CN1319811C

CN1319811C - 船舶

Info

Publication number: CN1319811C
Application number: CNB2003101157859A
Authority: CN
Inventors: 佐佐木纪幸
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2003-11-28
Filing date: 2003-11-28
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2023-11-28
Also published as: CN1621309A

Abstract

本发明提供一种可降低兴波阻力、特别是在满载吃水状态下的兴波阻力的船舶。本发明的船舶(10)在船首具有向前方突出的球鼻艏(30)。在该船舶(10)中，满载吃水线L.W.L.处于与球鼻艏(30)的上表面(30a)相交的位置。另外，在该船舶(10)的最大宽度为B、满载吃水为d、球鼻艏(30)的船首船尾方向的长度为L_B、球鼻艏(30)的体积为V_B时，满足0.1＜(V_B/B·d·L_B)＜0.25的关系。

Description

船舶

技术领域

本发明涉及一种船首具有球鼻艏(バルブ)的船舶。

背景技术

以油轮为代表的肥大船通过在船的有限的尺寸中运送大量的货物来提高经济性。在船的有限尺寸中，在使船首部肥大时，自然增大了船的阻力、特别是增大了兴波阻力。因此，使船尾部肥大的船型是经济的。可是，只增加船尾部的肥大度的话，因产生纵倾等，会发生船的姿势不稳等各种问题，如果不使船首部的肥大度一起增大时，作为船不能满足其基本性能。

根据这样的背景，在肥大船中，不仅希望船尾部、而且也谋求船首部的肥大化，但为了降低因船首部的肥大所致的兴波阻力，必须使船首形状有很好的设计。

迄今为止对于船首形状，考虑了各种形状，大致区分的话，例如具有以勺形船首为代表的无球鼻艏船型和在船首具有向前突出的被称作球鼻艏的球缘的带球鼻艏船型。即使是肥大船，也存在着采用如此带球鼻艏船型的船。

但是，在上述的具有带球鼻艏船型的肥大船中，球鼻艏不仅要设计成高速船那样地要减少与船首波发生波干涉，还要设计成在压载吃水附近，以锐角向前突出。设计的主要目的是抑制压载时的碎波阻力。因此，在满载吃水状态下，几乎不能获得降低兴波阻力的效果，其效果与无球鼻艏船型的船舶几乎没有差异。

发明内容

本发明是为了解决上述的技术问题，其目的在于提供一种可降低兴波阻力，特别是在满载吃水状态下可降低兴波阻力的船舶。

发明人为了实现上述目的，对船首形状进行了精心研究。并且，依据以往的球鼻艏形状的常识，通过将球鼻艏的上表面与满载吃水线交叉，发现在满载吃水状态下，利用兴波干涉，可降低兴波阻力。此外，依据以往的球鼻艏尺寸的常识，通过将球鼻艏的体积充分大于公知的尺寸，就不会发生纵倾的问题等，可抑制船体肩部的肥大化，由此，发现可降低兴波阻力。本发明基于上述见解而作成。

本发明的船舶为在船首具有向前方突出的球鼻艏的船舶，其特征在于，满载吃水线处于与球鼻艏的上表面相交的位置。

在该船舶中，通过使满载吃水线与球鼻艏的上表面相交，在满载吃水状态下利用兴波干涉，可降低满载吃水状态下的兴波阻力。特别是，凭借该船舶，在结冰海面中可在满载吃水状态下，将球鼻艏的上表面用作破冰面。

本发明的船舶最好是，在该船舶的最大宽度为B、满载吃水为d、球鼻艏的船首船尾方向的长度为L_B、所述球鼻艏的体积为V_B时，满足0.1＜(V_B/B·d·L_B)＜0.25的关系。如此，不会发生纵倾的问题等，可抑制船体肩部的肥大化，由此，可进一步降低兴波阻力。

本发明的船舶最好是，球鼻艏的上表面的倾斜角的平均值，即平均倾斜角大于0°小于45°。如此，可有效地降低兴波阻力。

本发明的船舶最好是，在满载吃水线的位置上，水平方向切开时的船体截面积为S1，在所述球鼻艏的基端部的上端位置K的中心高度位置处，水平方向切开时的船体的截面积为S2，在所述球鼻艏的基端部的上端位置处，水平方向切开时的船体的截面积为S3时，满足0.01≤(S2-S3)/S1的关系。如此，可加大球鼻艏的体积，结果，不会发生纵倾的问题等，可抑制船体肩部的肥大化，由此可进一步降低兴波阻力。

另外，本发明的船舶为，具有船首向前方突出的球鼻艏的船舶，其特征在于，在该船舶的最大宽度为B、满载吃水为d、球鼻艏的船首船尾方向的长度为L_B、所述球鼻艏的体积为V_B时，满足0.1＜(V_B/B·d·L_B)＜0.25的关系。

在该船舶中，通过采用上述的结构，不会发生纵倾的问题等，可抑制船体肩部的肥大，由此可降低兴波阻力。

本发明的船舶最好是，方形系数C_b大于0.7，而傅汝德数Fn小于0.25。本发明适用于这样的低速肥大船。

附图的简单说明

图1(a)为本实施例的船舶的侧视图，图1(b)为本实施例的船舶的俯视图，

图2为说明方形系数的视图，

图3为说明船首部的视图，

图4为说明抑制船体的肩部肥大的前后状态的视图，

图5(a)为本实施例的船舶的船首部的侧视图，图5(b)为图5(a)所示的A线～C线的位置处的船体的水平剖视图，

图6(a)为以往的船舶的船首部的侧视图，图6(b)为图6(a)所示的A～C线的位置处的船体的水平剖视图，

图7为示出球鼻艏尺寸与兴波阻力系数的关系的图表，

图8为示出本实施例的船舶的船首部的结构的立体图，

图9为示出以往的船舶的船首部结构的立体图，

图10为示出傅汝德数与兴波阻力系数的关系的图表。

发明的具体实施形式

以下，参照附图说明本发明的较佳实施例。在对附图说明中，相同的构件标以相同的序号，对其重复说明加以省略。

图1为本实施例的船舶视图。如图1(a)，(b)所示，船舶10具有船体12，被安装在船体12上的推进器14，控制推进方向的舵16等。

船体12具有船首部20、船体中央部22和船尾部24。本实施例的船舶10为原油油轮等的肥大船，在船体中央部22设有油箱等多个船舱。并且，前述的推进器14和舵16设置在船体12的船尾部24。

船首部20的形状设置成在满载吃水状态下可降低兴波阻力。对此，将在后面详细说明。

本实施例的船舶10为如前所述的方形系数C_b大于0.7、最好为0.80～0.90的肥大船。并且，为傅汝德数Fn小于0.25、最好为0.12～0.20的低速船。在此，在船舶10的全长为L、最大宽度为B、满载吃水为d时，方形系数Cb由船体12的体积与L和B以及d之积的体积比加以表示。即，如图2所示，考虑为纵向用B、横向用L、高度用d表示的箱体时，方形系数Cb由船体12相对该箱体的体积比例加以表示。

另外，在船舶10的速度为v、全长为L、重力加速度为g时，傅汝德数Fn由v/(g·L)^1/2表示。

本实施例的船舶10的特征在于船首部20的形状。即，如图3所示，船首上设有向前突出的球鼻艏(突起部)30。该球鼻艏30在船首船尾方向(沿着船体中心线X的方向)的长度为L_B。球鼻艏30的长度L_B被规定为由球鼻艏30最前端与开始突出的基端部之间的距离。

并且，球鼻艏30具有从基端部向最前端并向下倾斜的上表面30a，满载吃水线L.W.L.(Loaded Water Line)与球鼻艏30的上表面30a相交。即，正如图1(b)的III-III线所示，在船舶10的沿着船体中心线X的垂直截面上，满载吃水线L.W.L.到了与球鼻艏30的上表面30a的稜缘线交叉的位置。

如此，通过球鼻艏30的上表面30a与满载吃水线L.W.L.相交叉，在满载吃水状态下，利用兴波干涉，可降低满载吃水状态下的兴波阻力。特别是，该船舶10在结冰海面，在满载吃水状态下，也可将球鼻艏30的上表面30a作为破冰面加以利用。

另外，在本实施例的船舶10中，在该船舶10的最大宽度为B、满载吃水为d、球鼻艏30在船首船尾方向的长度为L_B、球鼻艏30的体积为V_B时，球鼻艏尺寸比V_B/B·d·L_B满足下述关系

0.1＜(V_B/B·d·L_B)＜0.25... (1)

如此，通过使球鼻艏尺寸比以往的船舶大许多，不会发生纵倾等问题，可抑制船体12肩部的肥大化，由此可进一步降低兴波阻力。即，削去船体12的肩部的体积时(如图4所示，将满载吃水位置处的船侧从虚线变更为实线时)，必须使其他部分只肥大该程度部分。可是，针对削去的部分，在船体12的后半部分图谋肥大化时，船尾部24的浮力会增大、船首部20会下沉，会发生纵倾的问题。此时，根据以往的常识，通过设计满足上述(1)式的球鼻艏30，不会发生纵倾的问题等，可抑制船体12的肩部肥大，由此，可降低兴波阻力。

在此，球鼻艏30的上表面30a与满载吃水线L.W.L.的交点为C时，从球鼻艏30的基端部到交点C的在船首船尾方向的长度l(参照图3)最好为

0.1L_B＜l＜0.9L_B ...(2)，

更好为

0.4L_B＜l＜0.8L_B ...(3)，

如此，能够可靠地利用兴波干涉的效果，从而可有效地降低兴波阻力。

另外，正如图3所示，球鼻艏30的上表面30a的倾斜角α的平均值(稜缘线的平均倾斜角)最好是大于0°、小于45°，更好地是大于5°、小于30°。倾斜角α的平均值在0°以下或45°以上时，有降低兴波干涉的效果的倾向。另外，倾斜角α的平均值大于5°、小于30°时，从破冰性能的观点看较佳。

此外，正如图5所示，在满载吃水线L.W.L.位置(在图5(a)中A线位置)上，在水平方向切开时的船体12的截面积为S1，在球鼻艏30的中心高度位置(在图5(a)中B线位置)上，在水平方向切开时的船体12的截面积为S2，在球鼻艏30的基端部的上端位置K(在图5(a)中C线位置)上，在水平方向切开时的船体12的截面积为S3时，最好满足0.01≤(S2-S3)/S1的关系。即，如图5(b)所示，在本实施例的船舶10中，在球鼻艏30的中心高度位置上、在水平方向切开时的船体12的截面中的轮廓线与在球鼻艏30的基端部的上端位置K上、在水平方向切开时的船体12的截面中的轮廓线在船体12的肩部实质上是相连接的。并且，以C线的截面与B线的截面而被规定的、图5(b)中的斜线所示部分的面积(S2-S3)相对A线的船体12的截面积的比例最好为不小于1％。

如此，球鼻艏30的体积与以往公知的船舶相比可足够大，结果，不会产生纵倾的问题等，可抑制船体12的肩部肥大，由此，可进一步降低兴波阻力。

此外，在以往的船舶中，如图6所示，在满载吃水线L.W.L.的位置(在图6(a)中A线位置)上，在水平方向切开时的船体的截面积为S1，在球鼻艏的基端部的上端位置(在图6(a)中C线位置)上，在水平方向上切开时的船体的截面积S3实质上是相等的。并且，在球鼻艏的中心高度位置上、在水平方向切开时的船体12的截面中的轮廓线与在球鼻艏的基端部的上端位置上、在水平方向切开时的船体的截面中的轮廓线如图6(b)所示，在船体12的肩部交叉而不连接。并且，由C线上的断面与B线上的断面所限定的、图6(b)中的斜线所示部分的面积(S2-S3)相对在A线的船体12的截面积的比例在0.5％以下，数值较低。

图7为示出满载吃水时球鼻艏尺寸比V_B/B·d·L_B与兴波阻力系数的关系的图表。兴波阻力系数由下式表示：

Rw/(ρ·Vs²·^2/3)·1000...(4)

在此，Rw为兴波阻力(单位：kg)，ρ为海水密度(单位：kgsec²/m⁴)，Vs为航速(单位：m/sec)，为排水量(m³)。

正如图7所示，示出球鼻艏尺寸比V_B/B·d·L_B为0.1～0.25时的兴波阻力系数，特别好的是球鼻艏尺寸比为0.13～0.2时可进一步降低兴波阻力系数，更好地是该尺寸比为0.16～0.18。另外，在图9所示的满载吃水状态下，在球鼻艏处于水面下的以往船舶中，球鼻艏尺寸比为0.05～0.08左右。对此，在本实施例的船舶10中，如图8所示，通过将满载吃水线L.W.L.与球鼻艏30的上表面30a相交叉，可利用兴波干涉，降低兴波阻力。并且，通过如上所述方式设定球鼻艏尺寸比，可有效地降低兴波阻力。

图10为示出在满载吃水状态下的傅汝德数Fn与兴波阻力系数的关系图表。在图10中，三角表示实施例(本实施例的船舶)的数据，方格示出比较例(以往船舶)的数据。在图10中，将设计速度中的傅汝德数Fn设计为0.165。另外，球鼻艏尺寸比在实施例中为0.18，在比较例中为0.07。

正如图10所示，在满载吃水状态下，在增加船舶的航速的同时，单调地增加兴波阻力系数，在超过某临界点时，开始发生碎波(激浪)，从而兴波阻力系数急剧增加。在实施例的船舶中，与作为比较例的船舶相比，在满载吃水状态下的碎波的临界点朝高速侧提升，在所希望的设计速度下，与比较例的船舶相比，可降低兴波阻力系数。

发明的效果

根据本发明，提供一种可降低兴波阻力、特别是在满载吃水状态下的兴波阻力的船舶。

Claims

1、一种在船首具有向前方突出的球鼻艏的船舶，其特征在于，在该船舶的最大宽度为B、满载吃水为d、所述球鼻艏的船首船尾方向的长度为L_B、所述球鼻艏的体积为V_B时，满足0.1＜(V_B/B·d·L_B)＜0.25的关系。

2、按照权利要求1所述的船舶，其特征在于，作为所述球鼻艏的上表面的倾斜角的平均值的平均倾斜角大于0°小于45°。

3、按照权利要求1所述的船舶，其特征在于，在所述满载吃水线的位置处，水平方向切开时的船体截面积为S1，在所述球鼻艏的基端部的上端位置(K)的中心高度(B)的位置处，水平方向切开时的船体的截面积为S2，在所述球鼻艏的基端部的上端位置处，水平方向切开时的船体的截面积为S3时，满足0.01≤(S2-S3)/S1的关系。

4、按照权利要求1所述的船舶，其特征在于，满载吃水线处于与所述球鼻艏的上表面相交的位置。

5、按照权利要求1～4的任一项所述的船舶，其特征在于，方形系数C_b大于0.7。

6、按照权利要求1～4的任一项所述的船舶，其特征在于，傅汝德数Fn小于0.25。