[发明专利]单体半滑行穿浪船

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种小型快艇领域的船型设计，具体是一种单体半滑行穿浪船。

背景技术

时代的进步和交通运输的进步两者之间相互依赖和促进。为了更高效率地完成水面活动，高性能船的需求和研究也不断增加，推动高性能船型技术不断积累和发展，从而进一步推动社会发展。船舶设计者不断尝试在单一舰艇集成更多的优良性能。陆续推出的舰船中既有单体式设计，又有三体设计；既有排水型船，也有滑行艇。穿浪船型为在这些新船型中的一种。穿浪船型包括单体和双体穿浪船。单体穿浪船同双体穿浪船相比具有结构简单，可靠性更高的特点。经过优化设计的单体穿浪船甚至可以整体从波浪中穿过。单体穿浪船型在游艇设计和公务军事船设计中开始得到重视。

单体穿浪船的主流的设计思想之一为干舷内倾。但是单纯的干舷内倾同传统的外飘式设计相比会面临着首部容积、储备浮力及稳性的下降、首部垂纵向运动提供的阻尼减少及更严重的上浪问题。当使用内倾式船首设计时需要想办法解决以上问题。

在已出现的单体穿浪船中，比较有代表性的是VSV和Transonic Hulls。VSV的设计特点为采用圆舭型设计、深V型的首部，船首及干舷添加防溅条，船首甲板上拱并封闭，首柱为直线设计。Transonic Hulls的设计特点为采用三角形水线设计，首柱及首部干舷几乎垂直于水线面或轻微外倾，首柱为直线设计，采用螺旋桨或空气螺旋桨推进。Transonic Hulls的设计整体成三角形，在相同在船长、船宽及吃水的条件下，有效装载容积和稳性不如具有平行中体的快艇。由于细长体纵向阻尼较小，Transonic Hulls几乎垂直的舷侧和首柱不能有效产生纵垂向阻尼。同时其三角形船体的特殊设计及推进方式不适合在小型快艇上推广。Transonic Hulls采用了低干舷设计。对于低干舷快艇来说，在波浪中航行时，上浪是比较常见的现象。Transonic Hulls未采用全封闭的设计，因此其在较恶劣的海况进行航行时可能会面临着甲板上浪及船体进水的问题。VSV同样为低干舷设计，亦采用了半开式的设计，因此当VSV在较恶劣的海况进行航行时可能会面临着船体进水的问题。同时由试验可知，当低干舷穿浪船的上层建筑过于靠前或者与首部甲板的过度比较激烈时在波浪中航行时会面临着更大的抨击概率。同时细长体的操纵性较差，使用螺旋桨作为推进装置不能有效改善其操纵性。

经过对现有技术的检索发现，美国专利文献号US 7434523 B2，公开日2008-10-14，公开了一种Speedboat hull design快艇外壳设计，该技术是具有船首和船尾波穿透特征多边形船体设备。船头有一个额外的三角形截面以增加强度和波的穿透能力。但是该技术涉及的快艇的水线以下部分航行阻力较大，动力及推进装置复杂，船首与上层建筑设计的不连续使其在穿浪中航行时会面临着上浪带来的抨击问题。同时该方案设计不适宜用于小型快艇。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种单体半滑行穿浪船，改善了船体的穿浪、隐身、快速性、兴波、稳定性以及装载能力，与现有技术相比进一步控制了干舷的淹湿，并利用干舷提供升力来抬升船体，减小阻力。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：改良型混合式内倾型穿浪船首、半滑行式水线以下主船体、内倾式压浪型干舷和全封闭的上层建筑；

改良型混合式内倾型穿浪船首包括：首柱、全封闭的船首甲板以及首部干舷，首部干舷包括：内倾部分和外倾部分，其中：内倾部分与外倾部分交接形成干舷折角线，该干舷折角线在中纵剖面的投影同水线的夹角γ取1°～3°。

所述的首部干舷的内倾部分和外倾部分由刀刃式结构通过平面空间配合与船首甲板连接，在保证首部舱容的基础上进一步改善其穿浪能力，设计更加简洁美观。

所述的首柱为折线结构，水线以下的部分的后掠角度α为105°～115°；水线以上的部分同水线面的夹角β为40°～50°。

所述的船首甲板为Λ字形结构，船首甲板由首柱的尾端向船中后抬升，通过三角形平面实现其与上层建筑的过渡，从而形成连续的整体式结构，有利于减小穿浪时船体正面所受冲击。

所述的改良型混合式内倾型穿浪船首的长度占半滑行式水线以下主船体长度的0.5±0.025。

所述的半滑行式水线以下主船体为深V型、尖舭式结构。

所述的半滑行式水线以下主船体的船底中线为直线结构，该船底中线与基线的夹角δ为1°～3°，便于产生滑行面。

所述的半滑行式水线以下主船体的船尾抬升角ε，根据滑行艇设计原理取值范围为0°～17°。