CN108860449A - 一种耐风浪、不易翻船的客船主体结构构型 - Google Patents

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Abstract

本发明“一种耐风浪、不易翻船的客船主体结构构型”属于交通航运客船船舶设计建造技术领域，满足民用旅客水运乘用的用途。在一个实施案例中，发明人解决了目前世界各国的客船主体结构构型大多数设计时重心偏上、重心过高、追求多拉乘客、船舶满载吃水线以上部分船体客舱层数过多易于造成翻船的问题。发明人创新设计时通过：降低船体高度、减少客舱层数、加宽船体、增加水下承压浮力仓、降低船体重心、从船头向船尾方向看船体高度呈现上窄下宽A字形、2层客舱设计、驾驶舱位于客舱之上且驾驶舱为圆锥体、双体船等设计方案来实现本发明。

Description

一种耐风浪、不易翻船的客船主体结构构型
技术领域：
本发明“一种耐风浪、不易翻船的客船主体结构构型”属于交通航运客船船舶设计建造技术领域，满足民用旅客水运乘用的用途。
截至目前，世界各国的客船主体结构构型大多数设计时重心偏上、重心过高，追求多拉乘客、船舶满载吃水线以上部分船体客舱层数过多，东方之星号客轮主体结构构型尺寸：船长76.5米、型宽11米、型深3.1米、吃水2.5米、主船体长66米、最大船宽12.4米、船高18.6米、高宽比在1.5～1.69之间、船高吃水比为7.44、主船体长宽比为6，甲板之上客舱4层，核定乘客定额534人，它的这种主体结构构型尺寸造成该船重心明显偏高、且吃水过浅，其船体主体结构构型设计核心参数比(高宽比在1.5～1.69 之间、船高吃水比为7.44)数值过大。
背景技术：
截至目前，世界各国的客船主体结构构型大多数设计时重心偏上、重心过高，追求多拉乘客、船舶满载吃水线以上部分船体客舱层数过多，东方之星号客轮主体结构构型尺寸：船长76.5米、型宽11米、型深3.1米、吃水2.5米、主船体长66米、最大船宽12.4米、船高18.6米、高宽比在1.5～1.69之间、船高吃水比为7.44、主船体长宽比为6，甲板之上客舱4层，核定乘客定额534人，它的这种主体结构构型尺寸造成该船重心明显偏高、且吃水过浅，其船体主体结构构型设计核心参数比(高宽比在1.5～1.69 之间、船高吃水比为7.44)数值过大。
发明内容：
针对世界各国和我国客船技术的上述现状，为提高我国及世界各国客船航行的安全性，本发明“一种耐风浪、不易翻船的客船主体结构构型”，发明人在一个实施案例中，发明人以东方之星号客轮主体结构构型尺寸为例进行改进设计：
1、东方之星号客轮主体结构构型尺寸：
东方之星号客轮主体结构构型尺寸：
船长76.5米、型宽11米、型深3.1米、吃水2.5米、
主船体长66米、最大船宽12.4米、船高18.6米、
高宽比在1.5～1.69之间、
船高吃水比为7.44、
主船体长宽比为6，
甲板之上客舱4层，核定乘客定额534人，
它的这种主体结构构型尺寸造成该船重心明显偏高、且吃水过浅，
其船体主体结构构型设计核心参数比(高宽比在1.5～1.69之间、船高吃水比为7.44)数值过大。
2、改进设计：
1)采用降低客船重心设计
减低船体高度尺寸，将4层客舱减为2层或2层半客舱为佳。
2)采用降低客船重心设计
加宽船体，将船宽从10米加宽到20米及以上，例如30米为佳，同时，这种设计保证载客量不减少，甚至，还可增加载客量。
3)采用降低客船重心设计
船舶吃水线以下水中加设承压吃水浮力仓，来进一步降低船体重心，水下这部分船体高度为2 层，与水面之上的2层客舱高度尺寸相等，该构型船体水面之上2层、水面之下2层，特别是用于海运，如附图中图11_设计4、图12所示。内河航运，风浪相对于海运要小，因而，内河航运可以取消船体水下部分的设计，如附图中图2_基本设计、图2、图3、图4、图5、图6_ 设计2、图7、图8、图9_设计3、图10、图13_设计5所示。
4)采用降低客船重心设计
控制高宽比小于1，主船体高宽比小于0.25为最佳；控制船高吃水比小于4为佳。
5)控制长宽比
将长宽比控制为3∶1到4∶1范围之内为佳。
6)控制水面以上船体造型，使之呈现A字形
控制船体船舱宽度方向设计布置方案，甲板之下的各种功能仓(客舱、饮用水仓、压水仓、密封浮力仓、动力系统仓、燃油舱等)发明人称之为第一层船舱，其总宽度为全船体宽度尺寸，甲板之上的客舱与滚装车仓发明人称之为第二层船舱，其总宽度小于第一层船舱的总宽度船舱，最好为第一层船舱总宽度尺寸一半，第一层船舱、第二层船舱的船体纵向中心线重合，从船头向船尾方向看去，这种设计使得船体向上收紧呈现A字形船体，增加船体航行抗风浪的稳定性，如附图中图6_设计2所示；甲板之上的客舱与滚装车仓发明人称之为第二层船舱，滚装车仓是在第二层船舱从船头到船尾的纵向中心线上留出一条滚装船通道，分1车道与3车道，如附图中图13_设计5所示。
7)第二层船舱之上的第三层驾驶舱设计
第三层驾驶舱设计成圆锥体，位于船体十字中心线的十字点位置上，位于船体最高位置上，驾驶舱内部按照驾驶船员的需要可以再分成几层，比如2层或3层。
驾驶舱是圆锥体，有助于提高船体航行时的抗风浪性能，增加船体稳定性，在驾驶舱的前后还可以对称增加圆锥梯形体贵宾仓，这种圆锥梯形体贵宾仓也可以作为直升机机库使用，如附图中图9_设计3所示，由于驾驶舱及其同层的圆锥梯形体贵宾仓只是部分舱体位于第二层船舱之上，发明人将其称为“2层半设计方案”，这种设计方案主要是为了提高船体航行时的抗风浪性能。
8)船舶吃水线以下水中加设承压吃水浮力仓的船型设计
如附图中图11__设计4所示，在设计4中使用船舶吃水线以下水中加设承压吃水浮力仓的船型设计，该船型主体结构设计为：甲板之下第一层船舱、甲板之上第二层船舱、第二层船舱之上有圆锥体驾驶舱、圆锥体驾驶舱前后对称布置2、4、6、8个圆锥梯形体客舱(图2 中所示示例为2个)、圆锥体驾驶舱内共分2层如附图中图11、图11所示，该船型适用于海运客船。
9)基本设计
如附图中图2_基本设计所示，在基本设计中未使用船舶吃水线以下水中加设承压吃水浮力仓的船型设计，该船型主体结构设计为：甲板之下船舱、甲板之上圆锥体驾驶舱、圆锥体驾驶舱前后对称布置2、4、6、8个圆锥梯形体客舱(图2中所示示例为2个)、主体船舱以甲板为分界线分上下2层，圆锥体驾驶舱内共分3层如附图中图2、图3所示，该船型适用于内河客船，在本实用新型发明中发明人指定图2为基本设计。
10)以基本设计为基础的双体船结构船型设计
如附图中图14_设计6所示，在基本设计的船体结构之下加上双体船船舱而成。
11)吃水深度
海运船型设计，加设船舶吃水线以下水中加设承压吃水浮力仓的船型设计；
内河船型设计，不加设船舶吃水线以下水中加设承压吃水浮力仓的船型设计，采用加宽船体、降低船体高度、控制长宽比、高宽比的措施，实际计算船体吃水深度数据可以在1.5米到2.5 米之间为佳。
附图说明：
本发明“一种耐风浪、不易翻船的客船主体结构构型”，发明人在一个实施例中，说明书附图含设计图片14张，
目录如下：
图1——长江沉船_东方之星号主体结构尺寸示意图
图2——基本设计_甲板之上船体中心位置的圆锥体驾驶舱、以驾驶舱为对称前后纵向布置的圆锥梯形体客舱式客船
图3——A_A剖面放大图
图4——B_B剖面放大图
图5——基本设计_功能区划分示意图
图6——设计2_甲板之上整体长度方向梯形体客舱及其上圆锥体驾驶舱式客船
图7——C_C剖面放大图
图8——基本设计_主体尺寸示意图
图9——设计3_甲板之上整体长度方向梯形体客舱及其上圆锥体驾驶舱、圆锥梯形体客舱式客船
图10——D_D剖面放大图
图11——设计4_带水下承压浮力仓的客船
图12——水下承压浮力仓简要结构示意图
图13——设计5_带滚装汽车通道的客船
图14——设计6_双体船结构的客船
附图中标记说明，如下：
其中，图3、图4、图7、图10中的标记表示：
1——甲板下船舱
2——甲板上圆锥梯形体客舱
3——船员休息舱或贵宾舱
4——驾驶舱
5——动力系统舱及燃油舱
6——甲板下船舱_客舱
7——甲板下船船_饮用水舱
8——甲板下船舱_压仓水舱
其中，图11中的标记表示：
1——驾驶舱
2——圆锥梯形体客舱
3——甲板之上整体长度方向梯形体客舱
4——甲板下船舱
5——水下承压浮力仓连接船体的立柱
6——水下承压浮力仓
具体实施方式：
针对世界各国和我国客船技术的上述现状，为提高我国及世界各国客船航行的安全性，本发明“一种耐风浪、不易翻船的客船主体结构构型”，发明人在一个实施案例中，发明人以东方之星号客轮主体结构构型尺寸为例进行改进设计：
1、东方之星号客轮主体结构构型尺寸：
东方之星号客轮主体结构构型尺寸：
船长76.5米、型宽11米、型深3.1米、吃水2.5米、
主船体长66米、最大船宽12.4米、船高18.6米、
高宽比在1.5～1.69之间、
船高吃水比为7.44、
主船体长宽比为6，
甲板之上客舱4层，核定乘客定额534人，
它的这种主体结构构型尺寸造成该船重心明显偏高、
且吃水过浅，其船体主体结构构型设计核心参数比(高宽比在1.5～1.69之间、船高吃水比为7.44) 数值过大。
2、改进设计：
1)采用降低客船重心设计
减低船体高度尺寸，将4层客舱减为2层或2层半客舱为佳。
2)采用降低客船重心设计
加宽船体，将船宽从10米加宽到20米及以上，例如30米为佳，同时，这种设计保证载客量不减少，甚至，还可增加载客量。
3)采用降低客船重心设计
船舶吃水线以下水中加设承压吃水浮力仓，来进一步降低船体重心，水下这部分船体高度为2 层，与水面之上的2层客舱高度尺寸相等，该构型船体水面之上2层、水面之下2层，特别是用于海运，如附图中图11_设计4、图12所示。内河航运，风浪相对于海运要小，因而，内河航运可以取消船体水下部分的设计，如附图中图2_基本设计、图2、图3、图4、图5、图6_ 设计2、图7、图8、图9_设计3、图10、图13_设计5所示。
4)采用降低客船重心设计
控制高宽比小于1，主船体高宽比小于0.25为最佳；控制船高吃水比小于4为佳。
5)控制长宽比
将长宽比控制为3∶1到4∶1范围之内为佳。
6)控制水面以上船体造型，使之呈现A字形
控制船体船舱宽度方向设计布置方案，甲板之下的各种功能仓(客舱、饮用水仓、压水仓、密封浮力仓、动力系统仓、燃油舱等)发明人称之为第一层船舱，其总宽度为全船体宽度尺寸，甲板之上的客舱与滚装车仓发明人称之为第二层船舱，其总宽度小于第一层船舱的总宽度船舱，最好为第一层船舱总宽度尺寸一半，第一层船舱、第二层船舱的船体纵向中心线重合，从船头向船尾方向看去，这种设计使得船体向上收紧呈现A字形船体，增加船体航行抗风浪的稳定性，如附图中图6_设计2所示；甲板之上的客舱与滚装车仓发明人称之为第二层船舱，滚装车仓是在第二层船舱从船头到船尾的纵向中心线上留出一条滚装船通道，分1车道与3车道，如附图中图13_设计5所示。
7)第二层船舱之上的第三层驾驶舱设计
第三层驾驶舱设计成圆锥体，位于船体十字中心线的十字点位置上，位于船体最高位置上，驾驶舱内部按照驾驶船员的需要可以再分成几层，比如2层或3层。驾驶舱是圆锥体，有助于提高船体航行时的抗风浪性能，增加船体稳定性，在驾驶舱的前后还可以对称增加圆锥梯形体贵宾仓，这种圆锥梯形体贵宾仓也可以作为直升机机库使用，如附图中图9_设计3所示，由于驾驶舱及其同层的圆锥梯形体贵宾仓只是部分舱体位于第二层船舱之上，发明人将其称为“2层半设计方案”，这种设计方案主要是为了提高船体航行时的抗风浪性能。
8)船舶吃水线以下水中加设承压吃水浮力仓的船型设计
如附图中图11__设计4所示，在设计4中使用船舶吃水线以下水中加设承压吃水浮力仓的船型设计，该船型主体结构设计为：甲板之下第一层船舱、甲板之上第二层船舱、第二层船舱之上有圆锥体驾驶舱、圆锥体驾驶舱前后对称布置2、4、6、8个圆锥梯形体客舱(图2 中所示示例为2个)、圆锥体驾驶舱内共分2层如附图中图11、图11所示，该船型适用于海运客船。
9)基本设计
如附图中图2_基本设计所示，在基本设计中未使用船舶吃水线以下水中加设承压吃水浮力仓的船型设计，该船型主体结构设计为：甲板之下船舱、甲板之上圆锥体驾驶舱、圆锥体驾驶舱前后对称布置2、4、6、8个圆锥梯形体客舱(图2中所示示例为2个)、主体船舱以甲板为分界线分上下2层，圆锥体驾驶舱内共分3层如附图中图2、图3所示，该船型适用于内河客船，在本实用新型发明中发明人指定图2为基本设计。
10)以基本设计为基础的双体船结构船型设计
如附图中图14_设计6所示，在基本设计的船体结构之下加上双体船船舱而成。
11)吃水深度
海运船型设计，加设船舶吃水线以下水中加设承压吃水浮力仓的船型设计；
内河船型设计，不加设船舶吃水线以下水中加设承压吃水浮力仓的船型设计，采用加宽船体、降低船体高度、控制长宽比、高宽比的措施，实际计算船体吃水深度数据可以在1.5米到2.5 米之间为佳。

Claims (11)

1.一种耐风浪、不易翻船的客船主体结构构型技术特征：本发明“一种耐风浪、不易翻船 的客船主体结构构型”属于交通航运客船船舶设计建造技术领域，满足民用旅客水运乘用 的用途。截至目前，世界各国的客船主体结构构型大多数设计时重心偏上、重心过高，追求 多拉乘客、船舶满载吃水线以上部分船体客舱层数过多，东方之星号客轮主体结构构型尺 寸：船长76.5米、型宽11米、型深3.1米、吃水2.5米、主船体长66米、最大船宽12.4米、船高 18.6米、高宽比在1.5～1.69之间、船高吃水比为7.44、主船体长宽比为6，甲板之上客舱4 层，核定乘客定额534人，它的这种主体结构构型尺寸造成该船重心明显偏高、且吃水过浅， 其船体主体结构构型设计核心参数比(高宽比在1.5～1.69之间、船高吃水比为7.44)数值 过大。本发明“一种耐风浪、不易翻船的客船主体结构构型”最主要的技术特征是：降低船体 高度、减少客舱层数、加宽船体、增加水下承压浮力仓、降低船体重心、从船头向船尾方向看 船体高度呈现上窄下宽A字形、2层客舱设计、驾驶舱位于客舱之上且驾驶舱为圆锥体设计。 请求保护的范围：针对世界各国和我国客船技术的上述现状，为提高我国及世界各国客船 航行的安全性，本发明“一种耐风浪、不易翻船的客船主体结构构型”，发明人在一个实施案 例中，发明人以东方之星号客轮主体结构构型尺寸为例进行改进设计：东方之星号客轮主 体结构构型尺寸：东方之星号客轮主体结构构型尺寸：船长76.5米、型宽11米、型深3.1米、 吃水2.5米、主船体长66米、最大船宽12.4米、船高18.6米、高宽比在1.5～1.69之间、船高吃 水比为7.44、主船体长宽比为6，甲板之上客舱4层，核定乘客定额534人，它的这种主体结构 构型尺寸造成该船重心明显偏高、且吃水过浅，其船体主体结构构型设计核心参数比(高宽 比在1.5～1.69之间、船高吃水比为7.44)数值过大。
采用降低客船重心设计，
减低船体高度尺寸，将4层客舱减为2层或2层半客舱为佳。
2.采用降低客船重心设计，
加宽船体，将船宽从10米加宽到20米及以上，例如30米为佳，同时，这种设计保证载客量不减少，甚至，还可增加载客量。
3.采用降低客船重心设计，
船舶吃水线以下水中加设承压吃水浮力仓，来进一步降低船体重心，水下这部分船体高度为2层，与水面之上的2层客舱高度尺寸相等，该构型船体水面之上2层、水面之下2层，特别是用于海运；内河航运，风浪相对于海运要小，因而，内河航运可以取消船体水下部分的设计。
4.采用降低客船重心设计，
控制高宽比小于1，主船体高宽比小于0.25为最佳；控制船高吃水比小于4为佳。
5.控制长宽比，
将长宽比控制为3∶1到4∶1范围之内为佳。
6.控制水面以上船体造型，使之呈现A字形，
控制船体船舱宽度方向设计布置方案，甲板之下的各种功能仓(客舱、饮用水仓、压水仓、密封浮力仓、动力系统仓、燃油舱等)发明人称之为第一层船舱，其总宽度为全船体宽度尺寸，甲板之上的客舱与滚装车仓发明人称之为第二层船舱，其总宽度小于第一层船舱的总宽度船舱，最好为第一层船舱总宽度尺寸一半，第一层船舱、第二层船舱的船体纵向中心线重合，从船头向船尾方向看去，这种设计使得船体向上收紧呈现A字形船体，增加船体航行抗风浪的稳定性；甲板之上的客舱与滚装车仓发明人称之为第二层船舱，滚装车仓是在第二层船舱从船头到船尾的纵向中心线上留出一条滚装船通道，分1车道与3车道。
7.第二层船舱之上的第三层驾驶舱设计，
第三层驾驶舱设计成圆锥体，位于船体十字中心线的十字点位置上，位于船体最高位置上，驾驶舱内部按照驾驶船员的需要可以再分成几层，比如2层或3层；
驾驶舱是圆锥体，有助于提高船体航行时的抗风浪性能，增加船体稳定性，在驾驶舱的前后还可以对称增加圆锥梯形体贵宾仓，这种圆锥梯形体贵宾仓也可以作为直升机机库使用，由于驾驶舱及其同层的圆锥梯形体贵宾仓只是部分舱体位于第二层船舱之上，发明人将其称为“2层半设计方案”，这种设计方案主要是为了提高船体航行时的抗风浪性能。
8.船舶吃水线以下水中加设承压吃水浮力仓的船型设计，
在设计4中使用船舶吃水线以下水中加设承压吃水浮力仓的船型设计，该船型主体结构设计为：甲板之下第一层船舱、甲板之上第二层船舱、第二层船舱之上有圆锥体驾驶舱、圆锥体驾驶舱前后对称布置2、.4、6、8个圆锥梯形体客舱、圆锥体驾驶舱内共分2层，该船型适用于海运客船。
9.基本设计，
在基本设计中未使用船舶吃水线以下水中加设承压吃水浮力仓的船型设计，该船型主体结构设计为：甲板之下船舱、甲板之上圆锥体驾驶舱、圆锥体驾驶舱前后对称布置2、4、6、8个圆锥梯形体客舱、主体船舱以甲板为分界线分上下2层，圆锥体驾驶舱内共分3层，该船型适用于内河客船。
10.以基本设计为基础的双体船结构船型设计，
在基本设计的船体结构之下加上双体船船舱而成。
11.吃水深度，
海运船型设计，加设船舶吃水线以下水中加设承压吃水浮力仓的船型设计；
内河船型设计，不加设船舶吃水线以下水中加设承压吃水浮力仓的船型设计，采用加宽船体、降低船体高度、控制长宽比、高宽比的措施，实际计算船体吃水深度数据可以在1.5米到2.5米之间为佳。
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