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

一种增强水面被拖曳体航向稳定性的自释放阻尼板
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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