[发明专利]一种减少舰船兴波阻力的装置及方法

说明书

本发明涉及一种减少舰船兴波阻力的装置及方法，包括船体，所述船体的船艏的下部设有伸出所述船体的前伸机构，所述前伸机构的内部设有内腔，所述内腔通过气管与设置在所述船体内的气源连通，所述气管上设有气体流量调节装置，所述前伸机构上设有与所述内腔连通的喷嘴，用于喷出气泡改变舰船首波高度、首波相位、首波频率、舰船长宽比达到减小兴波阻力的目的，喷出的气泡更能减小水面舰船所受摩擦阻力，提高水面舰船的航速，节约航运过程中的能源消耗、碳排放，所述气源上设有臭氧发生器。当需要时，臭氧跟随气泡一同通过喷嘴喷出，减少船底水生生物的滋生、减少日常维护工作量，减少舰船的燃料消耗，提高船速，减小排放。

技术领域

本发明涉及船舶减阻领域，具体涉及一种减少舰船兴波阻力的装置及方法。

背景技术

水面舰船所受阻力主要包括压差阻力、兴波阻力及摩擦阻力，低速航行时，摩擦阻力占主要部分，高速航行时，兴波阻力占主要部分。兴波阻力主要由船首波和船尾波组成，其大小与舰船首波高度、首波与尾波是否抵消、舰船长宽比有关。船舶行驶时，船首对水施加压力，把水劈开而前进，于是在船首部位就激起一组随船前进的波浪，这就是首波。船尾在前进时，水中留出一个低压区，成为波谷，形成了一组由船尾前进而引起的波浪，称为尾波。船舶航行时，船体兴起了首波和尾波，舰船需要损耗部分能量来克服这些波浪前进，即为兴波阻力。目前舰船为减少兴波阻力，普遍采用球鼻船首，球鼻船首主要利用球状部分所形成的低压，降低首波高度、让首波与尾波相抵减，从而减小兴波阻力，而舰船长宽比则无法调整。因球鼻船首为固定结构，故该装置最佳的减少兴波阻力、使首波和尾波相抵消的效果必须在一定范围内的航速及海况下达到，在其他航速及海况下虽然也有一定减阻的效果，但效果将大打折扣。因此，如果能发明一种新型装置及方法，能根据舰船实际航速、海况来调整首波高度，并使首波与尾波相抵消，同时还能调节舰船长宽比，从而使舰船在各个海况和航速下都能最佳的减小兴波阻力效果，这对于提高水面舰船的航速、节能减排、增加其航程有着重要的实际意义。

船航行时产生的船行波分船艏波和船尾波，在船行波传播中，如果首波与尾波在船尾处互相迭加，兴波阻力就大；如果首波和尾波在船尾处互相抵消，兴波阻力就小。船首波高则兴波阻力大，船首波低则兴波阻力小，兴波阻力还和舰船的长度、速度有关。为了减小兴波阻力，在船舶设计时可以采用球鼻艏，即把船水线以下做成球鼻状的流线型，利用球状部分所形成的低压，降低首波的高度，从而减小兴波阻力。另外，在一定的设计航速下，适当选择船的长度比，可以减少兴波阻力。远洋船多采用球鼻船艏型，也就是为了调整船长，以达到减少兴波阻力的目的，如球鼻的大小和位置选择恰当，可使球鼻兴波的波谷和船首波的波峰正好处于相同的位置，使首波与尾波相低，合成波的波高明显减小，设计成功的球鼻首能使总阻力减小10-15％，未达到较佳减阻效果。但目前技术船舶一旦建造完毕，对船舶长度和首波的相位、幅度、频率均不能再主动调节，无法根据实时海况及自身的速度灵活的主动调节，减小船首波高度、改变船长宽比、使船的首波和尾波在船尾处互相抵消，从而在各种海况及速度下均能最大限度的减少兴波阻力。

另外舰船在水面航行，水下部分常滋生各类水生生物，会加大舰船摩擦阻力、腐蚀船底、增加日常维护保养的工作量。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题提供一种减少舰船兴波阻力的装置及方法，用于减小水面舰船所受兴波阻力及摩擦阻力，提高水面舰船的航速，节约航运过程中的能源消耗、碳排放。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种减少舰船兴波阻力的装置及方法。

所述减少舰船兴波阻力的装置包括：

船体，所述船体的船艏的下部设有向所述船体的前进方向伸出所述船体的前伸机构，所述前伸机构的内部设有内腔，所述内腔通过气管与设置在所述船体内的气源连通，所述气管上固定设有气体流量调节装置和气体压力调整装置，所述前伸机构上设有与所述内腔连通的喷嘴。