[发明专利]一种冰区航行船舶的船首外形结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种船舶，尤其涉及一种航行于冰区的船舶的船首外形结构。

背景技术

随着全世界温室效应的日益加剧，全球各地的平均气温不断攀升，南极、 北极的冰层在变薄。从东亚、东北亚经过白令海峡、俄罗斯北面的北冰洋航 线到达北欧、西欧的可能性大增。该航道比经过马六甲海峡、印度洋、过苏 伊士运河到达欧洲的航程大幅缩短。全世界的造船界都在加紧开发从北部航 道航行的船舶。但是经过北部航道的船舶除了在冰区中航行之外，还要在无 冰的敞水水域中航行。目前测算同样一艘经过北部航道航行的船舶，其在无 冰敞水水域的航速可能达到15～16kn，而在1m厚的冰区中的航行速度通常 在2～3kn。造成如此巨大的速度差别的主要原因是冰区航行时冰对船舶的巨 大的阻力要明显大于水对船舶的阻力。而且，为了破冰，通常要求船首肥钝， 但是，在无冰敞水水域的航行又要求船首相对瘦削。现有的船舶还无法既适 用于敞水域航行又适用于冰区航行。

发明内容

为了解决现有难题，本发明提供了一种冰区航行船舶的船首外形结构， 该船型既适用于敞水域航行又适用于冰区航行。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种冰区航行船舶的船 首外形结构，其中，船舶本体的船首外形结构在敞水域吃水及以下采用瘦削 型外形结构，船舶本体的船首外形结构在冰区吃水及以上采用肥钝型外形结 构，船舶本体的船首外形结构在敞水域吃水至冰区吃水之间采用由瘦削至肥 钝平滑过渡外形结构，所述冰区吃水大于敞水域吃水。

进一步优选的技术方案，上述的一种冰区航行船舶的船首外形结构，其 中，所述瘦削型外形结构为船首水线最前点向船尾1.25％垂线间长处的切线 与中剖面线在水线面内的夹角θ₁为0°～55°范围内。

进一步优选的技术方案，上述的一种冰区航行船舶的船首外形结构，其 中，所述肥钝型外形结构为船首水线最前点向船尾1.25％垂线间长处的切线 与中剖面线在水线面内的夹角θ₂为45°～90°范围内。

上述的一种冰区航行船舶的船首外形结构，其中，所述夹角θ₂-θ₁≥15 °。

进一步优选的技术方案，上述的一种冰区航行船舶的船首外形结构，其 中，所述冰区吃水与敞水域吃水深度差公式为S＝1.0t～2.5t；其中S为深度差， t为本船要求破冰的冰层厚度。

进一步优选的技术方案，上述的一种冰区航行船舶的船首外形结构，其 中，所述平滑过渡外形结构与瘦削型外形结构或者肥钝型外形结构的交线为 直线或者折线或者曲线或者光滑过渡。

附图说明

图1是本发明一种冰区航行船舶的船首外形结构侧视图；

图2是本发明一种冰区航行船舶的船首外形结构船首部分水线图；

图3是设计吃水下方船首纵剖线图；

图4是设计吃水下方船首横剖图；

图5是设计吃水下方船首水线图；

图6是冰区航行吃水上方船首纵剖线图；

图7是冰区航行吃水上方船首横剖线图；

图8是冰区航行吃水上方船首水线图；

图9是吃水过渡区船首纵剖线图；

图10是吃水过渡区船首横剖线图。

其中：1、敞水域吃水；2、冰区吃水；3、敞水域航行吃水船首水线；4、 冰区航行吃水船首水线。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

如图1、图2所示，一种冰区航行船舶的船首外形结构，其中，船舶本 体的船首外形结构在敞水域吃水1及以下采用瘦削型外形结构，船舶本体的 船首外形结构在冰区吃水2及以上采用肥钝型外形结构，船舶本体的船首外 形结构在敞水域吃水1至冰区吃水2之间采用由瘦削至肥钝平滑过渡外形结 构，所述冰区吃水2大于敞水域吃水1。

航行时，该船在敞水域采用原定的设计吃水航行，设计吃水及其以下的 船首外形结构采用瘦削型外形结构，能够减小水的阻力；在冰区航行时，采 用设计吃水加上1.0t～2.5t(t是本船要求破冰的冰层厚度)的新的吃水航行， 该吃水附近及上方的船首结构采用肥钝型外形结构，以满足抗冰和破冰的要 求。