CN113928529B - 一种增强水面被拖曳体航向稳定性的自释放阻尼板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种增强水面被拖曳体航向稳定性的自释放阻尼板,包括被拖曳体,被拖曳体尾部下方设置有艉舵,艉舵后部下方通过锁孔固定有柔性绳,柔性绳自由端固定有阻尼板;位于锁孔前方的艉舵两侧均设置有挂点,柔性绳从锁孔出发,顺序往复挂装至艉舵两侧的挂点上;位于锁孔上方的艉舵上设置有挂点A,柔性绳安装有阻尼板的端部挂装于挂点A;柔性绳通过各个挂绳挂装于对应的挂点、挂点A处;随着拖速的提高,在阻尼板阻力的作用下,挂绳因位置不同、受力不同而依次顺序断掉,从而能够有序释放柔性绳,直至完全释放并在阻尼板作用下与来流平行,从而大大增强被拖曳体航向的稳定性,可靠性好。
Description
技术领域
本发明涉及海洋工程技术领域,尤其是一种增强水面被拖曳体航向稳定性的自释放阻尼板。
背景技术
船舶的航向稳定性是指,船舶做直线航行时受外界扰动而偏离原来的运动状态,当扰动去除后能否回到原航向的性能;船舶的航向稳定性直接影响到船舶的保向性。
被拖曳的船形海上结构,如FPSO(海上浮式生产储油船)或FPU(海上浮式油气生产平台),理想情况下应具有足够的航向稳定性和可接受的操纵性能。然而,现有技术中,这类结构物在设计时航行性能并不在优先级前列,所以经常会由于粗糙的设计而导致航向稳定性不满足要求。在进行拖曳作业时,会产生安全隐患,并可能引发事故。
在实际操作过程中,用来改善这一缺陷的时间总是很紧迫,因为船舶还在等待被拖曳。在航向稳定性差的情况下,现有的一个切实可行的改善方法是在被拖曳体艉部安装临时鳍;然而由于艉部往往处于尾流区,临时鳍的实际效果会因此而减弱,效果比较差。
发明内容
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点,提供一种结构合理的增强水面被拖曳体航向稳定性的自释放阻尼板,从而能够有序释放柔性绳,使得阻尼板位于尾流区之外,进而大大增强被拖曳体航向的稳定性,可靠性好。
本发明所采用的技术方案如下:
一种增强水面被拖曳体航向稳定性的自释放阻尼板,包括被拖曳体,被拖曳体尾部下方设置有艉舵,所述艉舵后部下方通过锁孔固定有柔性绳,柔性绳自由端固定有阻尼板;位于锁孔前方的艉舵两侧均设置有挂点,柔性绳从锁孔出发,顺序往复挂装至艉舵两侧的挂点上;位于锁孔上方的艉舵上设置有挂点A,柔性绳安装有阻尼板的端部挂装于挂点A;所述柔性绳通过各个挂绳挂装于对应的挂点、挂点A处。
作为上述技术方案的进一步改进:
位于艉舵侧面上的各个挂点按挂装顺序依次向后、向上布置。
所述柔性绳的破断力大于最高航速时阻尼板的阻力,柔性绳的总长度长于被拖曳体尾流的长度。
所述挂绳的破断力大于阻尼板的重量,挂绳的破断力小于阻尼板的阻力。
所述阻尼板侧面边缘均匀设置有三组连接线,三组连接线长度一致且其端部共同与柔性绳端头连接固定。
所述阻尼板为圆盘状的铝板。
所述柔性绳端部设置有绳套,柔性绳通过绳套固定于艉舵后端的锁孔上。
所述挂点、挂点A均为固定于艉舵的小圆柱结构,其端部固设有与其轴向垂直的圆形端板,挂绳挂装于圆形端板内侧的小圆柱结构上。
所述艉舵两侧分别设置有挂点B和挂点C两个挂点,挂点B位于挂点C的后方、上方,柔性绳从锁孔出发,通过挂绳C、挂绳B、挂绳A依次挂装于挂点C、挂点B和挂点A处。
所述挂点C和挂点A位于艉舵的同一侧,挂点B位于艉舵的另一侧。
本发明的有益效果如下:
本发明结构紧凑、合理,操作方便,在拖航开始之后,随着拖速的提高,在阻尼板阻力的作用下,挂绳因位置不同、受力不同而依次顺序断掉,从而能够有序释放柔性绳,直至完全释放,阻尼板位于被拖曳体的尾流区之外,柔性绳在阻尼板作用下与来流平行,在阻尼板阻力的作用下将使偏航角β趋于0,从而大大增强被拖曳体航向的稳定性,可靠性好;
本发明还包括如下优点:
通过挂点处挂绳的依次顺序断裂,来顺序释放柔性绳,有效保证了柔性绳的规律有序释放,使得释放的柔性绳不会乱;
阻尼板通过柔性绳设置于艉舵尾部,通过一系列挂点的设置,来挂装柔性绳,使得柔性绳具有足够的长度,使得阻尼板能够远离拖曳体尾流区,助力于保证被被拖曳体航向的稳定性;与加装相同面积的尾鳍相比,在增强被拖曳体航向稳定性方面具有更显著的优势。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明在拖曳过程中挂点A处释放时的状态示意图。
图3为本发明在拖曳过程中挂点B处释放时的状态示意图。
图4为本发明在拖曳过程中挂点C处释放时的状态示意图。
图5为本发明柔性绳完全释放后的拖曳原理示意图。
其中:1、挂点A;2、挂绳A;3、连接线;4、阻尼板;5、柔性绳;6、锁孔;7、绳套;8、挂绳C;9、挂点C;10、挂点B;11、挂绳B;12、艉舵;13、被拖曳体。
具体实施方式
下面结合附图,说明本发明的具体实施方式。
如图1所示,本实施例的一种增强水面被拖曳体航向稳定性的自释放阻尼板,包括被拖曳体13,被拖曳体13尾部下方设置有艉舵12,艉舵12后部下方通过锁孔6固定有柔性绳5,柔性绳5自由端固定有阻尼板4;位于锁孔6前方的艉舵12两侧均设置有挂点,柔性绳5从锁孔6出发,顺序往复挂装至艉舵12两侧的挂点上;位于锁孔6上方的艉舵12上设置有挂点A1,柔性绳5安装有阻尼板4的端部挂装于挂点A1;柔性绳5通过各个挂绳挂装于对应的挂点、挂点A1处。
在拖航开始之后,随着拖速的提高,在阻尼板4阻力的作用下,挂绳因位置不同、受力不同而依次顺序断掉,从而能够有序释放柔性绳5,直至完全释放,阻尼板4位于被拖曳体13的尾流区之外,柔性绳5在阻尼板4作用下与来流平行,在阻尼板4阻力的作用下将使偏航角β趋于0。
位于艉舵12侧面上的各个挂点按挂装顺序依次向后、向上布置,通过位置设置的不同使得各个挂点处的挂绳能够依次顺序断裂,从而来顺序释放柔性绳5,有效保证了柔性绳5的规律有序释放,使得释放的柔性绳5不会乱。
柔性绳5的破断力大于最高航速时阻尼板4的阻力,柔性绳5的总长度长于被拖曳体13尾流的长度;本实施例中,柔性绳5可以选择凯夫拉绳。
挂绳的破断力大于阻尼板4的重量,挂绳的破断力小于阻尼板4的阻力。
阻尼板4侧面边缘均匀设置有三组连接线3,三组连接线3长度一致且其端部共同与柔性绳5端头连接固定。
阻尼板4为圆盘状的铝板;通过长度一致的三组连接线3来保证拖曳时阻尼板4的姿态。
柔性绳5端部设置有绳套7,柔性绳5通过绳套7固定于艉舵12后端的锁孔6上。
挂点、挂点A1均为固定于艉舵12的小圆柱结构,其端部固设有与其轴向垂直的圆形端板,挂绳挂装于圆形端板内侧的小圆柱结构上;圆形端板用于防止挂绳从小圆柱结构上脱出。
艉舵12两侧分别设置有挂点B10和挂点C9两个挂点,挂点B10位于挂点C9的后方、上方,柔性绳5从锁孔6出发,通过挂绳C8、挂绳B11、挂绳A2依次挂装于挂点C9、挂点B10和挂点A1处。
本实施例中,挂点B10、挂点C9都位于艉舵12舵效较差的位置。
挂点C9和挂点A1位于艉舵12的同一侧,挂点B10位于艉舵12的另一侧;即:柔性绳5先通过挂绳C8连接在挂点C9处,然后绕至艉舵12位于另一侧的背面,通过挂绳B11连接在挂点B10处,最后再绕到艉舵12正面,通过挂绳A2连接在挂点A1处,完成柔性绳5在艉舵12上的顺序往复挂装。
本实施例中,阻尼板4通过柔性绳5设置于艉舵12尾部,通过一系列挂点的设置,来挂装柔性绳5,使得柔性绳5具有足够的长度,使得阻尼板4能够远离被拖曳体13尾流区,助力于保证被拖曳体13航向的稳定性;与加装相同面积的尾鳍相比,在增强被拖曳体13航向稳定性方面具有更显著的优势。
在拖航之前,柔性绳5从锁孔6出发,依次顺序绕装于艉舵12上,如图1所示,在各个挂点处通过挂绳连接,直至挂至最高点挂点A1;
开始拖航时,随着拖速的提高,在水动力(即阻尼板4的阻力)作用下,靠近阻尼板4的挂点A1处的挂绳A2先断掉,如图2所示,然后是挂点B10处的挂绳B11(如图3所示)、挂点C9处的挂绳C8(如图4所示),通过挂绳的依次顺序受力断裂,来有序向后释放柔性绳5,使得柔性绳5逐渐被释放;
在柔性绳5完全释放之后,阻尼板4将不受被拖曳体13尾流的影响,在继续拖航过程中,柔性绳5将与来流平行,在阻尼板4阻力作用下,将使得偏航角β趋于0,如图5所示。
本发明实现了拖航过程中柔性绳的顺序释放,使得阻尼板位于尾流区之外,助力于使得偏航角趋于0,大大增强了被拖曳体航向的稳定性,可靠性好。
以上描述是对本发明的解释,不是对发明的限定,本发明所限定的范围参见权利要求,在本发明的保护范围之内,可以作任何形式的修改。
Claims (6)
1.一种增强水面被拖曳体航向稳定性的自释放阻尼板,包括被拖曳体(13),被拖曳体(13)尾部下方设置有艉舵(12),其特征在于:所述艉舵(12)后部下方通过锁孔(6)固定有柔性绳(5),柔性绳(5)自由端固定有阻尼板(4);位于锁孔(6)前方的艉舵(12)两侧均设置有挂点,柔性绳(5)从锁孔(6)出发,顺序往复挂装至艉舵(12)两侧的挂点上;位于锁孔(6)上方的艉舵(12)上设置有挂点A(1),柔性绳(5)安装有阻尼板(4)的端部挂装于挂点A(1);所述柔性绳(5)通过各个挂绳挂装于对应的挂点、挂点A(1)处;
所述柔性绳(5)的破断力大于最高航速时阻尼板(4)的阻力,柔性绳(5)的总长度长于被拖曳体(13)尾流的长度;
所述挂绳的破断力大于阻尼板(4)的重量,挂绳的破断力小于阻尼板(4)的阻力;
所述艉舵(12)两侧分别设置有挂点B(10)和挂点C(9)两个挂点,挂点B(10)位于挂点C(9)的后方、上方,柔性绳(5)从锁孔(6)出发,通过挂绳C(8)、挂绳B(11)、挂绳A(2)依次挂装于挂点C(9)、挂点B(10)和挂点A(1)处;
所述挂点C(9)和挂点A(1)位于艉舵(12)的同一侧,挂点B(10)位于艉舵(12)的另一侧;
开始拖航时,随着拖速的提高,在阻尼板(4)的阻力作用下,靠近阻尼板(4)的挂点A(1)处的挂绳A(2)先断掉,然后是挂点B(10)处的挂绳B(11)、挂点C(9)处的挂绳C(8),通过挂绳的依次顺序受力断裂,来有序向后释放柔性绳(5),使得柔性绳(5)逐渐被释放。
2.如权利要求1所述的一种增强水面被拖曳体航向稳定性的自释放阻尼板,其特征在于:位于艉舵(12)侧面上的各个挂点按挂装顺序依次向后、向上布置。
3.如权利要求1所述的一种增强水面被拖曳体航向稳定性的自释放阻尼板,其特征在于:所述阻尼板(4)侧面边缘均匀设置有三组连接线(3),三组连接线(3)长度一致且其端部共同与柔性绳(5)端头连接固定。
4.如权利要求3所述的一种增强水面被拖曳体航向稳定性的自释放阻尼板,其特征在于:所述阻尼板(4)为圆盘状的铝板。
5.如权利要求1所述的一种增强水面被拖曳体航向稳定性的自释放阻尼板,其特征在于:所述柔性绳(5)端部设置有绳套(7),柔性绳(5)通过绳套(7)固定于艉舵(12)后端的锁孔(6)上。
6.如权利要求1所述的一种增强水面被拖曳体航向稳定性的自释放阻尼板,其特征在于:所述挂点、挂点A(1)均为固定于艉舵(12)的小圆柱结构,其端部固设有与其轴向垂直的圆形端板,挂绳挂装于圆形端板内侧的小圆柱结构上。
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