用于中高速船舶节能减阻的首部线型的制作方法

1.本实用新型涉及船舶技术领域，特别涉及一种用于中高速船舶节能减阻的首部线型。


背景技术：

2.节能减阻一直是船舶设计中极为重要的一个环节，船舶设计领域也采用了许多方法来减小船舶阻力，提高航速。对于高速船，航速是更为重要的参数指标。在船舶设计初期阶段，在船体线型设计时，需要在线型设计上进行大量的工作，尤其是首尾部分的线型，能够直接影响到船舶在水中运动的性能指标。
3.小型高速船舶是目前的海岸巡逻艇的主力船型，通常需要兼顾低速巡航以及高速追击两个任务功能。目前针对该类型船舶，有多重线型设计，各有利弊。
4.通常来说根据线型特点分类，可以把船体线型分为u型、v型两类，u型指横剖面圆润，舭部为圆弧形，v型剖面几乎为直线，舭部位尖角。v型船型具有较好的耐波性和操纵性，但是在快速性上不如u型剖面。
5.高速船舶，通常来说指傅汝德数(fr＝v/(gl)
0.5
，描述航速的无量纲量)大于0.3的船舶。针对高速巡逻艇，傅汝德数通常会大于0.35，此时兴波阻力较大，减小兴波阻力是减阻优化的重点部分。
6.而目前船舶市场上中小型高速船舶除高速要求以外，需要兼顾巡航时的要求，巡航需要稳定舒适。同时针对原来越多的功能需求，中小型高速艇，需要能够搭载更多的设备，如声纳这样的探测器通常需要放置于首部流场均匀的区域。
7.目前高速首部线型的主流设计为球鼻首以及滑行首部，这两种方案都无法较好的兼顾高速、巡航以及声纳搭载的需求。


技术实现要素：

8.本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种用于中高速船舶节能减阻的首部线型。
9.本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
10.一种用于中高速船舶节能减阻的首部线型，船首外表面与船舶中纵剖面的交线为垂直向下的直线；船舶底部的龙骨线向船首方向向下倾斜；船首内部具有用于安装声呐装置的声呐容纳腔；船首的下部位于基线以下，所述基线为船中最低点所在水平线；船首底部到基线的最大垂向距离为满载水线到基线的垂向距离的一半；船首的进流角不大于12
°
。
11.船舶底部的龙骨线为直线。
12.船首的进流角为船首外表面的切线与船中线的夹角。
13.所述满载水线为船舶满载时的吃水线。
14.在船首的横剖面视图上，满载水线下方设有折角线。
15.在船首的横剖面视图上，满载水线上方设有折角线。
16.在船首的侧视图上，船首外表面与船舶中纵剖面的交线和船舶底部的龙骨线的连接处为弧形线。
17.声呐容纳腔位于满载水线所在平面的下方。
18.在船首的侧视图上，船首端线垂直于满载水线，满载水线平行于基线。
19.船舶排水量小于1200吨。
20.本实用新型的有益效果在于：本实用新型中船首线型的向下偏移，进而抵消船首过于瘦削带来的浮心靠后的影响，保证浮心仍然处于船中附近。由于小型船舶没有压载水调载能力，通过这样的线型设计，可以保证在装载状态下均为尾倾的状态。针对浅吃水高速船，首部受流场影响，本实用新型的首部线型设计可有效解决声纳工作问题，由于首部向下偏移，能够提供声纳安装空间；通过首部向下偏移的线型设计，用以控制浮心位置，保证整船无首倾状态。本实用新型的首部线型构造简单，不需要进行球鼻首那样的复杂线型设计，在建造工艺上也较为简单，不需要放样以制造复杂的三维曲面，对于制造成本有一定减小。本实用新型的首部线型设计，既能保证高航速下的阻力性能，同时也能兼顾低速工况下的耐波性；同时线型具备较大的侧投影面积，能够有效地减小横摇。
附图说明
21.图1为本实用新型较佳实施例的侧视图。
22.图2为图1中船首的侧视图。
23.图3为本实用新型较佳实施例的船舶首部的横剖面图。
24.图4为本实用新型较佳实施例的纵剖视图。
具体实施方式
25.下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。
26.如图1、图2、图3和图4所示，一种用于中高速船舶节能减阻的首部线型，船首外表面与船舶中纵剖面的交线11为垂直向下的直线。
27.船舶底部的龙骨线12向船首10方向向下倾斜；船舶底部的龙骨线12为直线。
28.船首10内部具有用于安装声呐装置的声呐容纳腔(图上未示出)。声呐容纳腔位于满载水线所在平面的下方。
29.船首10的下部位于基线30以下，所述基线30为船中最低点所在水平线；船首底部到基线30的最大垂向距离为满载水线20到基线30的垂向距离的一半。所述满载水线20为船舶满载时的吃水线。
30.船首10的进流角不大于12
°
。船首的进流角为船首外表面的切线与船中线15的夹角。船首的进流角的情况，详见图4。图4中，水线16的切线与船中线15的夹角，即为该处的进流角。
31.在船首的侧视图上，船首外表面与船舶中纵剖面的交线11和船舶底部的龙骨线12的连接处为弧形线13。
32.在船首的横剖面视图上，满载水线20下方设有折角线14。在船首的横剖面视图上，满载水线20上方设有折角线14。具体详见图3。按照附图，在实际的船舶上，在满载水线的上下方，即满载水线附近，均为直线过渡。
33.在船首的侧视图上，船首端线垂直于满载水线，满载水线平行于基线。
34.本实施例中，船舶排水量小于1200吨。
35.本实用新型针对声纳安装需求，在船首的底部将线型向下偏移，并到船尾部进行直线过渡，在船首内腔安装声呐装置的声呐容纳腔，提供声纳安装装置的位置。
36.在侧视图中，船首的下部位于基线以下，船首底部到基线的最大垂向距离为满载水线到基线的垂向距离的一半。由于船舶通常航行状态为尾倾，此时满载水线有所加长，可以进一步减小阻力。
37.在船首的横剖面图中，船首区域尽可能做出瘦削的形状，用于劈浪以及破波；并在满载水线附近构建折角线，这样既不影响满载水线下光顺的线型，同时可以保证满载水线上的具有较大的舱容。
38.本实用新型中，船首的进流角较小，可有效减小船体阻力。
39.本实用新型中，船首线型的向下偏移，进而抵消船首过于瘦削带来的浮心靠后的影响，保证浮心仍然处于船中附近。由于小型船舶没有压载水调载能力，通过这样的线型设计，可以保证在装载状态下均为尾倾的状态。
40.针对浅吃水高速船，首部受流场影响，本实用新型的首部线型设计可有效解决声纳工作问题，由于首部向下偏移，能够提供声纳安装空间；通过首部向下偏移的线型设计，用以控制浮心位置，保证整船无首倾状态。
41.本实用新型具有劈浪型的首部，外观威武，首部进流角小，整体较为瘦削，整体线型复杂曲面较少，制造工艺简单。
42.本实用新型优化流程简单，线型设计快，并且不需要复杂曲面的制造工艺，对于设计初期，能够较为快速地构造目标船型，在型线优化上工作量大幅减小，能够在设计初期较快的达到优化阻力的目的。
43.本实用新型的首部线型构造简单，不需要进行球鼻首那样的复杂线型设计，在建造工艺上也较为简单，不需要放样以制造复杂的三维曲面，对于制造成本有一定减小。
44.本实用新型的首部线型设计，既能保证高航速下的阻力性能，同时也能兼顾低速工况下的耐波性；同时线型具备较大的侧投影面积，能够有效地减小横摇。
45.本实用新型提出一种用于中小型高速船舶的垂直式首部线型，以较为简单的线型，构造出具有较好的减阻增速效果的船体线型，并且兼顾高速和低速的快速性能，同时提供声纳探测工作区域。
46.虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。