CN206141758U - 一种监督艇的线型 - Google Patents

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张伟
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Abstract

本实用新型公开了一种监督艇的线型,采用V型折角线型,包括主船体,主船体内设有多个由肋骨构成的肋框,其中#0、#8处设为两道水密舱壁,并将主船体分为:艉~#0为尾尖舱;#0~#8为乘客舱和驾驶舱;#8~艏为首尖舱,艉部采用带折角的平驳线型,两侧船舷以上翘的方式过渡到船艏,船舷上各部位的肋框结构不同。本实用新型优化监督艇的线型结构,有效地减小船体的兴波阻力和粘性阻力。

Description

一种监督艇的线型
技术领域
本发明涉及船型设计领域,具体涉及一种监督艇的线型。
背景技术
快艇是舰艇中的“短跑冠军”,最大航速可达40—60节,有“海上轻骑兵”之称。快艇按装备的武器分类,有鱼雷艇、导弹艇和导弹鱼雷艇等。快艇虽然小,但它的威力不小,作用很大。对于侵入到近海范围内的大、中型敌舰,快艇可以单独编队出击,也可以与其他水面舰艇协同出击,消灭来犯的敌方大、中型舰艇。快艇的艇体小,能隐蔽,能有效地突然地袭击敌方的基地、停泊场。监督艇是快艇中的一种。
船体线型是影响船舶快速性能的关键,它直接影响船舶的快速性能。在船舶主尺度要素与主机功率相同的情况下,采用不同的线型往往会使船速产生较大的差异。而影响船速的主要原因是船体在水中运动时的阻力,摩擦阻力和兴波阻力使构成船体阻力的主要因素。兴波阻力是船舶在静水面上行驶时由于兴起波浪而形成的阻力。摩擦阻力是船体在水中运动时,由于水具有粘性是船体周围有一薄层水被船体带动遂川一起运动。由于各层水流速度大小不同,在各层水流之间必然会产生切应力作用,这种由于流体的粘性而产生的切应力沿着船舶运动方向上的合力,成为船舶摩擦阻力。
发明内容
本发明公开的一种监督艇的线型,采用V型折角线型,包括主船体,主船体内设有多个由肋骨构成的肋框,其中#0、#8处设为两道水密舱壁,并将主船体分为:艉~#0为尾尖舱;#0~#8为乘客舱和驾驶舱;#8~艏为首尖舱,艉部采用带折角的平驳线型,两侧船舷以上翘的方式过渡到船艏,船舷上各部位的肋框结构不同。
所述主船体的型宽设置在2.1-2.4m,型深设置在1.0m,设置为设计水线长为6.25m,肋距为0.42-0.44m。
所述肋框的底部呈三角型。
所述艉部到肋框#5之间的各助框的底部与基线的夹角设置在11°-14°。
所述肋框#6的底部与基线的夹角设置在16°-18°,所述肋框#7的底部与基线的夹角设置在20°-23°,所述肋框#8的底部与基线的夹角设置在30°。
所述肋框#9的底部与基线的夹角设置在45°,所述肋框#10的底部与基线的夹角设置在50°-52°,所述肋框#11的底部与基线的夹角设置在45°。
所述助框#9与所述助框#10的底部设置为内凹的弧线形。
所述主船体采用铝材。
本发明的优点和有益效果在于:本发明对船体艉部的线型结构进行优化,跟常规的监督艇相比,本发明的粘压阻力系数大幅度下降达到20.2%,总阻力系数下降4.3%,降阻效果明显,有利于监督艇的高速行进;本发明较母型船,兴波阻力系数大幅度下降达到18.2%。
附图说明
下面结合附图对本发明的优选实施方式进行详细或者优选地描述,其中,
图1为本发明一种监督艇的示意图;
图2为本发明一种监督艇的俯视图;
图3为本发明一种监督艇的型线图;
图4为本发明方案1与方案2的型线对比图;
图5为本发明方案1与方案2的伴流分布和船艉横断面纵向流速分布对比图;
图6本发明方案1与方案3的型线对比图;
图7本发明方案1与方案3的波高等值线对比图;
图8本发明方案1与方案3的舷侧波值对比图;
图9至图14为本发明一种监督艇肋框#-3-#5的结构图;
图15至图20为本发明一种监督艇肋框#6-#11的结构图。
具体实施方式
参考附图1至图9对本发明一种监督艇的线型的实施方式做进一步说明:
参考附图1,本发明公开的一种监督艇的线型,采用V型折角线型,包括主船体,主船体内设有多个由肋骨构成的肋框,其中#0、#8处设为两道水密舱壁,并将主船体分为:艉~#0为尾尖舱;#0~#8为乘客舱和驾驶舱;#8~艏为首尖舱,艉部采用带折角的平驳线型,两侧船舷以上翘的方式过渡到船艏,船舷上各部位的肋框结构不同。
本发明制定3个方案进行对比,其中,方案1与方案2的艏部线型一致,区别在于,方案1的艉部采用带折角的平驳线型,方案2的尾部采用常规的艉部线型。
表1主尺度表
参 数 方案1 方案2 方案3
总长L/m 7.69 7.69 7.69
垂线间长L1/m 7.0 7.0 7.2
型宽B/m 2.2 2.2 2.4
型深D/m 1.0 1.0 1.0
吃水T/m 0.4 0.4 0.4
为比较该两种方案的阻力性能,通过CFD软件进行计算。
表2 阻力数值计算结果(V=30km/h)
性能参数 方案1 方案2
设计吃水排水体积△ 2.750 2.756
兴波阻力系数 0.162 0.162
粘压阻力系数 0.522 0.654
摩擦阻力系数 3.849 3.890
总阻力系数 4.533 4.706
总阻力 33.74 35.26
根据表2,在排水量基本不变的情况下,方案1的总阻力系数较方案2减低了4.3%,粘压阻力系数降低了%20.2。
由图4的伴流分布和船尾的横断面的纵向流速来看,方案1的尾部流场更为均匀,更有利于提高推进效率。
所述主船体的型宽设置在2.1-2.4m,尽可能的增大主船体的长宽比例值,减小阻力,而且船体的宽度越大会导致宽度吃水比增大,湿表面积增加从而增大阻力;同时该型宽有利于切开波浪,防止飞溅的浪花打在甲板上;另外船宽过大还会引起初稳性值过大导致船体摇摆周期减小,不仅降低船体舒适度,而且影响船体的稳定性。型深设置在1.0m,设置为设计水线长为6.25m,肋距为0.42-0.44m,设计吃水为0.40m,排水量为2.75t。
本发明选用最接近的常规的监督艇的线型做为母型进行对比,方案如下,根据本发明的设计线型制定出方案1,最接近的常规的监督艇的线型制定出方案3:
方案1与方案3的肋框的底部均呈三角型。
其中,参考附图7,方案1的所述艉部到肋框#5之间的各助框的底部与基线的夹角设置在11°-14°,结合附图4与附图5,所述肋框#6的底部与基线的夹角设置在16°-18°,所述肋框#7的底部与基线的夹角设置在20°-23°,所述肋框#8的底部与基线的夹角设置在30°,所述肋框#9的底部与基线的夹角设置在45°,所述肋框#10的底部与基线的夹角设置在50°-52°,所述肋框#11的底部与基线的夹角设置在45°,所述助框#9与所述助框#10的底部设置为内凹的弧线形,所述主船体采用铝材。
方案3的所述艉部到肋框#5之间的各助框的底部与基线的夹角设置在11°-14°,所述肋框#6的底部与基线的夹角设置在20°,所述肋框#7的底部与基线的夹角设置在20°-23°,所述肋框#8的底部与基线的夹角设置在37°,所述肋框#9的底部与基线的夹角设置在45°,所述肋框#10的底部与基线的夹角设置在55°,所述肋框#11的底部与基线的夹角设置在60°,所述助框#9与所述助框#10的底部设置为内凹的弧线形,所述主船体采用铝材。
根据方案1与方案3的肋框结构的不同,对方案1与方案3通过CFD软件计算结果进行比较。
表3阻力数值计算结果(V=30km/h)
性能参数 方案1 方案2
设计吃水排水体积△ 2.750 2.761
兴波阻力系数 0.162 0.198
粘压阻力系数 0.654 0.522
摩擦阻力系数 3.890 3.849
总阻力系数 4.706 4.569
总阻力 35.26 33.74
该结构使艇体相对水平面形成一个较大的倾斜对的滑行平面,当艇的速度越来越高时,艇底面上会产生水动压力,它的垂直分力将艇体逐渐托出水面,艇体接触水的面积不断减小,水对艇体的压力也相应地不断减小。
从图8的波高等值线可以看出,方案1船体周围流畅比方案3有明显改善,水面波高等值线有明显减少,表明波形减弱。
图9的舷侧波值显示可得,方案1的舷侧波值比方案3的小,兴波阻力性更优异。
表3列出的CFD计算结果表明,方案1的兴波阻力系数较方案3大幅度下降,高达18.2%。

Claims (8)

1.一种监督艇的线型,其特征在于,采用V型折角线型,包括主船体,主船体内设有多个由肋骨构成的肋框,其中#0、#8处设为两道水密舱壁,并将主船体分为:艉~#0为尾尖舱;#0~#8为乘客舱和驾驶舱;#8~艏为首尖舱,艉部采用平驳线型,两侧船舷以上翘的方式过渡到船艏,船舷上各部位的肋框结构不同。
2.根据权利要求1所述的一种监督艇的线型,其特征在于,所述主船体的型宽设置在2.1-2.4m,型深设置在1.0m,设置为设计水线长为6.25m,肋距为0.42-0.44m。
3.根据权利要求1或2所述的一种监督艇的线型,其特征在于,所述肋框的底部呈三角型。
4.根据权利要求3所述的一种监督艇的线型,其特征在于,所述艉部到肋框#5之间的各助框的底部与基线的夹角设置在11°-14°。
5.根据权利要求4所述的一种监督艇的线型,其特征在于,所述肋框#6的底部与基线的夹角设置在16°-18°,所述肋框#7的底部与基线的夹角设置在20°-23°,所述肋框#8的底部与基线的夹角设置在30°。
6.根据权利要求4或5所述的一种监督艇的线型,其特征在于,所述肋框#9的底部与基线的夹角设置在45°,所述肋框#10的底部与基线的夹角设置在50°-52°,所述肋框#11的底部与基线的夹角设置在45°。
7.根据权利要求6所述的一种监督艇的线型,其特征在于,所述助框#9与所述助框#10的底部设置为内凹的弧线形。
8.根据权利要求3所述的一种监督艇的线型,其特征在于,所述主船体采用铝材。
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