一种风帆船的制作方法

1.本发明涉及船舶技术领域，尤其涉及一种风帆船。


背景技术：

2.风帆船在航行过程中，依靠风对帆的推力而前行，受力情况如图1所示，风帆船包括船体100和船帆103，总风力f1作用于船帆103后形成两个分力，一个分力为升力f4，船体100受到升力f4作用实现前行，另一个分力为侧向力f3，同时船体100也会产生反作用力f2对附近船只造成干扰，船体100会发生较大幅度的横摇。现有技术中，通常在风帆船两侧增加子船以减小其横摇幅度。然而，一方面，子母船的结构形式适用于小型风帆船，对于较大型风帆船，子船的结构复杂，造价特别高，且子船对风帆船出入、停靠港口影响较大。另一方面，大型风帆船吃水随着载重量不断变化，而子船的位置无法灵活变动，产生的抗横摇效果不显著。
3.因此，亟需一种风帆船，以解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种风帆船，解决船体大幅度横摇及成本高的问题。
5.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
6.提供一种风帆船，包括船体和龙骨模块，所述龙骨模块包括：
7.箱体，凸设于船体，所述箱体内填充有填充件，所述箱体的顶板焊接于所述船体底部的船体外板；
8.加强板，连接于所述箱体和所述船体，所述加强板焊接于所述船体底部的船体外板，所述加强板和所述箱体沿船体的纵向排布，所述顶板靠近所述船体的艏部，所述顶板和所述箱体形成的底部线型逐渐向上收敛，且与所述艏部线型光顺过渡。
9.在一些可能的实施方式中，所述加强板为长条板，所述加强板与所述顶板之间设置有夹角，所述加强板的厚度为a，所述艏部的外板最大厚度为b，所述加强板的宽度为c，其中a≥3b，c≥2a。
10.在一些可能的实施方式中，所述顶板设有开槽，所述加强板贯穿所述开槽，所述加强板包括插入于所述箱体内的插入部，所述插入部的长度为l，所述开槽的长度为m，其中，l≥m。
11.在一些可能的实施方式中，所述顶板设有开槽，所述加强板贯穿所述开槽，所述加强板包括插入于所述箱体内的插入部，所述加强板为长条板，所述插入部靠近所述船体的一侧削斜形成倒角部，所述倒角部的角度x的取值范围为25
°‑
40
°
。
12.在一些可能的实施方式中，所述箱体包括底板、所述顶板、两个盖板和分隔组件，所述底板和所述顶板沿所述船体高度方向相对设置，两个所述盖板沿船体宽度方向相对设置，所述底板、所述顶板和两个所述盖板围设形成容纳腔，所述分隔组件设于所述容纳腔内并将所述容纳腔分隔为若干分隔腔，若干所述填充件分别填充于若干所述分隔腔。
13.在一些可能的实施方式中，所述船体包括中内龙骨，中内龙骨沿船体的纵向宽度和高度均为定值，所述顶板和所述底板相互平行，和/或两个所述盖板相互平行。
14.在一些可能的实施方式中，所述分隔组件包括隔板，所述隔板沿所述船体的纵向间隔设于所述容纳腔内；和/或
15.所述分隔组件包括腹板，所述腹板沿所述船体的宽度方向间隔设于所述容纳腔内。
16.在一些可能的实施方式中，所述分隔组件包括腹板时，所述腹板分别与所述底板和所述顶板采用角焊焊接，所述盖板分别与所述顶板和所述底板采用45
°
坡口的单面焊焊接；
17.所述分隔组件包括隔板时，所述隔板与所述盖板之间设有衬垫，所述盖板开设有塞焊孔，所述盖板与所述衬垫采用塞焊焊接，所述盖板和所述衬垫之间填充有环氧树脂块。
18.在一些可能的实施方式中，所述加强板穿过所述顶板并焊接于所述分隔组件。
19.在一些可能的实施方式中，第一个所述盖板为一体结构，第二个所述盖板为分体结构。
20.本发明的有益效果：
21.本发明提供的一种风帆船，龙骨模块设于船体的底部，箱体内填充有填充件，增强了船舶的总纵强度，并且降低了船舶重心，减小了船舶的横摇幅度，解决了船体大幅度横摇的问题，从而给船员及旅客带来更好的体验感。通过箱体和加强板分别与船体的底部的船体外板焊接，龙骨模块和船体分体式设计以及箱体和填充件分体式设计，节约了建造成本，加强板、箱体与船体之间的连接，龙骨模块能够承受并向后传递一部分波浪冲击力，进而能够保护艏部结构，以及提高龙骨模块的连接可靠性。
附图说明
22.图1是风帆船的受力图；
23.图2是船体与龙骨模块的组装示意图；
24.图3是箱体与加强板的组装图；
25.图4是箱体安装有部分盖板的结构示意图；
26.图5是箱体安装有部分盖板的侧视图；
27.图6是图5的a-a剖视图；
28.图7是船体与箱体的组装图。
29.图中：
30.100、船体；101、船体外板；102、艏部；103、船帆；200、龙骨模块；
31.1、箱体；11、顶板；111、开槽；12、底板；13、盖板；131、塞焊孔；14、分隔组件；141、隔板；142、腹板；15、衬垫；16、环氧树脂块；
32.2、加强板；21、插入部；22、倒角部；
33.f1、总风力；f2、反作用力；f3、侧向力；f4、升力。
具体实施方式
34.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面
将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
36.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
37.本实施例提供了一种风帆船，如图2和图3所示，包括船体100和龙骨模块200，龙骨模块200包括箱体1和加强板2，箱体1凸设于船体100，箱体1内填充有填充件，箱体1的顶板11焊接于船体100底部的船体外板101；加强板2连接于箱体1和船体100，加强板2焊接于船体100底部的船体外板101，加强板2和箱体1沿船体100的纵向排布，顶板11靠近船体100的艏部102，顶板11和箱体1形成的底部线型逐渐向上收敛，且与艏部102线型光顺过渡。
38.龙骨模块200设于船体100的底部，箱体1内填充有填充件，降低了船舶重心，减小了船舶的横摇幅度，解决了船体100大幅度横摇的问题，从而给船员及旅客带来更好的体验感，在航道中行驶，对附近船只干扰小。通过箱体1和加强板2分别与船体100的底部的船体外板101焊接，龙骨模块200和船体100分体式设计以及箱体1和填充件分体式设计，节约了建造成本。加强板2、箱体1及船体100相互焊接，提高了连接可靠性增强了船舶的总纵强度，并且也提高了船舶底部强度。具体艉部和船中区域的船体外板101安装箱体1，在靠近艏部102区域，箱体1及加强板2形成的线型逐渐向上收敛，与艏部102外板线型光顺过渡，以减小龙骨模块200所受波浪冲击力，加强板2及箱体1与船体100之间的连接，龙骨模块200能够承受并向后传递一部分波浪冲击力，进而能够保护艏部102结构，以及提高龙骨模块200的连接可靠性。
39.具体地，箱体1内灌铅填实以形成填充件。
40.在一种实施方式中，如图4和图5所示，箱体1包括底板12、顶板11、两个盖板13和分隔组件14，底板12和顶板11沿船体100高度方向相对设置，两个盖板13沿船体100宽度方向相对设置，底板12、顶板11和两个盖板13围设形成容纳腔，分隔组件14设于容纳腔内并将容纳腔分隔为若干分隔腔，若干填充件分别填充于若干分隔腔，通过设置分隔组件14形成较小容积的分隔腔，从而减小每个分隔腔的容积，加速大体积灌铅的热量散发，同时分隔组件14相当于加强结构提高了箱体1的结构强度，防止浇铸变形。
41.具体地，箱体1的组装工艺包括将底板12、顶板11、其中一个盖板13以及分隔组件14连接形成分隔腔，在分隔腔内灌铅，灌铅完成后再将另一个盖板13进行合拢。在一种实施方式中，第一个盖板13为一体结构，第二个盖板13为分体结构。组装时，先将第一个盖板13
与底板12等结构连接，灌铅之后将第二个盖板13与其他结构合拢焊接连接。具体地，第二个盖板13包括多个分体板，多个分体板沿船体100纵向排布，每个分体板的长度为两个肋位间距长度。
42.在一种实施方式中，分隔组件14包括隔板141和腹板142，隔板141沿船体100的纵向间隔设于容纳腔内；腹板142沿船体100的宽度方向间隔设于容纳腔内，通过隔板141和腹板142将容纳腔分隔为多个大小均匀的分隔腔。
43.进一步地，相邻隔板141设置的间距沿船体100纵向不超过两个肋位，以减小每个分隔腔的灌铅量，加速大体积灌铅的热量散发。
44.在一种实施方式中，如图5-图7所示，腹板142分别与底板12和顶板11采用普通角焊焊接，盖板13分别与顶板11和底板12采用45
°
坡口的单面焊焊接；隔板141与盖板13之间设有如钢材质的衬垫15，相邻分体板在衬垫15处对接，并实施单面焊，同一分体板开设有塞焊孔131，分体板与衬垫15采用塞焊焊接，通过焊接连接，保证结构的强度。具体塞焊孔131尺寸、间距随箱体1的高度而变化，但塞焊孔131的长度不应小于75mm，宽度应不小于盖板13板厚的两倍，塞焊孔131的端部呈半圆形，相邻塞焊孔131的间距应不大于150mm；第二个盖板13合拢时，合拢口处，盖板13与顶板11、底板12的间隙尺寸分别为y，y取值为25
±
2mm，衬垫15应从顶板11到底板12连续设置，位于端部的塞焊孔131的顶端部与顶板11之间的间距尺寸为z，位于端部的塞焊孔131的底端部与底板12之间的间距尺寸为z，z取值为40
±
2mm。焊接完成后，盖板13和衬垫15之间填充有环氧树脂块16填平。箱体1与船体100的连接处全部采用全焊透焊接。
45.进一步地，填充件为预制的铅块，铅块采用模具浇铸，浇铸时预制铅块体积不应过大，在铅块两侧分别铸造吊耳，当铅块吊装到位后再去除吊耳。
46.船体100中内龙骨随着船体100线型的变化，其宽度和距基线的高度也会变化，若龙骨模块200按中内龙骨的线型设计会导致其宽度、高度不停的变化，不利于龙骨模块200与船体100连接及龙骨模块200的制作，船舶线型外观也不美观，所以需对中内龙骨的宽度和线型进行优化。在满足规范的前提下，在一种实施方式中，调整中内龙骨的板缝，并优化艏艉船体100线型，使全长范围内中内龙骨的宽度保持不变，距基线高度不变，均保持定值，顶板11和底板12相互平行，两个盖板13相互平行，方便箱体1的制作及与船体100的连接。
47.在一种实施方式中，如图3所示，加强板2为长条板，加强板2与顶板11之间设置有夹角，加强板2的厚度为a，艏部102的外板最大厚度为b，加强板2的宽度为c，其中a≥3b，c≥2a，通过以上尺寸设置，保证加强板2具有足够的结构强度以及提高加强板2分别与船体100和箱体1的连接强度。
48.在一种实施方式中，如图3所示，顶板11设有开槽111，加强板2贯穿开槽111，加强板2包括插入于箱体1内的插入部21，加强板2部分插入箱体1内，船舶航行中艏部102受到波浪冲击力，波浪冲击力沿加强板2向后传递，以传递到箱体1内，避免加强板2受到波浪冲击力而发生形变等，提高加强板2的连接可靠性，提高艏部102的结构强度，从而保护艏部102结构。在一种实施方式中，插入部21的长度为l，开槽111的长度为m，其中，l≥m，保证插入足够的长度以提高连接可靠性。
49.在一种实施方式中，如图3所示，加强板2为长条板，插入部21靠近船体100的一侧削斜形成倒角部22，波浪冲击力沿着倒角部22向下及向后传递，可视波浪冲击力均匀地扩
散，过渡到箱体1上，达到释放应力的目的，从而保护艏部102结构。倒角部22的角度x取值范围为25
°‑
40
°
，可以是25
°
、30
°
、35
°
或40
°
，不进行限定。
50.在一种实施方式中，加强板2穿过顶板11并焊接于分隔组件14，提高连接可靠性，本实施例中，加强板2焊接于腹板142的侧面。
51.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。