CN113697029B - 一种船舶的水下线型 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种船舶的水下线型，其包括船身、船艏和船尾，船艏和船尾分别连接于船身长度方向的两端处，船艏与船尾的形状相互对称，船身的两端处分别设置有第一附体和第二附体，第一附体的一端与船身相连，另一端向船艏的末端处延伸并与船艏相连接，第二附体的一端与船身相连，另一端向船尾的末端处延伸并与船尾相连接，使第一附体和第二附体的底部与船身底部的基线位于同一平面上；船艏和船尾上分别连接有第三附体和第四附体，所述第三附体和第四附体的下端面与船身底部的基线位于同一平面上；相对于船身的长度方向，第一附体和第二附体位于船身底部的平板龙骨线上；使用该水下线型可以使得船舶具有适用于双向航行且便于船舶坐墩的优点。

Description

一种船舶的水下线型

技术领域

本发明属于船舶设计与制造技术领域，具体涉及一种船舶的水下线型。

背景技术

对于一些进行短途营运的滚装或客滚类船舶，为了缩短船舶进出港的时间，提高运行效率，应客户（船东）实际需求设计可进行双向航行的船舶，使得船舶如进出港时不需要掉头，进而能使得船舶在运营时的竞争优势相对更加明显。然而，现有的常规船舶的底部线型只需考虑一端（单向）航行的需求，如艏端考虑兴波阻力设置球鼻首，尾端考虑舵和螺旋桨底部抬高等，并不需要考虑两端都需要按服务航速航行的情况，因此，如果简单应用现有常规船舶的线型去设计双向双头航行的船舶并不适合；即，现有常规底部线型布置无法满足双向行驶的双头船舶两端既是船首又是船尾的问题，如果两边都按船头处理船舶水下线型时，则底部曲度区域太大，不利于船舶进坞坞墩摆放及测深仪舱等舱室的布置。具体来说，当船舶要满足双向航行的需求时，所以无法使用常规轴系加螺旋桨的推进方式，必须使用全回转吊舱推进器，一般会在首尾部各对称布置一个或两个。为减小首部吊舱推进器在航行时对航行性能的影响，吊舱推进器布置的位置离首尾部较远，而布置吊舱推进器的位置需要将船舶底部显著抬高，以便保证吊舱推进器的最下端高于船舶基线，这一布置要求导致船舶底部在首部或尾部区域有很大范围的底部抬高区域，导致船舶底部只有船中区域能处于基线位置，其他首尾部大范围区域的底部远离船舶基线；如此一来，会使得船舶首尾部大范围的外飘导致此区域船舶坐墩（船船在建造或维修维护时，通过在船底与船坞布置对船舶形成支撑固定的坞）困难，具体有：

1.船体首尾部底部大范围区域远离基线，想要坐墩只能加高此区域的坞墩，甚至是使用特殊的工装，但如此一来首尾部都需要如此，两边高、中间低的坞墩布置会导致船舶根本无法坐墩，在进坞或出坞过程中船体会与高出的坞墩碰撞，不具备可行性；

2. 船舶首尾部底部大范围区域线型曲度较大，不平整，无平行于地面的平面，即使用特殊工装加高墩木也难以实现与主船体较好的贴合进而对船体形成有效支撑，进而会导致受力不均从而引起船体变形。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种可适用于双向航行且便于船舶坐墩的船舶的水下线型。

为了解决上述技术问题，本发明所使用的技术方案是：

一种船舶的水下线型，包括船身、船艏和船尾，所述船艏和船尾分别连接于所述船身长度方向的两端处，使所述船艏与所述船尾的形状相互对称，在所述船身的两端处分别设置有第一附体和第二附体，所述第一附体的第一端与所述船身相连，所述第一附体的第二端向所述船艏的末端处延伸并与所述船艏相连接，所述第二附体的第一端与所述船身相连，所述第二附体的第二端向所述船尾的末端处延伸并与所述船尾相连接，使所述第一附体和第二附体的底部与船身底部的基线位于同一平面上。

作为对所述船舶的水下线型的进一步改进，相对于所述船身长度方向的纵截面上，所述船艏和船尾的底壁相对于所述基线形成夹角。

作为对所述船舶的水下线型的进一步改进，所述夹角的角度为3-7度。

作为对所述船舶的水下线型的进一步改进，相对于所述船身的长度方向，所述第一附体和第二附体设置于所述船身底部的平板龙骨线上。

作为对所述船舶的水下线型的进一步改进，所述第一附体包括底板、侧壁板和端壁板，所述侧壁板分别位于所述底板的两侧，且所述侧壁板分别与所述底板和所述船艏的底壁相连接，所述端壁板位于所述第一附体的第二端处，且所述端壁板与所述底板、侧壁板和所述船艏的底壁相连接，所述底板与所述船身底部的基线位于同一平面上；所述第二附体的结构与所述第一附体的结构相同。

作为对所述船舶的水下线型的进一步改进，相对于所述船身长度方向的纵截面上，所述端壁板与所述船艏或所述船尾的底壁的连接处平滑过渡，且所述端壁板呈内凹的弧形。

作为对所述船舶的水下线型的进一步改进，相对于所述船身宽度方向的纵截面上，所述侧壁板与所述船艏或所述船尾的底壁的连接处平滑过渡。

作为对所述船舶的水下线型的进一步改进，分别在所述船艏和所述船尾上设置第三附体和第四附体，所述第三附体与所述船艏相连接，所述第四附体与所述船尾相连接，且所述第三附体和第四附体的下端面与所述船身底部的基线位于同一平面上。

作为对所述船舶的水下线型的进一步改进，所述第三附体与所述第一附体间隔预设距离，所述第四附体与所述第二附体间隔预设距离，所述船艏上位于所述第三附体与所述第一附体之间的区域向上凸起，所述船尾上位于所述第二附体与所述第四附体之间的区域向上凸起。

作为对所述船舶的水下线型的进一步改进，所述船艏与所述第三附体之间，以及所述船尾与所述第四附体之间还分别设置有球鼻艏。

相对于现有技术本发明的有益效果主要体现在：在船身上设置相互对称或者说结构相同的船艏和船尾，从而使得船舶可以满足双向航行的需求；同时，分别在船身底部设置了分别向船艏和船尾的末端处延伸的第一附体和第二附体，且第一附体和第二附体下端面与船身的基线处于同一平面上；具体来说，设置了第一附体和第二附体消除了因布置吊舱推进器抬高船身与船艏和船尾与基线之间的间隙，从而使得船舶在船坞内进行坐墩时而不要单独增高位于船艏和船尾处的坞墩，即，提高了船舶在维修维护时坐墩的便捷性。

附图说明

通过附图中所示的本发明优选实施例更具体说明，本发明上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为本发明中船舶水下线型侧视结构示意图；

图2为本发明中船身左视或右视状态中第一附体或第二附体的结构示意图；

图3为本发明中船体坐墩状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定，在本实施例中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限定。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本发明中所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

如图1-3所示，本实施例提供了一种船舶的水下线型，包括船身1、船艏2和船尾3，船艏2和船尾3分别连接于船身1长度方向的两端处，使船艏2与船尾3的形状相互对称；进一步来说，由于需要使得船舶具备双向航行的功能，因此，就需要使用全回转吊舱室推进器，而为了减小首部吊舱推进器在船舶航行时对航行性能的影响，吊舱推进器布置的位置离首尾部较远，而布置吊舱推进器的位置需要将船舶底部显著抬高，即，该区域处的船艏、船尾以及至少部分船身的底部全高于船身底部的基线，进而以保证吊舱推进器的最下端高于船舶基线，这一布置要求导致船舶底部在首部或尾部区域有很大范围的底部抬高区域或者说是过渡区域。具体来说，就是在相对于船身1长度方向的纵截面上，船艏2和船尾3的底壁相对于船身基线形成如3、4、5、6、7度的夹角，进一步的，为了减少船舶在水下的阻力，因此船艏2和船尾3与船身1的连接处需要平滑过渡，以形成流线形，最终便会造成船艏2到船身1基线的这一区域，以及成船尾3到船身1基线的这一区域的抬高距离相对较大；如此一来，当船船在建造以及后期维修或维修过程中坐墩时，船身的受力部位主要集中在身底部的基线处，即船身1底部只有船中区域能处于基线位置，其他首尾部大范围区域的底部远离船舶基线，这对于船舶进行坐墩时的受力显然是不能被接受的。进一步的，船体船艏2和船尾3的底部大范围区域远离船身1的基线，想要坐墩只能加高此区域的坞墩9，甚至是使用特殊的工装，但如此一来首尾部都需要如此，两边高、中间低的坞墩9布置会导致船舶根本无法顺利坐墩，或者在进坞或出坞过程中船体会与高出的坞墩9碰撞；其次，船体船艏2和船尾3底以至少部分船身底部的大范围区域线型曲度较大，不平整，无平行于船坞内的承台平面，即使用特殊工装加高墩木也难以实现与主船体较好的贴合进而对船体形成有效支撑，进而会导致受力不均从而引起船体变形。为了解决这一技术问题，在船身1的两端处分别设置有第一附体4和第二附体5，第一附体4的第一端与船身1相连，第一附体4的第二端向船艏2的末端处延伸并与船艏2相连接，第二附体的第一端与船身1相连，第二附体的第二端向船尾3的末端处延伸并与船尾3相连接，使第一附体4和第二附体5的底部与船身1底部的基线位于同一平面上。通过在船身1上设置相互对称或者说结构相同的船艏2和船尾3，从而使得船舶可以满足双向航行的需求；同时，分别在船身1底部设置了分别向船艏2和船尾3的末端处延伸的第一附体4和第二附体5，且第一附体4和第二附体5下端面与船身1的基线处于同一平面上；具体来说，设置的第一附体4和第二附体5相当长延长了船身1的基线，同时设置的第一附体4和第二附体5也相当于消除了因布置吊舱推进器抬高船身1与船艏2和船尾3与基线之间的间隙，从而使得船舶在船坞内进行坐墩时而不要单独增高位于船艏2和船尾3处的坞墩9，或者说，使用等高的坞墩9即可对船舶进行坐墩支撑，进一步的，船舶在坐墩时通过第一附体4和第二附体5对船艏2、船尾3以有部分船身1相对于基线上抬的区域进行承力。

如图1-3所示，在优选实施例中，相对于船身1的长度方向，第一附体4和第二附体5设置于船身1底部的平板龙骨线上，或者说相对于船身的宽度方向，第一附体4和第二附体5设置于船身1纵向对称线的底部，龙骨是船体上最坚硬的部位之一也是船体的主要承力构件之一，因此当船舶坐墩时，第一附体4和第二附体5受的力可以均匀的向船身1以及船艏2和船尾3上传导，具体来说，船舶在坐墩时，船身1底部的基线，以及第一附体4和第二附体5皆用来与船坞内的坞墩接触，即通过坞墩对船舶形成支撑；当然，船舶在坐墩时，其船身长度方向底部位于平板龙骨两侧的旁内龙骨组上同样也会设置坞墩，用于对船舶进行支撑。同时，第一附体4和第二附体5设置于船身1底部的平板龙骨线上对船舶航行的影响性能比较小，如船舶航行阻力和转向力影响相对较小。

如图1-2所示，在优选实施例中，第一附体4包括底板41、侧壁板43和端壁板42，相对于第一附体4的长度方向，侧壁板43分别位于底板41的两侧，且侧壁板43分别与底板41和船艏2、船身1的底壁通过焊接固定，端壁板42位于第一附体的第二端处，且端壁板42与底板41、侧壁板43和船艏2的底壁通过焊接固定，其中，底板41与船身1底部的基线位于同一平面上，进一步的，第一附体4内还设置有支撑骨架（未图示），从而提高了第一附体4和第二附体5的结构强度，以保证第一附体4和第二附体5的承力强度；第二附体5的结构与第一附体4的结构相同。进一步的，相对于船身1长度方向的纵截面上，端壁板42与船艏2或船尾3的底壁的连接处平滑过渡以形成流线型，且端壁板42呈内凹的弧形，以减少船舶在航行时附体的端壁板42处受到的阻力。进一步的，相对于船身1宽度方向的纵截面上，侧壁板43与船艏2或船尾3的底壁的连接处平滑过渡以形成流线型，以减少水流阻力。

如图1所示，在优选实施例中，分别在船艏2和船尾3上设置第三附体6和第四附体7，第三附体6与船艏2相通过焊接固定，第四附体7与船尾3通过焊接固定，且第三附体6和第四附体7的下端面与船身1底部的基线位于同一平面上，当船舶在坐墩时设置的三附体6和第四附体7可以对船艏2和船尾3的末端的重量形成支撑，使得船体在坐墩时可以更加均衡的受力。进一步的，第三附体6与第一附体4间隔预设距离，第四附体7与第二附体5间隔预设距离，船艏2上位于第三附体6与第一附体4之间的区域向上凸起，船尾3上位于第二附体5与第四附体7之间的区域向上凸起，以便于推进器的布置。

如图1所示，在优选实施例中，船艏2与第三附体6之间，以及船尾3与第四附体7之间还分别设置有球鼻艏8，设置的球鼻艏8有助于船舶在双向航行时能减少兴波阻力，其中兴波阻力是指船舶在航行时会使水面产生波浪，在船艏和船尾附近各发生一组波系，每组波系包括横波和散波；其中横波大致垂直于航向，散波同航向斜交，而这些波浪的产生的能量则是由船体供给的，进而会消耗船舶一部分的推进功率，对于船舶来说相当于克服了一定的阻力，这种阻力称为兴波阻力。

相对于现有技术本发明的有益效果主要体现在：在船身上设置相互对称或者说结构相同的船艏和船尾，从而使得船舶可以满足双向航行的需求；同时，分别在船身底部设置了分别向船艏和船尾的末端处延伸的第一附体和第二附体，且第一附体和第二附体下端面与船身的基线处于同一平面上；具体来说，设置了第一附体和第二附体消除了因布置吊舱推进器抬高船身与船艏和船尾与基线之间的间隙，从而使得船舶在船坞内进行坐墩时而不要单独增高位于船艏和船尾处的坞墩，即，提高了船舶在维修维护时坐墩的便捷性。

在本说明书中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“优选实施例”、“再一实施例”、“其他实施例”或“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种船舶的水下线型，包括船身、船艏和船尾，所述船艏和船尾分别连接于所述船身长度方向的两端处，其特征在于：所述船艏与所述船尾的形状相互对称，所述船身的两端处分别设置有第一附体和第二附体，所述第一附体的第一端与所述船身相连，所述第一附体的第二端向所述船艏的末端处延伸并与所述船艏相连接，所述第二附体的第一端与所述船身相连，所述第二附体的第二端向所述船尾的末端处延伸并与所述船尾相连接，使所述第一附体和第二附体的底部与船身底部的基线位于同一平面上；

所述船艏和所述船尾上分别设置有第三附体和第四附体，所述第三附体与所述船艏相连接，所述第四附体与所述船尾相连接，且所述第三附体和第四附体的下端面与所述船身底部的基线位于同一平面上；

所述第三附体与所述第一附体间隔预设距离，所述第四附体与所述第二附体间隔预设距离；

相对于所述船身的长度方向，所述第一附体和第二附体位于所述船身底部的平板龙骨线上。

2.根据权利要求1所述的船舶的水下线型，其特征在于：相对于所述船身长度方向的纵截面上，所述船艏和船尾的底壁相对于所述基线形成夹角。

3.根据权利要求2所述的船舶的水下线型，其特征在于：所述夹角的角度为3-7度。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的船舶的水下线型，其特征在于：所述第一附体包括底板、侧壁板和端壁板，所述侧壁板分别位于所述底板的两侧，且所述侧壁板分别与所述底板和所述船艏的底壁相连接，所述端壁板位于所述第一附体的第二端处，且所述端壁板与所述底板、侧壁板和所述船艏的底壁相连接，所述底板与所述船身底部的基线位于同一平面上；所述第二附体的结构与所述第一附体的结构相同。

5.根据权利要求4所述的船舶的水下线型，其特征在于：相对于所述船身长度方向的纵截面上，所述端壁板与所述船艏或所述船尾的底壁的连接处平滑过渡，且所述端壁板呈内凹的弧形。

6.根据权利要求5所述的船舶的水下线型，其特征在于：相对于所述船身宽度方向的纵截面上，所述侧壁板与所述船艏或所述船尾的底壁的连接处平滑过渡。

7.根据权利要求1所述的船舶的水下线型，其特征在于：所述船艏上位于所述第三附体与所述第一附体之间的区域向上凸起，所述船尾上位于所述第二附体与所述第四附体之间的区域向上凸起。

8.根据权利要求7所述的船舶的水下线型，其特征在于：所述船艏与所述第三附体之间，以及所述船尾与所述第四附体之间还分别设置有球鼻艏。

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