艏横剖面的最大宽度；所述B为所述船体的宽度。
上述方案中，所述球鼻艏的球鼻面积比Afb/Am为0.180～0.190；其中，所述Afb为船体首垂线处所述球鼻艏横剖面的面积；所述Am为所述船体中部横剖面的面积。
上述方案中，所述球鼻艏的相对排水体积比δ/▽为0.0061～0.0070；其中，所述δ为所述球鼻艏增加的排水体积；所述▽为所述船体的排水体积。
上述方案中，所述球鼻艏使得所述船体推进功率减小的范围为2.8％～5.4％。
本发明还提供一种船体，所述船体包括上文所述的球鼻艏。
上述方案中，所述船体为中速船，所述船体的傅氏数Fr为0.2～0.3。
上述方案中，安装有所述球鼻艏的所述船体的推进功率减小的范围为2.8％～5.4％。
本发明提供了一种球鼻艏及船体，所述球鼻艏第一端的高度大于所述球鼻艏第二端的高度；所述球鼻艏的上表面为弧面，所述弧面从所述球鼻艏第一端下凹至所述球鼻艏的第二端，所述球鼻艏的第二端与船体的首垂线相连；如此，因所述球鼻艏上表面为弧面，且所述弧面从所述球鼻艏第一端下凹至所述球鼻艏的第二端，这样所述球鼻艏的第一端即为上翘型，在球鼻艏的表面就可以形成一个导流面，使得流向船体首柱的水量具有向下的分量，更有利于降低船体首部的兴波阻力，降低船舶的推进功率，从而降低船体运营成本。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的球鼻艏的侧视图；
图2为本发明实施例一提供的所述球鼻艏第三端至所述首垂线的距离、所述球鼻艏第三端至静水面的距离示意图；
图3为本发明实施例一提供的船体首垂线处所述球鼻艏横剖面的面积的参数、船体首垂线处所述球鼻艏横剖面的最大宽度示意图。
具体实施方式
为了解决现有技术中的中速船在行驶过程中，球鼻艏减弱兴波阻力的能力不强，导致船舶的推进功率消耗过大，进而导致船舶的运营成本增加的技术问题，本发明提供了一种球鼻艏及船体，所述球鼻艏的第一端的高度大于所述球鼻艏第二端的高度；所述球鼻艏的上表面为弧面，所述弧面从所述球鼻艏第一端下凹至所述球鼻艏的第二端，使得所述球鼻艏的第二端与船体的首垂线相连。
下面通过附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
实施例一
本实施例提供一种球鼻艏，如图1所示，所述球鼻艏的第一端的高度大于所述球鼻艏第二端的高度，使得所述球鼻艏第一端上翘；且所述球鼻艏第一端的高度高于船体满载线，以在当部分球艏浸水时，附加阻力小、破波阻力小。
参见图1，所述球鼻艏的上表面为弧面，所述弧面从所述球鼻艏第一端下凹至所述球鼻艏的第二端，所述球鼻艏的第二端与船体的首垂线相连，这样所述球鼻艏的上表面就可以形成一个导流面，使得流向船体首柱的水量具有向下的分量，更有利于降低船体首部的兴波阻力，降低船舶的推进功率。需要说明的是，所述第一端为所述球鼻艏的自由端，具体可以为自由端处的最高端；所述第二端为所述球鼻艏的固定端。
这里，为了建造方便，且减小船首波浪的抨击效应，所述球鼻艏第一端的顶部为圆拱形。
具体地，参见图2，所述球鼻艏的相对突出长度lb/Lbp为0.050～0.055；优选地为0.054；其中，所述lb为所述球鼻艏的第三端至所述首垂线的距离，所述Lbp为所述船体首垂线与所述船体尾垂线之间的长度。所述第三端为所述球鼻艏与所述首垂线之间的距离最大时的端部。
所述球鼻艏的相对浸深为hb/T为0.240～0.245；优选地为0.243；其中，所述hb为所述球鼻艏的第三端至静水面的距离；所述T为所述船体的吃水深度。
所述球鼻艏的最大宽度比bmax/B为0.240～0.250；优选地为0.244；其中，所述bmax为船体首垂线处所述球鼻艏横剖面的最大宽度；所述B为所述船体的宽度。
参见图3，所述球鼻艏的球鼻面积比Afb/Am为0.180～0.190；优选地为0.185；其中，所述Afb为船体首垂线处所述球鼻艏横剖面的面积；所述Am为所述船体中部横剖面的面积。
所述球鼻艏的相对排水体积比δ/▽为0.0061～0.0070；优选地为0.0065；其中，所述δ为球鼻艏增加的排水体积；所述▽为所述船体的排水体积。
这里，将所述球鼻艏安装在船体上后，所述球鼻艏使得所述船体推进功率减小的范围为2.8％～5.4％，这样减小了船体的推进功率，降低了船体运营成本。
实施例二
相应于实施例一，本实施例提供一种船体，所述船体优选为中速船舶，所述船体的傅氏数Fr为0.2～0.3，v是航速，L是船长，所述船体的船首安装有实施例一提供的球鼻艏，如图1所示，所述球鼻艏的第一端的高度大于所述球鼻艏第二端的高度；使得所述球鼻艏第一端上翘；且所述球鼻艏第一端的高度高于船体满载线，以在当部分球艏浸水时，附加阻力小、破波阻力小。
参见图1，所述球鼻艏的上表面为弧面，所述弧面从所述球鼻艏第一端下凹至所述球鼻艏的第二端，所述球鼻艏的第二端与船体的首垂线相连，这样所述球鼻艏的上表面就可以形成一个导流面，使得流向船体首柱的水量具有向下的分量，更有利于降低船体首部的兴波阻力，降低船舶的推进功率。需要说明的是，所述第一端为所述球鼻艏的自由端，具体可以为自由端处的最高端；所述第二端为所述球鼻艏的固定端。
这里，为了建造方便，且减小船首波浪的抨击效应，所述球鼻艏第一端的顶部为圆拱形横剖面。
具体地，参见图2，所述球鼻艏的相对突出长度lb/Lbp为0.050～0.055；优选地为0.054；其中，所述lb为所述球鼻艏的第三端至所述首垂线的距离，所述Lbp为所述船体首垂线与所述船体尾垂线之间的长度。所述第三端为所述球鼻艏与所述首垂线之间的距离最大时的端部。
所述球鼻艏的相对浸深为hb/T为0.240～0.245；优选地为0.243；其中，所述hb为所述球鼻艏的第三端至静水面的距离；所述T为所述船体的吃水深度。
所述球鼻艏的最大宽度比bmax/B为0.240～0.250；优选地为0.244；其中，所述bmax为船体首垂线处所述球鼻艏横剖面的最大宽度；所述B为所述船体的宽度。
参见图3，所述球鼻艏的球鼻面积比Afb/Am为0.180～0.190；优选地为0.185；其中，所述Afb为船体首垂线处所述球鼻艏横剖面的面积；所述Am为所述船体中部横剖面的面积。
所述球鼻艏的相对排水体积比δ/▽为0.0061～0.0070；优选地为0.0065；其中，所述δ为球鼻艏增加的排水体积；所述▽为所述船体的排水体积。
这里，在船体的船首安装所述球鼻艏后，所述球鼻艏使得所述船体推进功率减小的范围为2.8％～5.4％，这样减小了船体的推进功率，降低了船体运营成本。
实施例三
实际应用中，可以将实施例一提供的球鼻艏应用在中速船舶上，如图1所示，所述球鼻艏的第一端的高度大于所述球鼻艏第二端的高度；使得所述球鼻艏第一端上翘；且所述球鼻艏第一端的高度高于船体满载线，以在当部分球艏浸水时，附加阻力小、破波阻力小。本实施例中船体满载线为6600WL。
参见图1，所述球鼻艏的上表面为弧面，所述弧面从所述球鼻艏第一端下凹至所述球鼻艏的第二端，所述球鼻艏的第二端与船体的首垂线相连，这样所述球鼻艏的上表面就可以形成一个导流面，使得流向船体首柱的水量具有向下的分量，更有利于降低船体首部的兴波阻力，降低船舶的推进功率。
这里，为了建造方便，且减小船首波浪的抨击效应，所述球鼻艏第一端的顶部为圆拱形横剖面。
具体地，参见图2，所述球鼻艏的相对突出长度lb/Lbp为0.050～0.055；本实施例中为0.054；其中，所述lb为所述球鼻艏第三端至所述首垂线的距离，所述Lbp为所述船体首垂线与所述船体尾垂线之间的长度。本实施例中所述lb为4.313m；所述Lbp为83m。所述第三端为所述球鼻艏与所述首垂线之间的距离最大时的端部。
所述球鼻艏的相对浸深为hb/T为0.240～0.245；本实施例中为0.242；其中，所述hb为所述球鼻艏第三端至静水面的距离；所述T为所述船体的吃水深度。本实施例中所述hb为1.6m；所述T为6.6m。
所述球鼻艏的最大宽度比bmax/B为0.240～0.250；本实施例中为0.247；其中，所述bmax为船体首垂线处所述球鼻艏横剖面的最大宽度；所述B为所述船体的宽度。本实施例中为所述bmax为5.008m，B为20.3m。
参见图3，所述球鼻艏的球鼻面积比Afb/Am为0.180～0.190；本实施例中为0.186；其中，所述Afb为船体首垂线处所述球鼻艏横剖面的面积；所述Am为所述船体中部横剖面的面积。本实施例中为所述Afb为24.72m2，Am为113.17m2。
所述球鼻艏的相对排水体积比δ/▽为0.0061～0.0070；优选地为0.0067；其中，所述δ为球鼻艏增加的排水体积；所述▽为所述船体的排水体积。本实施例中为所述δ为60m3，▽为8491.8m3。
进一步地，该球鼻艏使得船体消耗的有效功率如表1所示，当然表1中也给出了普通球鼻艏使得船体消耗的有效功率；需要说明的是，在两种对比方案中，所述船舶的吃水深度均为6.6m；所述船舶的速度为12kn～16kn，Fr系数为0.206～0.275。
表1
由表1可以看出，在满载吃水6.6m工况下，在船速与弗兰德系数均相同的情况下，船舶采用实施例一提供的球鼻艏更能有效地减小阻力，节省船舶推进功率，降低船舶运营成本。
本发明实施例提供的球鼻艏及船体能带来的有益效果至少是：
本发明提供了一种球鼻艏及船体，所述球鼻艏的第一端的高度大于所述球鼻艏第二端的高度；所述球鼻艏的上表面为弧面，所述弧面从所述球鼻艏第一端下凹至所述球鼻艏的第二端，所述球鼻艏的第二端与船体的首垂线相连；如此，因所述球鼻艏上表面为弧面，且所述弧面从所述球鼻艏第一端下凹至所述球鼻艏的第二端，这样所述球鼻艏的第一端即为上翘型，在球鼻艏的表面就可以形成一个导流面，使得流向船体首柱的水量具有向下的分量，更有利于降低船体首部的兴波阻力，降低船舶的推进功率，从而降低船体运营成本。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种球鼻艏，其特征在于，所述球鼻艏第一端的高度大于所述球鼻艏第二端的高度；
所述球鼻艏的上表面为弧面，所述弧面从所述球鼻艏第一端下凹至所述球鼻艏的第二端，所述球鼻艏的第二端与船体的首垂线相连。
2.如权利要求1所述的球鼻艏，其特征在于，所述球鼻艏第一端的顶部为圆拱形。
3.如权利要求1所述的球鼻艏，其特征在于，所述球鼻艏的相对突出长度lb/Lbp为0.050～0.055；其中，所述lb为所述球鼻艏的第三端至所述首垂线的距离，所述Lbp为所述船体首垂线与所述船体尾垂线之间的长度；所述第三端为所述球鼻艏与所述首垂线之间的距离最大时的端部。
4.如权利要求1所述的球鼻艏，其特征在于，所述球鼻艏的相对浸深为hb/T为0.240～0.245；其中，所述hb为所述球鼻艏的第三端至静水面的距离；所述T为所述船体的吃水深度。
5.如权利要求1所述的球鼻艏，其特征在于，所述球鼻艏的最大宽度比bmax/B为0.240～0.250；其中，所述bmax为船体首垂线处所述球鼻艏横剖面的最大宽度；所述B为所述船体的宽度。
6.如权利要求1所述的球鼻艏，其特征在于，所述球鼻艏的球鼻面积比Afb/Am为0.180～0.190；其中，所述Afb为船体首垂线处所述球鼻艏横剖面的面积；所述Am为所述船体中部横剖面的面积。
7.如权利要求1所述的球鼻艏，其特征在于，所述球鼻艏的相对排水体积比δ/▽为0.0061～0.0070；其中，所述δ为所述球鼻艏增加的排水体积；所述▽为所述船体的排水体积。
8.一种船体，其特征在于，所述船体包括如权利要求1～8任一所述的球鼻艏。
9.如权利要求8所述的船体，其特征在于，所述船体为中速船，所述船体的傅氏数Fr为0.2～0.3。
10.如权利要求8所述的球鼻艏，其特征在于，安装有所述球鼻艏的所述船体的推进功率减小的范围为2.8％～5.4％。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110562382A (zh) * 2019-07-29 2019-12-13 武汉船舶设计研究院有限公司 一种兼具快速性和大设备布置空间的船体
CN115432106A (zh) * 2022-09-29 2022-12-06 中国舰船研究设计中心 一种类椭球形球鼻艏及其设计方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2655734A1 (de) * 1976-12-09 1978-06-15 Lindenau Schiffswerft Schiffs - bugwulst
CN203780733U (zh) * 2014-03-03 2014-08-20 中集船舶海洋工程设计研究院有限公司 船舶
CN204432977U (zh) * 2014-12-14 2015-07-01 威海中复西港船艇有限公司 一种用于科考船的球鼻艏
WO2015125033A1 (en) * 2014-02-18 2015-08-27 Fincantieri S.P.A. Ship for navigating in icy waters having improved propulsion performances

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2655734A1 (de) * 1976-12-09 1978-06-15 Lindenau Schiffswerft Schiffs - bugwulst
WO2015125033A1 (en) * 2014-02-18 2015-08-27 Fincantieri S.P.A. Ship for navigating in icy waters having improved propulsion performances
CN203780733U (zh) * 2014-03-03 2014-08-20 中集船舶海洋工程设计研究院有限公司 船舶
CN204432977U (zh) * 2014-12-14 2015-07-01 威海中复西港船艇有限公司 一种用于科考船的球鼻艏

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
姜次平等: "《船舶阻力》", 31 March 1986, 上海交通大学出版社 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110562382A (zh) * 2019-07-29 2019-12-13 武汉船舶设计研究院有限公司 一种兼具快速性和大设备布置空间的船体
CN115432106A (zh) * 2022-09-29 2022-12-06 中国舰船研究设计中心 一种类椭球形球鼻艏及其设计方法

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