CN107585257A - 一种千吨级散货船船型 - Google Patents

Abstract

一种千吨级散货船船型，包括散货船船体，所述船体包括船体首部（1）、船体中部（2）、船体尾部（3），所述船体首部（1）为垂直船首，其横剖面为外飘舷侧结构，且为中U形；船体中部（2）为平行中体，平行中体与船体首部（1）光顺连接；船体尾部（3）为方尾，所述方尾包括去流段（31）和尾部过渡段（32），所述去流段（31）、尾部过渡段（32）、平行中体光顺连接；本发明提供的技术方案使千吨级散货船在相同排水量和载重量下，船舶阻力较小，提升航速提高，提高船舶经济型。

Description

一种千吨级散货船船型

技术领域

本发明涉及船舶线型领域，具体的说，是一种千吨级散货船船型。

背景技术

对于千吨级内河运输散货船而言，其船舶线型往往受内河水深和内河航道狭窄限制，为了保证船舶不被搁浅及船舶顺利转向，散货船一般为浅吃水船舶，且船长较小，为了保证船舶经济性，在浅吃水状态及较小船长下，采用增加型宽的方法，增大排水量，从而提高船舶的载重量。随着而来的问题是，在增大型宽的同时，船舶阻力增大，相同载重量和动力下，航速降低，船舶经济性下降。

发明内容

本发明提出一种千吨级散货船船型,在相同排水量和载重量下，船舶阻力较小，提升航速提高，提高船舶经济性。

一种千吨级散货船船型, 包括散货船船体，所述船体包括船体首部、船体中部、船体尾部，其特征在于，所述船体首部为垂直船首，其横剖面为外飘舷侧结构，且为中U形；

船体中部为平行中体，平行中体与船体首部光顺连接；

船体尾部为方尾，所述方尾包括去流段和尾部过渡段，所述去流段、尾部过渡段、平行中体光顺连接。

对于中速船来说，兴波阻力在总阻力的比重较大，散货船由于货舱布置的原因，船首比较肥大，产生的兴波阻力大，船体首部采用垂直船首，首垂线向前推移至最前端，可以减少船体的肥大程度，经过船模水池试验结果表明，采用垂直船首可以降低主船体自身的兴波，因而总阻力随之明显下降，因此，在相同排水量和载重量下，航速较高，提高船舶经济性。

同样的，对于中速船来说，中U形的横剖面线型，使船体首部分布于满载水线以下的排水体积较多，满载水线处较尖瘦也可以有效的减小兴波阻力，从而减小总阻力，因此，在相同排水量和载重量下，航速较高，提高船舶经济性。

船体首部横剖面为外飘舷侧结构，可以增大船首部主甲板面积，有足够的空间在船首主甲板面进行传送带、吊臂等输送装置的布置。

船体中部为平行中体，在排水体积一定时，适当的设置平行中体，对中速船来说，可以减小兴波阻力和粘压阻力，对阻力性能是有利的；其次，采用平行中体可以简化施工工艺，降低造价。

船体尾部为方尾，其各水线面的尾部形状接近方形，水流经过船尾时，大致沿纵剖线方向流动，减少水流的旋转和弯曲程度，从而减少能量损失，改善阻力性能；其次，方尾的尾部排水体积较大，可以减少航行过程中的尾倾现象，且结构简单，具有良好的回转性，多螺旋桨等有良好的保护作用等。

船体首部与平行中体光顺连接，且去流段、尾部过渡段、平行中体光顺连接，保证船舶纵向线型光顺，无明显折线或拐点，可以避免在航行过程中形成漩涡，避免增大阻力，从而提高航速，提高船舶经济性。

进一步地，所述散货船主尺度满足以下要求：

4.5≤L/B≤5.5；2.5≤B/T≤4.5；

其中，L为船舶总长，B为型宽，T为吃水。

在排水量一定时，船舶总长L增大，必然要求型宽B和吃水T同时减小，因此L/B增大，船型变得瘦长，对于货船来说，不利于装载货物及卸货，因此，需要控制4.5≤L/B≤5.5，使货船中部线型肥大，利于货舱布置及装卸货。

其次，对于中速船，在排水量一定时，如果船舶总长L过大，总阻力反而增大，因此，选择船长尽量小一些，使船型参数，即排水量与船长立方的比值尽量大，船型短而肥，可以减小阻力，增大舱容，降低造价，提高经济性。

B/T为宽度吃水比，表示船体的扁平程度，对于内河中速散货船来说，主要考虑船的稳性、布置、航道水深等，因为内河船的水深较浅，船宽太大，会增大阻力，但从散货船甲板面布置需求考虑，需要适当增大型宽B，因此，确定宽度吃水比为2.5≤B/T≤4.5，一方面不至于过多的增大船舶阻力，另一方面，散货船甲板面积足以进行布置。

进一步地，所述船体首部的横剖面曲线舭部采用半径为700mm到1500mm的圆弧光顺过渡。

舭部采用半径为700mm到1500mm的圆弧，能保证舷侧和船底之间平滑过渡，且船体首部横剖面为中U形；若圆弧过大，船体首部横剖面为变为极U形，容易在与平行中体衔接处产生肩波和漩涡，若圆弧过小，船体首部横剖面为变为V形，首部满载水线下体积变小，会增大兴波阻力。

进一步地，所述平行中体部分的长度占船舶总长的55%到80%。

设置平行中体目的在于，一方面，船体中部有尽可能大的空间用来装货，因此平行中体长度不低于船舶总长的55%；另一方面，对于中速船来说，平行中体过长，且考虑到船首设备布置和船尾机舱布置的空间，必然需要增大船舶总长，反而会增大阻力，因此，平行中体长度不高低于船舶总长的80%。

进一步地，所述平行中体的横剖面系数Cm为0.95 < Cm < 1。

横剖面系数Cm表示横剖面的丰满程度，对于中速船来说，横剖面系数Cm取大值较好，为了与船体首部中U形线型和船体尾部方尾线型光顺过渡，选取0.95 < Cm < 1。

进一步地，所述去流段包括去流段船底板、去流段舷侧外板和尾封板；所述去流段船底板为一水平板；舷侧外板采用圆舭连接去流段船底板，去流段船底板至少设有一个安装直翼推进器的位置。

舷侧外板与去流段船底板采用圆舭过渡，是为了保证线型光顺。

此外，所述去流段船底板纵剖线坡度缓和，去流段船底板近为一水平板，这样一方面有利于直翼推进器的安装，因为直翼推进器是采用一平面环形安装板与去流段船底板焊接安装，若与常规的双向曲面的船底板配合时，安装需要设置连接水密板，而去流段船底板为一水平板，就能够做到与直翼推进器的平面环形安装板同时光顺焊接，不必增设连接水密板，提高了推进器安装效率；另一方面保证了推进器位置的船底型线光顺，有利于减少水流紊乱，提高船舶快速性。

进一步地，所述直翼推进器有两个，对称安装在离船体中纵剖面3725mm，及离尾封板2500mm的去流段船底板上。

通过两个直翼推进器不同的转速，可以实现船舶在内河狭窄航道内转向；考虑到两直翼推进器在工作时，为了尽量减小一个直翼推进器产生的水流和涡流对另一个直翼推进器的影响，因此采用对称安装，且其横向位置为距离船体中纵剖面3725mm，及离尾封板2500mm的去流段船底板上。

进一步地，所述圆舭为半径在300mm到1000mm之间的圆弧。

圆舭采用半径为300mm到1000mm之间的圆弧，是为了保证方尾舷侧外板和去流段船底板之间能平滑过渡，不产生肩波和漩涡。

进一步地，所述去流段还设有压浪板，所述压浪板为金属平板，转角为圆角；其宽度与尾封板下沿等宽，通过多个肘板垂直固定在尾封板上。

船舶航行时，船尾浪花会产生阻力,设置压浪板的可以减少浪花兴起，控制其首、尾的兴波程度，减小阻力，提高航速、节省燃料，提高船舶经济性。

其次，压浪板与尾封板下沿等宽，能够最大程度覆盖船尾产生的浪花，减少阻力；肘板一般为三角板，在相同材料面积下，其稳定性较高，通过多个肘板将压浪板固定在尾封板上，足以满足强度要求。

进一步地，所述去流段船底板横向斜升角为0°到3°。

从阻力性能来说，去流段船底板横向斜升角越小，升力效应越好，考虑到平行中体与船体尾部光顺过度，去流段船底板需要一定的横向斜升角，因此，将其设置在0°到3°。

与现有技术相比，本发明提供的一种千吨级散货船船型，具有以下优点：

1、 在相同排水量和载重量下，本发明方案提供的线型，船舶总阻力较小，能够提高一定的航速，从而提高船舶经济性；

2、 在内河狭窄航道中，设置两个直翼推进器，有利于提高船舶回转性；

3、 船首采用垂直船首，船尾为方尾，其在满载水线以下排水体积相当，不会造成严重尾倾或首倾，有利于散货船在运输过程中的平稳航行。

附图说明

图1为本发明船型的纵剖线图。

图2为本发明船型的水线面图。

图3为本发明船型的横剖线图。

图4为本发明肘板固定压浪板的剖视图。

图5为本发明肘板固定压浪板的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

实施例1

如图1图3所示，一种千吨级散货船船型,包括船体首部1、船体中部2、船体尾部3，其特征在于，所述船体首部1为垂直船首，其横剖面为外飘舷侧结构，且为中U形；

船体中部2为平行中体，平行中体与船体首部1光顺连接；

船体尾部3为方尾，所述方尾包括去流段31和尾部过渡段32，所述去流段31、尾部过渡段32、平行中体光顺连接。

去流段31包括去流段船底板311、去流段舷侧外板312和尾封板313；所述去流段船底板311为一水平板；舷侧外板312采用圆舭连接去流段船底板311，去流段船底板311至少设有一个安装直翼推进器4的位置。

优选地，直翼推进器4有两个，对称安装在离船体中纵剖面3725mm，及离尾封板3132500mm的去流段船底板311上。

如图3所示，舷侧外板312与去流段船底板311之间采用圆舭为半径在300mm到1000mm之间的圆弧过渡；船体首部1的横剖面曲线舭部采用半径为700mm到1500mm的圆弧光顺过渡。

圆舭可以保证方尾舷侧外板312和去流段船底板311之间能平滑过渡，不产生肩波和漩涡。

船体首部1的横剖面曲线舭部采用半径为700mm到1500mm的圆弧，能保证舷侧和船底之间平滑过渡，且船体首部1横剖面为中U形；若圆弧过大，船体首部1横剖面为变为极U形，容易在与平行中体衔接处产生肩波和漩涡，若圆弧过小，船体首部1横剖面为变为V形，首部满载水线下体积变小，会增大兴波阻力。

如图2、图4和图5所示，去流段31还设有压浪板314，所述压浪板314为金属平板，转角为圆角；其宽度与尾封板313下沿等宽，通过多个肘板315垂直固定在尾封板313上。

船舶航行时，船尾浪花会产生阻力,设置压浪板314的可以减少浪花兴起，控制其首、尾的兴波程度，减小阻力，提高航速、节省燃料，提高船舶经济性。

其次，压浪板与尾封板313下沿等宽，能够最大程度覆盖船尾产生的浪花，减少阻力；肘板一般为三角板，在相同材料面积下，其稳定性较高，通过多个肘板将压浪板固定在尾封板上，足以满足强度要求。

如图3所示，所述去流段船底板311横向斜升角为0°到3°。

从阻力性能来说，去流段船底板311横向斜升角越小，升力效应越好，考虑到平行中体与船体尾部3光顺过度，去流段船底板311需要一定的横向斜升角，因此，将其设置在0°到3°。

优选地，所述散货船主尺度满足以下要求：

4.5≤L/B≤5.5；2.5≤B/T≤4.5；

其中，L为船舶总长，B为型宽，T为吃水。

优选地，平行中体部分的长度占船舶总长的55%到80%。

优选地，平行中体的横剖面系数Cm为0.95 < Cm < 1。

对于中速船来说，兴波阻力在总阻力的比重较大，散货船由于货舱布置的原因，船首比较肥大，产生的兴波阻力大，船体首部1采用垂直船首，首垂线向前推移至最前端，可以减少船体的肥大程度，经过船模水池试验结果表明，采用垂直船首可以降低主船体自身的兴波，因而总阻力随之明显下降，因此，在相同排水量和载重量下，航速较高，提高船舶经济性。

同样的，对于中速船来说，中U形的横剖面线型，使船体首部1分布于满载水线以下的排水体积较多，满载水线处较尖瘦也可以有效的减小兴波阻力，从而减小总阻力，因此，在相同排水量和载重量下，航速较高，提高船舶经济性。

船体首部1横剖面为外飘舷侧结构，可以增大船首部主甲板面积，有足够的空间在船首主甲板面进行传送带、吊臂等输送装置的布置。

船体中部2为平行中体，在排水体积一定时，适当的设置平行中体，对中速船来说，可以减小兴波阻力和粘压阻力，对阻力性能是有利的；其次，采用平行中体可以简化施工工艺，降低造价。

船体尾部3为方尾，其各水线面的尾部形状接近方形，水流经过船尾时，大致沿纵剖线方向流动，减少水流的旋转和弯曲程度，从而减少能量损失，改善阻力性能；其次，方尾的尾部排水体积较大，可以减少航行过程中的尾倾现象，且结构简单，具有良好的回转性，多螺旋桨等有良好的保护作用等。

船体首部1与平行中体光顺连接，且去流段31、尾部过渡段32、平行中体光顺连接，保证船舶纵向线型光顺，无明显折线或拐点，可以避免在航行过程中形成漩涡，避免增大阻力，从而提高航速，提高船舶经济性。

实施例2

本实施例提供一艘70.5米、采用双直翼推进器4的2000吨散货船，该船主尺度为：

总长L=70.5米；型宽B=13.9米；型深D=4.5米；吃水T=3.30米；

中剖面系数Cm=0.992；L/B=5.072；B/T=4.212。

如图1所示，船体首部1、船体中部2、船体尾部3的纵剖线均为光顺连接。

中纵剖处，船首首柱与船底板采用半径为1500mm的圆弧过渡，平行中体处的船底板逐渐升高，与尾部过渡段32采用反曲线过渡，在去流段船底板311段，趋于水平，在此水平段内，安装有直翼推进器4。

在本实施例中，所述去流段船底板311纵剖线坡度几乎与水平面平行，这样一方面有利于在安装直翼推进器4后，推进器推力方向与水平方向夹角接近0°，减少推力损失；另一方面有利于与尾部过渡段32的光顺连接，避免尾部过渡段32的船底线抬升过大，使得型线光顺困难且来流不畅。

如图2所示，本实施例在去流段船底板311上安装有两个直翼推进器4，对称布置在离船体中纵剖面3725mm，及与离尾封板313距离为2500mm。

如图3所示，舷侧外板312与去流段船底板311之间的圆舭最大半径为770mm，在逐渐过渡到尾封板313的过程中，圆舭半径逐渐变小，保证纵剖线的光顺过渡。

从图3可知，船体首部1的横剖面为外飘舷侧结构，且为中U形，可以增大船首部主甲板面积，有足够的空间在船首主甲板面进行传送带、吊臂等输送装置的布置。

如图3所示，去流段船底板311横向斜升角为2°。

如图2、图4和图5所示，去流段31还设有压浪板314，所述压浪板314为金属平板，转角为圆角；其宽度与尾封板313下沿等宽，通过多个肘板315垂直固定在尾封板313上。

从图2和图4可知，本实施例中的压浪板314沿船长方向宽度为1200mm，横向宽度与尾封板313下沿等宽，足以有效的覆盖船舶航行过程中尾部产生的浪花，减小阻力，提高推进效率。

如图4和图5所示，压浪板314通过多个肘板315垂直固定在尾封板313上，相邻两个肘板315间距为1000mm。

显然，本发明虽然以上述实施例公开，但并不是对本发明的限定。任何本领域的普通技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，在上述说明的基础上都可以做出可能的变化和修改。因此，本发明的保护范围应当以本发明的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种千吨级散货船船型,包括散货船船体，所述船体包括船体首部（1）、船体中部（2）、船体尾部（3），其特征在于，所述船体首部（1）为垂直船首，其横剖面为外飘舷侧结构，且为中U形；

船体中部（2）为平行中体，平行中体与船体首部（1）光顺连接；

船体尾部（3）为方尾，所述方尾包括去流段（31）和尾部过渡段（32），所述去流段（31）、尾部过渡段（32）、平行中体光顺连接。

2.根据权利要求1所述的一种千吨级散货船船型,其特征在于，所述散货船主尺度满足以下要求：

4.5≤L/B≤5.5；2.5≤B/T≤4.5；

其中，L为船舶总长，B为型宽，T为吃水。

3.根据权利要求1所述的一种千吨级散货船船型,其特征在于，所述船体首部（1）的横剖面曲线舭部采用半径为700mm到1500mm的圆弧光顺过渡。

4.根据权利要求1所述的一种千吨级散货船船型,其特征在于，所述平行中体部分的长度占船舶总长的55%到80%。

5.根据权利要求1或2所述的一种千吨级散货船船型,其特征在于，所述平行中体的横剖面系数Cm为0.95 < Cm < 1。

6.根据权利要求1所述的一种千吨级散货船船型,其特征在于，所述去流段（31）包括去流段船底板（311）、去流段舷侧外板（312）和尾封板（313）；

所述去流段船底板（311）为一水平板；

所述舷侧外板（312）采用圆舭连接去流段船底板（311），去流段船底板（311）至少设有一个安装直翼推进器（4）的位置。

7.根据权利要求6所述的一种千吨级散货船船型,其特征在于，所述直翼推进器（4）有两个，对称安装在离船体中纵剖面3725mm，及离尾封板（313）2500mm的去流段船底板（311）上。

8.根据权利要求6所述的一种千吨级散货船船型,其特征在于，所述圆舭为半径在300mm到1000mm之间的圆弧。

9.根据权利要求4所述的一种千吨级散货船船型,其特征在于，所述去流段（31）还设有压浪板（314），所述压浪板（314）为金属平板，转角为圆角；其宽度与尾封板（313）下沿等宽，通过多个肘板（315）垂直固定在尾封板（313）上。

10.根据权利要求4所述的一种千吨级散货船船型,其特征在于，所述去流段船底板（311）横向斜升角为0°到3°。