CN2759935Y

CN2759935Y - 一种适合在浅水中使用的双体船

Info

Publication number: CN2759935Y
Application number: CN 200420057844
Authority: CN
Inventors: 张大有
Original assignee: Wuhan University of Technology WUT
Current assignee: Wuhan University of Technology WUT
Priority date: 2004-12-20
Filing date: 2004-12-20
Publication date: 2006-02-22
Anticipated expiration: 2014-12-20

Abstract

本实用新型涉及一种适合在浅水中使用的双体船，它包括船体(1)，船体(1)尾后的船体水线(4)所在的水平面下设有水翼(2)，水翼(2)为机翼型，水翼(2)通过连接机构(3)与船体(1)连接。本实用新型的工作原理为：双体船航行时，依靠水翼在流体中产生的升力抬高船的艉部，调节船的航行姿态，减小船艉部的航行下沉量，从而减小船舶的航行阻力，达到节能的效果。本实用新型船舶具有以下优点：1.船舶的航行姿态好，使船舶具有优良的低阻力性能；2.由于水翼的浅浸效应，不仅使其易于保持一个较佳的航行姿态，而且对改善船舶纵向运动稳定性也是有意义的；3.有利于双体船在浅水中航行；4.船舶航行时的兴波小，尤其是尾浪较小。

Description

一种适合在浅水中使用的双体船

技术领域

本实用新型涉及船舶，特别是双体船。

背景技术

在船舶工程领域中，在船体上加设水翼的技术为各国普遍采用，目前，具有水翼的船舶，其上的水翼均是设置在船侧或船底位置，其作用可分为两种，一种是依靠水翼在流体中的升力支撑船体的一部分重量(或说排水量)，从而使航行时的船体整体抬高，以改变船舶吃水，减小船舶航行时的阻力；另一种是依靠水翼在流体中的兴波与船舶本身的兴波形成有利干扰，以减小波浪及船舶的航行阻力。水翼设置在船底的船舶(如飞翼船)，由于其船底具有水翼，且水翼设置在船体水线下2倍以上的船体设计吃水深度，因此，只适合在深水的水域使用，一般不适合浅水中航运。

另一方面，近年来，双体船的研究开发有了长足的发展，由于这种新型船舶具有高速、平稳、吃水浅等优点，比较适合在浅水中使用。随着双体船的广泛应用，双体船存在的缺陷也逐渐暴露出来，具体的缺陷包括：1、由于船艉部的航行下沉量较大，在浅水航道中无法正常航行；2、由于船艉部的航行下沉量(或称艉下沉量)较大，导致船舶航行阻力较大；3、航行时兴波比较大，尤其是尾浪较大，影响其他过往船只的航行，对小船容易造成倾翻事故；同时其尾浪对堤岸的强劲冲刷，也常常引起航道管理部门的干预。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种适合在浅水中使用的双体船，该船航行时，船艉部的航行下沉量(或称艉下沉量)小，兴波小，能耗小。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种适合在浅水中使用的双体船，它包括船体，船体尾后的船体水线所在的水平面下设有水翼，水翼为机翼型，水翼通过连接机构与船体连接。

上述方案中，水翼设置在船体水线所在的水平面至该水平面下1.5倍船体设计吃水深度之间。

本实用新型的工作原理为：双体船航行时，依靠水翼在流体中产生的升力抬高船的艉部，调节船的航行姿态，减小船艉部的航行下沉量，从而减小船舶的航行阻力，达到节能的效果。

本实用新型双体船与现有的具有水翼的船舶的区别在于：

1、技术手段不同。现有的具有水翼的船舶，它的水翼均是设置在船体的两侧或船体的底部下方。而本实用新型双体船上的水翼是设置在船体尾后的船体水线所在的水平面下方。

2、发明的目的和技术效果不同。现有的具有水翼的船舶，是通过水翼在流体中的升力使航行时的船体整体抬高，以改变船舶吃水，减小船舶航行时的阻力；或，是通过水翼在流体中的兴波与船舶本身的兴波形成有利干扰，以减小波浪及船舶的航行阻力。而本实用新型双体船是通过水翼在流体中产生的升力抬高船舶的艉部，调节船舶的航行姿态，减小船艉部的航行下沉量，从而减小船舶的航行阻力，达到节能的效果。

与现有技术相比，本实用新型船舶具有以下优点：

1、由于船舶的艉部下沉量较小，船舶的航行姿态好，使船舶具有优良的低阻力性能；

2、由于水翼的浅浸效应，不仅使其易于保持一个较佳的航行姿态，而且对改善船舶纵向运动稳定性也是有意义的；

3、由于船艉部的航行下沉量较小，有利于双体船在浅水中航行；

4、由于船艉部的航行下沉量较小，船舶航行时的兴波小，尤其是尾浪较小。

5、水翼所处的位置很浅，有利于双体船在浅水中航行。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图

图2为本实用新型实施例的俯视示意图

图3为船模(裸船)的尾沉降Δh/T-Fr曲线

图4为船模(裸船+艉后水翼)的尾沉降Δh/T-Fr曲线

具体实施方式

如图1、2所示，本实用新型双体船的实施例，它包括船体1，船体1尾后的船体水线4下设有水翼2，水翼2为机翼型，水翼2通过连接机构3与船体1连接。水翼2设置在船体水线4所在的水平面至该水平面下1.5倍船体设计吃水深度之间。

下面通过对比试验，对本实用新型双体船的技术效果进行详细说明：

设计并选定船型的主尺度及系数如下：

设计水线长30m，两柱间长30m，片体设计水线宽2.85m，设计吃水1.2m，型排水体积100.912m³，方形系数Cb 0.492，舯剖面系数Cm 0.707，棱形系数Cp 0.695，水线面系数Cw 0.741，浮心纵向位置L_CB-10.10％L_bp，间距比k/b 2.6，设计航速32kn。

主机参数：主机台数2台，主机持久功率1343kw，主机转速1900rpm，齿轮箱减速比i 2.759。

船模(裸船)阻力试验(k/b＝2.6)数据计算结果如表1

船模(裸船+艉后水翼)阻力试验(k/b＝2.6)数据计算结果如表2

从表1和表2计算结果对比，船模(裸船+艉后水翼)在Fr＝0.3-0.48时有效马力减小值最多可达18％。从图5、图6可知船模(裸船)和船模(裸船+艉后水翼)尾沉降Δh/T-Fr对比曲线可知，由于艉后水翼的附加升力作用抑制了艉下沉。

表1：

阻力试验数据计算结果

(NO.1 WUTCATO21船模裸体阻力试验k/b＝2.6)

Dm＝30.0(Kg) Lm＝2(m) Sm＝.917355(m-2)

t＝9℃ ρm＝101.94 νm＝1.34463E-06

λ＝15 ΔCf＝0.0004

Ds＝100.9125(t) Ls＝30(m) Ss＝206.4049(m-2)

t＝15℃ ρs＝101.87 νs＝1.13902E-06

序号Vm(m/s) Rtm(kg) Ctm*10-3 Cfm*10-3 Crm*10-3 Fr

(1) 1.33 0.632 7.687 4.066 3.622 0.299

(2) 1.59 0.946 7.963 3.919 4.044 0.360

(3) 1.86 1.528 9.466 3.802 5.664 0.419

(4) 2.12 2.001 9.495 3.705 5.790 0.479

(5) 2.39 2.210 8.275 3.621 4.653 0.540

(6) 2.66 2.369 7.171 3.549 3.622 0.600

(7) 2.92 2.551 6.386 3.486 2.899 0.660

(8) 3.19 2.815 5.931 3.431 2.500 0.719

(9) 3.46 3.123 5.592 3.379 2.213 0.780

(10)3.72 3.444 5.328 3.334 1.994 0.839

(11)3.98 3.782 5.096 3.292 1.804 0.899

(12)4.25 4.170 4.942 3.254 1.688 0.959

(13)4.52 4.600 4.820 3.218 1.601 1.020

(14)4.78 5.025 4.708 3.186 1.521 1.079

(15)5.05 5.558 4.665 3.155 1.510 1.140

序号Vs(km/h) Rts(KN) Cts×10-3 Cfs×10-3 Crs×10-3 EHP(Kw)

(1) 18.49 16.366 6.017 1.995 3.622 84.05

(2) 22.22 25.111 6.388 1.944 4.044 155.02

(3) 25.91 42.551 7.967 1.903 5.664 306.20

(4) 29.60 56.191 8.059 1.868 5.790 462.02

(5) 33.32 60.899 6.892 1.838 4.653 563.71

(6) 37.06 63.769 5.835 1.812 3.622 656.47

(7) 40.75 67.259 5.089 1.789 2.899 761.42

(8) 44.42 73.321 4.669 1.769 2.500 904.73

(9) 48.19 80.605 4.362 1.750 2.213 1078.9

(10)51.84 88.254 4.127 1.733 1.994 1270.8

(11)55.55 96.270 3.921 1.717 1.804 1485.4

(12)59.23 105.818 3.790 1.703 1.688 1741.0

(13)62.99 116.533 3.690 1.689 1.601 2039.1

(14)66.62 127.075 3.598 1.677 1.521 2351.5

(15)70.38 140.914 3.575 1.665 1.510 2755.0

表2：

阻力试验数据计算结果

(NO.2 WUTCATO21船模+艉后水翼阻力试验k/b＝2.6)

Dm＝30.0(Kg) Lm＝2(m) Sm＝.99775(m-2)

t＝9℃ ρm＝101.94 νm＝1.34463E-06

λ＝15 ΔCf ＝0.0004

Ds＝100.9125(t) Ls＝30(m) Ss＝224.4937(m-2)

t＝15℃ ρs＝101.87 νs＝1.13902E-06

序号Vm(m/s) Rtm(Kg) Ctm*10-3 Cfm*10-3 Crm*10-3 Fr

(1) 1.33 0.642 7.169 4.065 3.104 0.300

(2) 1.59 0.877 6.796 3.919 2.877 0.360

(3) 1.86 1.306 7.431 3.802 3.629 0.420

(4) 2.13 1.866 8.118 3.704 4.414 0.480

(5) 2.39 2.204 7.581 3.621 3.960 0.540

(6) 2.66 2.455 6.843 3.550 3.294 0.600

(7) 2.92 2.707 6.234 3.486 2.748 0.660

(8) 3.19 2.957 5.714 3.430 2.284 0.720

(9) 3.46 3.327 5.477 3.379 2.098 0.780

(10)3.72 3.720 5.294 3.334 1.960 0.839

(11)3.99 4.174 5.168 3.292 1.876 0.900

(12)4.25 4.585 4.996 3.254 1.742 0.959

(13)4.52 5.060 4.877 3.219 1.658 1.020

(14)4.78 5.626 4.836 3.186 1.650 1.080

(15)5.05 6.238 4.814 3.155 1.658 1.140

序号Vs(km/h) Rts(KN) Cts×10-3 Cfs×10-3 Crs×10-3 EHP(Kw)

(1) 18.50 16.293 5.499 1.995 3.104 83.73

(2) 22.21 22.293 5.221 1.944 2.877 137.54

(3) 25.92 34.496 5.932 1.903 3.629 248.37

(4) 29.64 50.821 6.682 1.868 4.414 418.45

(5) 33.34 59.621 6.198 1.838 3.960 552.10

(6) 37.03 65.354 5.506 1.812 3.294 672.28

(7) 40.74 70.929 4.937 1.789 2.748 802.69

(8) 44.48 76.237 4.452 1.768 2.284 941.89

(9) 48.19 85.364 4.248 1.750 2.098 1142.6

(10)51.83 95.147 4.093 1.733 1.960 1369.7

(11)55.56 106.697 3.993 1.717 1.876 1646.8

(12)59.23 116.731 3.844 1.703 1.742 1920.5

(13)62.98 128.642 3.747 1.689 1.658 2250.5

(14)66.69 143.451 3.727 1.677 1.650 2657.4

(15)70.38 159.646 3.723 1.665 1.658 3121.2

Claims

1、一种适合在浅水中使用的双体船，它包括船体(1)，其特征在于：船体(1)尾后的船体水线(4)所在的水平面下设有水翼(2)，水翼(2)为机翼型，水翼(2)通过连接机构(3)与船体(1)连接。

2、如权利要求1所述的双体船，其特征在于：水翼(2)设置在船体水线(4)所在的水平面至该水平面下1.5倍船体设计吃水深度之间。