CN112407176A - 一种适用于三体船型的平板减摇附体装置 - Google Patents

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蔡新功
王平
吴帆行
胡景丰
何秦
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Abstract

本发明公开了种适用于三体船型的平板减摇附体装置，所述三体船包括主体和两侧的侧体，其特征在于，所述平板减摇附体装置结构为翼型剖面的平板，平板于水线下将主体和侧体连成一体，平板与水平面的攻角不小于0度。该装置通过较大的水中接触面积，可以增加三体船的附加水质量和横摇阻尼力矩，从而减少横摇幅值，改善三体船型在波浪中的横摇运动。具有上述特征的本发明装置的减横摇效果在50％以上，有利于提升三体船型的耐波性。本发明突出实船应用性，可用于三体船设计时减摇附体的选择，应用方向包括采用三体船型的各类船舶，特别适用于综合性能优越的海上搜救平台、海上科考船、海上执法船、高速运输船等。

Description

一种适用于三体船型的平板减摇附体装置
技术领域
本发明涉及一种适用于三体船型的平板减摇附体装置，用于减少三体船型在波浪中的横摇运动，改善三体船适航性。
背景技术
三体船是一种新型的水面平台，水下部分由主体和两个侧体共三个细长船体组成，两个侧体通过连接桥与中体连接成一体。三体船的船型特点使其具有特殊的运动性能。横摇运动性能是耐波性研究中的重点，对船舶的适居性、使用性、安全性等都有重要的影响。三体船在低速航行时由于低速无因次横摇阻尼系数较小横摇运动较为剧烈，特别是在大风浪下会造成大幅横摇，严重威胁三体船作业性能和安全性。严重的横摇运动将影响船舶完成任务，降低船员工作效率，甚至威胁自身的航行安全。
和常规单体船型一样，三体船型也涉及到减横摇措施的研究。目前，对于三体船的减横摇方法主要采用船型优化和安装减摇装置两种手段，船型优化主要通过改变型线和主体侧体相对位置来改善横摇性能，但减摇效果有限。而减摇装置对于改善横摇性能效果较为显著，国内外主要的减摇装置包括主动式减摇装置和被动式减摇装置，前者主要为主动式减摇鳍，但高速三体船型的主船体较为瘦长，通常难以安装大型主动式减摇鳍装置。后者主要为减摇水舱、移动重块减摇装置、艏尾减摇水翼、减摇陀螺及舭龙骨等附体装置。对于三体船型这种长宽比较大的船型，利用安装附体减摇是最好的方法。
世界上对于三体船减摇方案的研究较少，通过观察现有先进三体船型，通常使用舭龙骨等装置进行减摇，但减摇效果一般，很难达到主动式减摇装置的减摇效果。本文将设计一种全新的针对三体船型的减横摇附体装置——平板减摇装置，在一定长度上将侧体和主体连接在一起的板式结构，可以有效起到减横摇的效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种减摇平板装置，解决三体船型在高海况波浪中横摇运动较大适航性不足的特点，同时可以调整三体船型高速航行时的浮态减少阻力，提升三体船型适航性能。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种适用于三体船型的平板减摇附体装置，所述三体船包括主体和两侧的侧体，其特征在于，所述平板减摇附体装置结构为翼型剖面的平板，平板于水线下将主体和侧体连成一体，平板与水平面的攻角不小于0度。
其中，所述平板减摇附体装置材质为钢质或复合材料。
本发明作为一种适用于三体船型的平板减摇附体装置，该装置由一块板式结构组成，在水线下将主体和侧体连成一体，板式结构的剖面采用翼型，安装时设定一定的攻角；该装置通过较大的水中接触面积，可以增加三体船的附加水质量和横摇阻尼力矩，从而减少横摇幅值，改善三体船型在波浪中的横摇运动。
本装置剖面采用翼型，通常采用NACA翼型，可根据不同的三体船型尺寸选择不同的翼型，并选取一定的攻角，优选是2-10度的攻角，根据具体三体船型的设计工况而定。
减摇平板在船长方向的长度通常取1/3-1/4侧体水线长度，宽度方向与船体表面型线相贯。平板与水平的夹角a根据不同三体船型主体与片体的形式而定，一般在0到45度之间，不同的角度为有不同程度的减摇效果，根据船型设计状态确定。
本装置的技术特征是：①采用平板结构型式，剖面采用翼型，安装时设计一定的攻角；②平板长度方向通常取1/3-1/4侧体水线长度，宽度方向与船体表面型线相贯；③平板与水平面的夹角一般在0到45度之间，不同的角度为有不同程度的减摇效果④针对三体船型该减摇平板的减横摇效果在50％左右，有利于提升三体船型的耐波性。
该装置通过较大的水中接触面积，可以增加三体船的附加水质量和横摇阻尼力矩，从而减少横摇幅值，改善三体船型在波浪中的横摇运动。应用范围广，可应用于追求适航性的高速搜救、科考、公务、客货运输等船型。
附图说明
图1本发明装置示意图；
图2本发明装置与三体船组合正视图；
图3本发明装置与三体船组合仰视图(船底方向)；
图4本发明装置内部加强筋结构布置图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
实施例
图1是本发明装置的示意图，由钢制或复合材料制造的平板结构组成。剖面采用翼型，安装时设计一定的攻角。
图2是本发明装置与三体船组合正视图，展现了该装置与三体船的组合型式；其中，1代表三体船的侧体，2代表三体船连接桥结构，3代表三体船主体，4代表本发明提供的平板减摇附体装置，在水线下将主体和侧体连成一体，平板与水平面的夹角一般在0到45度之间，不同的角度为有不同程度的减摇效果，优选为2度或10度。
图3是本发明装置与三体船组合仰视图，展现了该装置与三体船的组合型式，减摇平板在船长方向的长度通常取1/3-1/4侧体水线长度，宽度方向与船体表面型线相贯；
图4是本发明装置内部结构设计图，为了保证该装置的结构强度，每隔一定距离需布置横向加强筋，沿船长方向布置纵向加强筋。
本发明专利可用于三体船设计时减摇附体的选择，应用方向包括采用三体船型的各类船舶，特别适用于综合性能优越的搜救平台、科考、海上执法船、高速客货运输船等。
以上对本发明专利的具体实施进行了描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施实例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本方案的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.一种适用于三体船型的平板减摇附体装置，所述三体船包括主体和两侧的侧体，其特征在于，所述平板减摇附体装置结构为翼型剖面的平板，平板于水线下将主体和侧体连成一体，平板与水平面的攻角不小于0度。
2.根据权利要求1所述的一种适用于三体船型的平板减摇附体装置，其特征在于，所述平板减摇附体装置材质为钢质。
3.根据权利要求1所述的一种适用于三体船型的平板减摇附体装置，其特征在于，所述平板减摇附体装置材质为复合材料。
4.根据权利要求1所述的一种适用于三体船型的平板减摇附体装置，其特征在于，所述攻角范围为0-45度。
5.根据权利要求4所述的一种适用于三体船型的平板减摇附体装置，其特征在于，所述攻角范围为2-10度。
6.根据权利要求1所述的一种适用于三体船型的平板减摇附体装置，其特征在于，所述平板减摇附体装置在船长方向的长度为1/3-1/4侧体水线长度。
7.根据权利要求6所述的一种适用于三体船型的平板减摇附体装置，其特征在于，所述平板减摇附体装置在宽度方向与船体表面型线相贯。
8.根据权利要求1所述的一种适用于三体船型的平板减摇附体装置，其特征在于，所述平板减摇附体装置内部设有横向加强筋，沿船长方向设有纵向加强筋。
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