CN114394195A - 一种用于集装箱船的伸缩导流罩及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及船舶技术领域，公开了一种用于集装箱船的伸缩导流罩及其控制方法，导流罩包括控制器、支撑骨架、风速检测装置、第一柔性导流板、第二柔性导流板、第三柔性导流板和收纳机构，多块第三柔性导流板依次布置在第一柔性导流板和第二柔性导流板之间；支撑骨架包括多条导轨槽，第二柔性导流板、第三柔性导流板分别可滑动地设置在对应的导轨槽内；收纳机构包括收纳卷曲管和驱动电机，收纳卷曲管设置于船艏甲板的一侧，驱动电机与收纳卷曲管连接；风速检测装置安装在第一柔性导流板上；风速检测装置、驱动电机均与控制器电连接，第二柔性导流板和第三柔性导流板分别可卷绕地设置在收纳卷曲管内。本发明可对导流罩的开闭进行逐级控制调整。

Description

一种用于集装箱船的伸缩导流罩及其控制方法

技术领域

本发明涉及船舶技术领域，特别是涉及一种用于集装箱船的伸缩导流罩及其控制方法。

背景技术

随着经济的快速发展、技术水平的持续提升以及世界各地的能源需求越来越多，海洋运输越来越频繁，船舶行业越来越追求高质量、可持续的发展。集装箱船是用于装载集装箱的船舶，在船舶甲板上一般堆叠较多的集装箱，集装箱堆叠形成的上层建筑构成较大的风阻区域，风阻力的影响不容忽视，降低风阻可以减小船舶航行过程中所受到的总阻力，提高船舶航行速度并降低能耗，提高运输效率。

通过在船舶的船艏设置导流罩可起到节能降阻的效果，但是，目前船舶导流罩一般固定设置在船艏位置，难以根据船舶航行的实际情况对导流罩的开闭进行控制调整，导致导流罩在使用状态和非使用状态下均全部罩设在船艏，占用较多的甲板面积。

发明内容

鉴于以上问题，本发明的目的是提供一种用于集装箱船的伸缩导流罩及其控制方法，以解决现有的船舶导流罩固定设置，难以对导流罩的开闭进行控制调整，导致导流罩在使用状态和非使用状态下均全部罩设在船艏，占用较多的甲板面积的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一个方面是提供一种用于集装箱船的伸缩导流罩，包括控制器、支撑骨架、风速检测装置、第一柔性导流板、第二柔性导流板、多块第三柔性导流板和多个收纳机构，所述第一柔性导流板固定在船艏甲板的前端，且所述第一柔性导流板的前端汇聚于船艏甲板的前端设定点位置；所述第二柔性导流板布置在船艏甲板的后端两侧；多块所述第三柔性导流板依次布置在所述第一柔性导流板和所述第二柔性导流板之间，所述第二柔性导流板的最高点低于相邻的所述第三柔性导流板的最高点位置，所述第一柔性导流板、所述第三柔性导流板与船艏甲板之间构成空腔；

所述支撑骨架包括间隔设置的多条导轨槽，所述第二柔性导流板、所述第三柔性导流板分别可滑动地设置在对应的导轨槽内；

所述收纳机构包括收纳卷曲管和驱动电机，所述收纳卷曲管设置于船艏甲板的一侧，所述驱动电机与所述收纳卷曲管传动连接；

所述风速检测装置安装在所述第一柔性导流板上，用以测量风速；

所述风速检测装置、所述驱动电机均与所述控制器电连接，所述第二柔性导流板和所述第三柔性导流板分别可卷绕地设置在对应的所述收纳卷曲管内，所述控制器根据所述风速检测装置的检测信号控制驱动电机驱动所述收纳卷曲管转动，使得第二柔性导流板或第三柔性导流板沿对应的导轨槽滑动伸展，或所述第二柔性导流板、所述第三柔性导流板卷绕在对应的所述收纳卷曲管上。

优选地，所述风速检测装置包括第一风压传感器和第二风压传感器，所述第一风压传感器设置于所述第一柔性导流板的内侧，用于测量第一柔性导流板内侧的静压力；所述第二风压传感器固定在所述第一柔性导流板的外壁，用于测量第一柔性导流板外侧的动压力。

优选地，所述第二风压传感器设置有多个，多个所述第二风压传感器沿所述第一柔性导流板的外壁圆周侧间隔布置。

优选地，所述收纳机构还包括伸展带，所述伸展带的一端固定在船艏甲板设置收纳卷曲管的一侧，所述伸展带的另一端与所述第三柔性导流板连接，所述第三柔性导流板伸展时，所述伸展带张紧；所述第三柔性导流板缩卷时，所述伸展带松弛。

优选地，所述支撑骨架包括支撑梁和支撑框架，所述支撑梁的底部固定在船艏甲板上，所述支撑梁的顶部抵接所述支撑框架，所述支撑框架的两侧分别与所述船艏甲板的边缘固定，所述导轨槽设置在所述支撑框架上。

优选地，第一柔性导流板、第二柔性导流板和第三柔性导流板均为曲面板，所述第一柔性导流板与多块所述第三柔性导流板形成曲面罩体。

优选地，所述第二柔性导流板自后端至前端顶点呈圆弧状过渡。

本发明的另一个方面是提供一种如上所述的用于集装箱船的伸缩导流罩的控制方法，包括以下步骤：

步骤S1，利用风速检测装置检测船舶航行的当前风速，并将检测信号传输至控制器；

步骤S2，控制器接收检测信号并确定当前风速的风速等级；

步骤S3，根据当前风速的风速等级确定需要开启的第三柔性导流板数量，记为预开启量；

步骤S4，确定当前开启的第三柔性导流板的数量，记为当前开启量；

步骤S5，比对当前开启量与预开启量，若当前开启量小于预开启量，则控制相应的驱动电机工作，驱使第三柔性导流板沿对应的导轨槽滑动伸展，使得当前开启量等于预开启量；若当前开启量大于预开启量，则控制相应的驱动电机工作，驱使第三柔性导流板卷绕在对应的收纳卷曲管上，使得当前开启量等于预开启量。

优选地，利用风速检测装置检测船舶航行的当前风速的步骤包括：

利用第一风压传感器测量第一柔性导流板内侧的静压力；

利用第二风压传感器测量第一柔性导流板外侧的动压力；

根据静压力和动压力计算得到当前风速。

优选地，第二风压传感器具有多个时，利用风速检测装置检测船舶航行的当前风速的步骤包括：

利用第一风压传感器测量第一柔性导流板内侧的静压力；

利用各个第二风压传感器分别测量第一柔性导流板外侧的动压力；

根据静压力和各个动压力分别计算得到与各个第二风压传感器对应的风速；

根据各个第二风压传感器对应的风速计算得到当前风速。

本发明实施例一种用于集装箱船的伸缩导流罩及其控制方法与现有技术相比，其有益效果在于：

本发明实施例的用于集装箱船的伸缩导流罩，通过设置的第一柔性导流板、第二柔性导流板和第三柔性导流板构成导流罩体，优化船体周围的气流场，有效降低船舶甲板上的上层建筑或堆积货物所带来的空气阻力，更利于达到节能减排、提高航速的目的。并且，多块第三柔性导流板均可伸缩且对应设置有收纳机构，利用收纳机构对第三柔性导流板进行收纳，控制器可根据风速检测装置的检测结果对第三柔性导流板的伸缩进行控制，使得开启的第三柔性导流板的数量与当前风速相匹配，使得第三柔性导流板在不使用时，可以收纳伸缩在收纳卷曲管内，不占用船舶甲板空间，较大限度地提升船舶驾驶操纵视野。

附图说明

图1是本发明实施例所述用于集装箱船的伸缩导流罩的结构示意图；

图2是图1中用于集装箱船的伸缩导流罩的Z向俯视示意图；

图3是图1中用于集装箱船的伸缩导流罩的X向横剖面示意图；

图4是图1中用于集装箱船的伸缩导流罩的Y向纵剖面示意图；

图5是本发明实施例所述用于集装箱船的伸缩导流罩的控制方法的流程示意图；

图中，1、第一柔性导流板；2、第二柔性导流板；3、第三柔性导流板；4、船艏固定点；5、导轨槽；51、导轨；6、支撑梁；7、支撑框架；8、驱动电机；9、收纳卷曲管；10、伸展带；11、上层建筑；12、船舶。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，X正向为船艉指向船艏方向；Y正向为船舶右舷指向船舶左舷的方向；Z正向为船底指向甲板方向；“前”指的是船艏方向，“后”指的是船艉方向。

如图1－图4所示，本发明实施例优选实施例的一种用于集装箱船的伸缩导流罩，用于罩设在船舶12的船艏甲板上，导流罩包括控制器、支撑骨架、风速检测装置、第一柔性导流板1、第二柔性导流板2、多块第三柔性导流板3和多个收纳机构。

第一柔性导流板1和多块第三柔性导流板3构成导流罩体，罩设在船艏甲板上。其中，所述第一柔性导流板1固定在船艏甲板的前端，且所述第一柔性导流板1的前端汇聚于船艏甲板的前端设定点位置，该设定点位置为船艏的最前端位置，即为图1中所示的船艏固定点4；所述第二柔性导流板2布置在船艏甲板的后端两侧，第二柔性导流板2的前端与第三柔性导流板3对接，第二柔性导流板2的后端与上层建筑11或货物堆积处对接，可充当舷墙的作用；多块所述第三柔性导流板3依次布置在所述第一柔性导流板1和所述第二柔性导流板2之间，图中仅示出一块第三柔性导流板3，所述第二柔性导流板2的最高点低于相邻的所述第三柔性导流板3的最高点位置，所述第一柔性导流板1、所述第三柔性导流板3与船艏甲板之间构成空腔；

所述支撑骨架包括间隔设置的多条导轨槽5，所述第二柔性导流板2、所述第三柔性导流板3分别可滑动地设置在对应的导轨槽5内，导轨槽5内可设置导轨51，第二柔性导流板2或第三柔性导流板3滑动安装在导轨51上；所述收纳机构包括收纳卷曲管9和驱动电机8，所述收纳卷曲管9设置于船艏甲板的一侧，所述驱动电机8与所述收纳卷曲管9传动连接。第二柔性导流板2和每个第三柔性导流板3分别具有各自相对应的收纳机构，每个收纳机构对第二柔性导流板2或第三柔性导流板3的驱动方式均相同，仅以其中一个第三柔性导流板3为例进行说明。驱动电机8驱动收纳卷曲管9顺时针转动，第三柔性导流板3沿相应的导轨槽5滑动，使得第三柔性导流板3逐渐卷绕在收纳卷曲管9上，利用收纳卷曲管9对第三柔性导流板3收纳至船舶甲板的一侧，使得第三柔性导流板3闲置状态下不占用船舶甲板的空间；驱动电机8驱动收纳卷曲管9逆时针转动，第三柔性导流板3沿相应的导轨槽5反向滑动，使得第三柔性导流板3沿导轨槽5伸展，逐渐罩设在船舶甲板上方，构成导流罩体的一部分，改善船体周围的气流场，降低上层建筑11或堆积货物的风阻。

所述风速检测装置安装在所述第一柔性导流板1上，用以测量风速；所述风速检测装置、所述驱动电机8均与所述控制器电连接，所述第二柔性导流板2和所述第三柔性导流板3分别可卷绕地设置在对应的所述收纳卷曲管9内，所述控制器根据所述风速检测装置的检测信号控制驱动电机8驱动所述收纳卷曲管9转动，使得第二柔性导流板2或第三柔性导流板3沿对应的导轨槽5滑动伸展，或所述第二柔性导流板2、所述第三柔性导流板3卷绕在对应的所述收纳卷曲管9上。具体地，风速检测信号检测获取船舶航行时的当前风速，并根据当前风速确定风速等级，根据风速等级确定需要开启的第三柔性导流板3数量，记为预开启量；比对第三柔性导流板3的当前开启量与预开启量的大小，若预开启量大于当前开启量，则控制相应的驱动电机8工作，驱使第三柔性导流板3沿对应的导轨槽5滑动伸展，使得预开启量等于当前开启量；若预开启量小于当前开启量，则控制相应的驱动电机8工作，驱使第三柔性导流板3卷绕在对应的收纳卷曲管9上，使得预开启量等于当前开启量；若预开启量等于当前开启量，则控制器控制第三柔性导流板3不动作。第三柔性导流板3的预开启量与当前开启量相匹配，使得罩设在船艏甲板上的第三柔性导流板3的数量与船舶航行的当前风速相匹配，开启的第三柔性倒流板与第一导流板构成合适大小的导流罩体，罩设在船艏甲板上，既可以改善船体周围的气流场，还避免较大面积的导流罩体罩设在船艏甲板阻挡船舶驾驶操纵视线。

本发明通过设置的第一柔性导流板1、第二柔性导流板2和第三柔性导流板3构成导流罩体，优化船体周围的气流场，改善船舶前端紊乱的空气流动，有效降低船舶甲板上的上层建筑11或堆积货物所带来的压差阻力，同时，稳定的气流在船体外围形成了一层均有润滑作用的气层，对于降低摩擦阻力也有一定的帮助，更利于达到节能减排、提高航速的目的。并且，多块第三柔性导流板3均可伸缩且对应设置有收纳机构，利用收纳机构对第三柔性导流板3进行收纳，控制器可根据风速检测装置的检测结果对第三柔性导流板3的伸缩进行控制，使得开启的第三柔性导流板3的数量与当前风速相匹配，使得第三柔性导流板3在不使用时，可以收纳伸缩在收纳卷曲管9内，不占用船舶甲板空间，较大限度地提升船舶驾驶操纵视野。

本实施例中，第一柔性导流板1、第二柔性导流板2和第三柔性导流板3均为曲面板，第一柔性导流板1固定在船艏甲板的前端，第三柔性导流板3自船舶左舷侧延伸至船舶右舷侧布置，所述第二柔性导流板2的前端自船舶左舷侧或船舶右舷侧延伸布置，所述第一柔性导流板1与多块所述第三柔性导流板3形成曲面罩体，第一柔性导流板1的长度小于多块第三柔性导流板3的总长度，曲面罩体的最大长度不大于上层建筑11或所堆积货物距离甲板最前端的距离。曲面罩体的最大宽度不大于船体的最大宽度。如图3所示，曲面罩体的X向横剖面为光顺的连续型曲线，可以为多项式曲线，生产工艺简单，方便制作，降低成本。

需要说明的是，本发明中，多块第三柔性导流板3的曲面弧度不同，自船艏至船艉方向，第三柔性导流板3依次向上凸起延伸，使得多块第三柔性导流板3与第一柔性导流板1构成的曲面罩体的X向横剖面为光顺的连续型曲线。

可选地，第一柔性导流板1与第三柔性导流板3上均设置有多个导流机构，以对流向导流罩的空气进行导流，进一步优化船体周围的气流场，降低船舶甲板上的上层建筑或堆积货物所带来的空气阻力。第一柔性导流板1和第三柔性导流板3上的导流机构的结构组成相同，仅以第一柔性导流板1上的导流机构的结构为例进行说明。所述导流机构包括分流板、弹性构件、气囊和充放气装置，分流板为曲面板，分流板的曲面弧度与其下方的第一柔性导流板处的曲面弧度相同，使得分流板可贴合在第一柔性导流板的表面；所述分流板的两端各设置有一个弹性构件，弹性构件固定在分流板与第一柔性导流板之间，弹性构件的一端固定在分流板的表面，弹性构件的另一端固定在第一柔性导流板的表面，弹性构件可以是弹簧；气囊设置于分流板与第一柔性导流板之间，且气囊位于两个弹性构件之间，气囊与充放气装置通过气管连接，充放气装置可设置于船艏甲板上，气管可沿第一柔性导流板的下表面布置，通过气管向气囊内充气或使气囊放气。充放气装置向气囊内充气时，气囊膨胀将分流板顶起，使得分流板凸出于第一柔性导流板的表面；充放气装置使气囊放气时，气囊收缩，分流板在弹性构件的弹力作用下复位贴合在第一柔性导流板的表面。第一柔性导流板1上的导流机构设置有多个，多个导流机构沿第一柔性导流板1的弧面(Y向)间隔布置，相邻的两个导流机构的气囊均膨胀后，相邻的气囊之间在第一柔性导流板上构成导流槽，供气流通过，因此，在第一柔性导流板上可间隔形成多个导流槽。气流流经导流罩时，一部分空气在分流板的表面流动，一部分空气在导流槽流动，通过导流槽及其两侧的气囊可降低风阻。

第三柔性导流板上的导流机构设置有多个，多个导流机构沿第三柔性导流板的弧面间隔布置，相邻的两个导流机构的气囊均膨胀后，相邻的气囊之间在第三柔性导流板上构成导流槽，因此，在第三柔性导流板上可间隔形成多个导流槽。第三柔性导流板上的导流槽与第一柔性导流板上的导流槽一一对应，且相对应的两个导流槽相互连通。第三柔性导流板上的分流板与第一柔性导流板上的分流板的分布位置相对应，使得分流板自船艏至船艉方向构成的曲面为X向横剖面为光顺的连续型曲线，使得第一柔性导流板上形成的导流槽与第三柔性导流板上形成的对应的导流槽在X向横剖面为光顺的连续型曲线形式，强化空气导流效果。需要指出的是，第三柔性导流板上的导流机构在第三柔性导流板处于伸展状态时工作，当第三柔性导流板处于收纳状态时，导流机构不工作。第三柔性导流板上的导流机构中的分流板和气囊可随第三柔性导流板卷绕收纳。进一步地，第三柔性导流板上开设有凹槽，弹性构件和气囊均设置在凹槽内，分流板安装在凹槽内，使得分流板的表面可与第三柔性导流板的表面平齐，分流板与第三柔性导流板的表面形成完整的曲面罩体结构，更加方便对第三柔性导流板的收纳。

本实施例中，船艏甲板的两侧各设置一个第二柔性导流板2，每个第二柔性导流板2均对应设置有各自的收纳机构，船艏甲板的两侧的第二柔性导流板2的工作方式基本相同，仅以其中一块第二柔性导流板2为例进行说明。第二柔性导流板2闲置时，可收纳在收纳卷曲管9内，不影响船舶甲板上货物的卸载；使用时，第二柔性导流板2沿导轨槽5伸展展开，可做舷墙使用，使得第二柔性导流板2的使用更加灵活，解决船可以最大限度的兼顾船艏甲板使用面积和船艏导流罩导流功能的结构性矛盾。优选地，所述第二柔性导流板2自后端至前端顶点呈圆弧状过渡。第二柔性导流板2为曲面板，第二柔性导流板2的前端为与第三柔性导流板3相邻的一端，前端滑动安装在导轨槽5内，沿导轨槽5滑动伸缩，后端可固定在收纳卷曲管9上。

本实施例中，所述支撑骨架设置有第一导轨槽和多条第二导轨槽，所述第一导轨槽和所述第二导轨槽均呈弧状，所述第二导轨槽自船舶左舷侧延伸至船舶右舷侧布置，多条所述第二导轨槽沿船舶长度方向间隔布置，所述第一导轨槽自船舶左舷侧或船舶右舷侧延伸布置，且所述第一导轨槽的最高点低于所述第二导轨槽的最高点位置，使得对应的第二柔性导流板2伸展高度低于第三柔性导流板3；各块所述第三柔性导流板3分别可滑动地设置在相邻的两条第二导轨槽内；所述第二柔性导流板2的前端可滑动地设置在所述第一导轨槽内。第一导轨槽与第二导轨槽相邻布置，第一导轨槽和第二导轨槽均呈弧状，第一导轨槽的弧状圆心与第二导轨槽的弧状圆心位于同一直线上，使得第一导轨槽的弧形与第二导轨槽的弧形相同，第一导轨槽的弧长小于第二导轨槽的弧长的一半。

本实施例中，所述支撑骨架包括支撑梁6和支撑框架7，支撑框架7为三维框架，所述支撑梁6的底部固定在船艏甲板上，所述支撑梁6的顶部抵接所述支撑框架7，所述支撑框架7的两侧分别与所述船艏甲板的边缘固定，所述导轨槽5设置在所述支撑框架7上。支撑梁6可作为支撑框架7的Z向支撑，导轨槽5构成支撑框架7的Y向支撑，支撑框架7还包括X向支撑，X向支撑呈弧状，在X向横剖面为连续曲线，该连续曲线与第一柔性导流板1、第三柔性导流板3构成的曲面罩体的X向横剖面的连续曲线形状一致。

本实施例中，所述收纳机构还包括伸展带10，所述伸展带10的一端固定在船艏甲板设置收纳卷曲管9的一侧，所述伸展带10的另一端与所述第三柔性导流板3连接，所述第三柔性导流板3伸展时，所述伸展带10张紧；所述第三柔性导流板3缩卷时，所述伸展带10松弛。通过伸展带10可起到张紧固定第三柔性导流板3的作用。本发明中，每个第三柔性导流板3均匹配设置由一个收纳机构，每个收纳机构均设置驱动电机8和伸展带10，可以减少单个驱动电机8和伸展带10的负荷，降低柔性导流板的伸缩故障率。

本实施例中，收纳卷曲管9包括卷轴和卷筒，卷轴与驱动电机8的输出轴连接，卷筒套设在卷轴的外周侧，卷筒与船舶甲板的一侧固定，第二柔性导流板2或第三柔性导流板3卷绕在卷轴上，卷筒上设置有供第二柔性导流板2或第三柔性导流板3伸展滑出的开口。以第三柔性导流板3为例，驱动电机8驱动卷轴顺时针转动时，第三柔性导流板3卷绕在卷轴上，收纳于卷筒内；驱动电机8驱动卷轴逆时针转动时，第三柔性导流板3自卷筒内逐渐滑出，沿导轨槽5滑动伸展，罩设在船舶甲板上方。

本实施例中，所述风速检测装置包括第一风压传感器和第二风压传感器，所述第一风压传感器设置于所述第一柔性导流板1的内侧，用于测量第一柔性导流板1内侧的静压力；所述第二风压传感器固定在所述第一柔性导流板1的外壁，用于测量第一柔性导流板1外侧的动压力。通过测量的静压力和动压力，利用下式可计算得出风速：

其中，v为风速，P_动为动压力，P_静为静压力，ρ为空气密度。

进一步地，所述第二风压传感器可设置有多个，多个所述第二风压传感器沿所述第一柔性导流板1的外壁圆周侧间隔布置。第二风压传感器设置有多个时，每个第二风压传感器均测量得到一个动压力，每个动压力与静压力均可计算得到一个风速，多个风速的均值作为当前风速，如下式所示：

其中，v为风速，i为第二风压传感器的索引，N为第二风压传感器的总量，v_i为第i个第二风压传感器对应的风速，P_动i为第i个第二风压传感器测得的动压力，P_静为静压力，ρ为空气密度。

如图5所示，本发明所述的用于集装箱船的伸缩导流罩的控制方法，包括以下步骤：

步骤S1，利用风速检测装置检测船舶航行的当前风速，并将检测信号传输至控制器；

步骤S2，控制器接收检测信号并确定当前风速的风速等级；

步骤S3，根据当前风速的风速等级确定需要开启的第三柔性导流板数量，记为预开启量；

步骤S4，确定当前开启的第三柔性导流板的数量，记为当前开启量；

步骤S5，比对当前开启量与预开启量，判断当前开启量是否等于预开启量，若当前开启量等于预开启量，则控制器控制第三柔性导流板3不动作；若当前开启量不等于预开启量，则判断当前开启量是否大于预开启量，若当前开启量大于预开启量，则控制相应的驱动电机8工作，驱使第三柔性导流板3卷绕在对应的收纳卷曲管9上，使得当前开启量等于预开启量。若当前开启量小于预开启量，则控制相应的驱动电机8工作，驱使第三柔性导流板3沿对应的导轨槽5滑动开启，使得当前开启量等于预开启量。第三柔性导流板3的当前开启量与预开启量相匹配，使得罩设在船艏甲板上的第三柔性导流板3的数量与船舶航行的当前风速相匹配，开启的第三柔性倒流板与第一导流板构成合适大小的导流罩体，罩设在船艏甲板上，既可以改善船体周围的气流场，还避免较大面积的导流罩体罩设在船艏甲板阻挡船舶驾驶操纵视线。

步骤S1中，利用风速检测装置检测船舶航行的当前风速的步骤包括：

利用第一风压传感器测量第一柔性导流板内侧的静压力；

利用第二风压传感器测量第一柔性导流板外侧的动压力；

根据静压力和动压力计算得到当前风速，如下式所示：

其中，v为当前风速，P_动为动压力，P_静为静压力，ρ为空气密度。

进一步地，第二风压传感器具有多个时，利用风速检测装置检测船舶航行的当前风速的步骤包括：

利用第一风压传感器测量第一柔性导流板内侧的静压力；

利用各个第二风压传感器分别测量第一柔性导流板外侧的动压力；

根据静压力和各个动压力分别计算得到与各个第二风压传感器对应的风速；

根据各个第二风压传感器对应的风速计算得到当前风速，如下式所示：

其中，v为当前风速，i为第二风压传感器的索引，N为第二风压传感器的总量，P_动i为第i个第二风压传感器测得的动压力，P_静为静压力，ρ为空气密度。

步骤S2中，风速等级可根据风速大小进行划分，每个风速等级均对应设置有预开启量，例如，风速等级由低至高可划分为一至五级，第三柔性导流板3设置为三个时，风速等级为一级时，可仅启用第一柔性导流板1，第三柔性导流板3的预开启量为O；风速等级为二级或三级时，第三柔性导流板3的预开启量可设置为1，风速等级为四级时，第三柔性导流板3的预开启量可设置为2，风速等级为五级时，第三柔性导流板3的预开启量可设置为3。需要说明的是，在启用第三柔性导流板3时，自船艏至船艉方向逐一启用第三柔性导流板3，使得启用的第三柔性导流板3与第一柔性导流板1构成的导流罩体始终为曲面罩体。

优选地，在支撑骨架的每个导轨槽5的一侧均设置位置传感器，位置传感器用以感应第三柔性导流板3的位置，位置传感器与控制器电连接，当第三柔性导流板3由导轨槽5的一侧滑动展开至另一侧时，第三柔性导流板3触发位置传感器，向控制器发出感应信号。步骤S4中，当前开启的第三柔性导流板3的数量可根据发出感应信号的位置传感器的数量确定。

需要说明的是，本发明之用于集装箱船的伸缩导流罩的控制方法的其他具体实施方式与上述用于集装箱船的伸缩导流罩的具体实施方式大致相同，在此不再一一赘述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于集装箱船的伸缩导流罩，其特征在于，包括控制器、支撑骨架、风速检测装置、第一柔性导流板、第二柔性导流板、多块第三柔性导流板和多个收纳机构，所述第一柔性导流板固定在船艏甲板的前端，且所述第一柔性导流板的前端汇聚于船艏甲板的前端设定点位置；所述第二柔性导流板布置在船艏甲板的后端两侧；多块所述第三柔性导流板依次布置在所述第一柔性导流板和所述第二柔性导流板之间，所述第二柔性导流板的最高点低于相邻的所述第三柔性导流板的最高点位置，所述第一柔性导流板、所述第三柔性导流板与船艏甲板之间构成空腔；

所述支撑骨架包括间隔设置的多条导轨槽，所述第二柔性导流板、所述第三柔性导流板分别可滑动地设置在对应的导轨槽内；

所述收纳机构包括收纳卷曲管和驱动电机，所述收纳卷曲管设置于船艏甲板的一侧，所述驱动电机与所述收纳卷曲管传动连接；

所述风速检测装置安装在所述第一柔性导流板上，用以测量风速；

所述风速检测装置、所述驱动电机均与所述控制器电连接，所述第二柔性导流板和所述第三柔性导流板分别可卷绕地设置在对应的所述收纳卷曲管内，所述控制器根据所述风速检测装置的检测信号控制驱动电机驱动所述收纳卷曲管转动，使得第二柔性导流板或第三柔性导流板沿对应的导轨槽滑动伸展，或所述第二柔性导流板、所述第三柔性导流板卷绕在对应的所述收纳卷曲管上。

2.根据权利要求1所述的用于集装箱船的伸缩导流罩，其特征在于，所述风速检测装置包括第一风压传感器和第二风压传感器，所述第一风压传感器设置于所述第一柔性导流板的内侧，用于测量第一柔性导流板内侧的静压力；所述第二风压传感器固定在所述第一柔性导流板的外壁，用于测量第一柔性导流板外侧的动压力。

3.根据权利要求2所述的用于集装箱船的伸缩导流罩，其特征在于，所述第二风压传感器设置有多个，多个所述第二风压传感器沿所述第一柔性导流板的外壁圆周侧间隔布置。

4.根据权利要求1所述的用于集装箱船的伸缩导流罩，其特征在于，所述收纳机构还包括伸展带，所述伸展带的一端固定在船艏甲板设置收纳卷曲管的一侧，所述伸展带的另一端与所述第三柔性导流板连接，所述第三柔性导流板伸展时，所述伸展带张紧；所述第三柔性导流板缩卷时，所述伸展带松弛。

5.根据权利要求1所述的用于集装箱船的伸缩导流罩，其特征在于，所述支撑骨架包括支撑梁和支撑框架，所述支撑梁的底部固定在船艏甲板上，所述支撑梁的顶部抵接所述支撑框架，所述支撑框架的两侧分别与所述船艏甲板的边缘固定，所述导轨槽设置在所述支撑框架上。

6.根据权利要求1所述的用于集装箱船的伸缩导流罩，其特征在于，第一柔性导流板、第二柔性导流板和第三柔性导流板均为曲面板，所述第一柔性导流板与多块所述第三柔性导流板形成曲面罩体。

7.根据权利要求6所述的用于集装箱船的伸缩导流罩，其特征在于，所述第二柔性导流板自后端至前端顶点呈圆弧状过渡。

8.一种如权利要求1－7任一项所述的用于集装箱船的伸缩导流罩的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，利用风速检测装置检测船舶航行的当前风速，并将检测信号传输至控制器；

步骤S2，控制器接收检测信号并确定当前风速的风速等级；

步骤S3，根据当前风速的风速等级确定需要开启的第三柔性导流板数量，记为预开启量；

步骤S4，确定当前开启的第三柔性导流板的数量，记为当前开启量；

步骤S5，比对当前开启量与预开启量，若当前开启量小于预开启量，则控制相应的驱动电机工作，驱使第三柔性导流板沿对应的导轨槽滑动伸展，使得当前开启量等于预开启量；若当前开启量大于预开启量，则控制相应的驱动电机工作，驱使第三柔性导流板卷绕在对应的收纳卷曲管上，使得当前开启量等于预开启量。

9.根据权利要求8所述的用于集装箱船的伸缩导流罩的控制方法，其特征在于，利用风速检测装置检测船舶航行的当前风速的步骤包括：

利用第一风压传感器测量第一柔性导流板内侧的静压力；

利用第二风压传感器测量第一柔性导流板外侧的动压力；

根据静压力和动压力计算得到当前风速。

10.根据权利要求9所述的用于集装箱船的伸缩导流罩的控制方法，其特征在于，第二风压传感器具有多个时，利用风速检测装置检测船舶航行的当前风速的步骤包括：

利用第一风压传感器测量第一柔性导流板内侧的静压力；

利用各个第二风压传感器分别测量第一柔性导流板外侧的动压力；

根据静压力和各个动压力分别计算得到与各个第二风压传感器对应的风速；

根据各个第二风压传感器对应的风速计算得到当前风速。

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