[发明专利]一种采用宽翼设计的拖轮

说明书

技术领域

本发明涉及船舶建造的技术领域，具体而言是一种采用宽翼设计的拖轮。

背景技术

在拖轮的设计过程中，为提高船舶稳性，减少航行阻力，提高燃油经济性能，传统的解决方案是通过增加船体结构型宽，或者对船舶线型进行优化，或者对船舶推进系统的设计进行优化，这些解决方案往往由于牵涉到诸多的船舶性能计算，不仅方案确定周期长，而且验证效果不明显，需要消耗大量的人力和物力，同时，对于整个船舶的设计生命周期也造成了巨大影响，往往待一个新的设计方案确定时，该款船型就已经过时了。

因此，如何设计一种新型的拖轮来应对这种情况，以提高船舶稳性，减少航行阻力，提高燃油经济性能，并且提高甲板载货和船员居住区域的面积，在拖轮设计的技术领域内解决上述问题具有实际的重大的意义。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷和不足，本发明提供一种采用宽翼设计的拖轮，以提高船舶稳性，减少航行阻力，提高燃油经济性能，提高甲板载货和船员居住区域的面积，并缩短船舶设计和建造的周期；为实现上述目的，本发明提出的一种采用宽翼设计的拖轮，采用如下技术方案，包括：

船舶主体；包括艏部、舯部、艉部、外板和夏季载重线；

艏部宽翼；设计在船舶主体的艏部区域的对称的两侧；

舯部宽翼；设计在船舶主体的舯部区域的对称的两侧；

艉部宽翼；设计在船舶主体的艉部区域的对称的两侧；

其中，艏部宽翼、舯部宽翼、艉部宽翼与船舶主体的两侧的外板形成固定的整体，艏部宽翼、舯部宽翼和艉部宽翼的外板之间以圆滑过渡相连。

对于本技术方案的进一步的改进，所述艏部宽翼、舯部宽翼、艉部宽翼设置在船舶主体的垂直位置为夏季载重线的以上的部位；

对于本技术方案的进一步的改进，所述艏部宽翼的横截面外板与夏季载重线以下的外板之间的夹角不大于166°，舯部宽翼的横截面外板与夏季载重线以下的外板之间的夹角不大于155°，艉部宽翼的横截面外板与夏季载重线以下的外板之间的夹角不大于157°；

对于本技术方案的进一步的改进，所述艏部宽翼的横截面外板与夏季载重线以下的外板之间的夹角为166°，舯部宽翼的横截面外板与夏季载重线以下的外板之间的夹角为155°，艉部宽翼的横截面外板与夏季载重线以下的外板之间的夹角为157°；

对于本技术方案的进一步的改进，所述艏部宽翼、舯部宽翼、艉部宽翼和船舶主体之间相连的典型节点设置确保结构强度的局部加强结构；

对于本技术方案的进一步的改进，所述采用宽翼设计的拖轮的总重量小于500吨，系柱拉力范围在40吨至95吨之间。

本发明的采用宽翼设计的拖轮的主要解决技术问题在于：保证稳性的前提下，提高燃油经济性能，提高船舶稳性，减少航行阻力，同时提高甲板载货和船员居住区域的面积；

因此，本发明的设计原理是：针对船舶夏季载重线至甲板干舷之间区域的外板及其相关结构进行优化，并应用计算流体动力学进行验证，以确保减少阻力；为确保优化后的船舶稳性满足要求，从艏部到艉部的舷侧外板均需要进行整体优化；优化后的外板及其相关结构还需要对典型节点进行局部加强，以确保结构强度；优化后的宽翼外板与夏季载重线以下的外板之间的夹角，艏部区域不超过166°，舯部区域不超过155°；艉部区域不超过157°；本技术方案所应用的船舶总重量小于500总吨，系柱拉力范围在40吨至95吨，应用本设计的船舶满足MLC2006，即2006年海事劳工公约的要求。

由以上本发明的实施方案可知，本发明所提出的一种采用宽翼设计的拖轮，与现有的技术相比，具有以下优势：

1.本发明设计的采用宽翼设计的拖轮，无论时间成本、人力成本、燃油性能、适航性能、安全性能等均具有明显的优势；经过实船验证，可节约燃油约为7％；可广泛应用于各类拖轮，具有广泛推广和应用的实用价值；

2.采用宽翼设计的拖轮的设计总重量小于500总吨，本设计的船舶满足MLC2006，即2006年海事劳工公约的要求。

3.采用宽翼设计的拖轮经过实船验证，船舶还具备守护救助的能力，可实现轻型锚作作业。

4.本发明设计的采用宽翼设计的拖轮保证了宽敞的艉部甲板，除了可提供更安全的操作外，还可以用来堆放集装箱式货物，或者进行溢油回收操作，同时还可用于进行海上风机的检修以及提供浅水域的潜水作业支持。

附图说明

图1为本发明的采用宽翼设计的拖轮的船舶主体的中纵剖面图，其中：

1-船舶主体；2-艏部；3-舯部；4-艉部；5-外板；