[發明專利]一種減少艦船興波阻力的裝置及方法

在審

• 申請號: 201811024523.4
• 申請日: 2018-09-03
• 公開（公告）號: CN109229272A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 楊曉宇;鄒忠偉;王冀川;沈勇
• 申請（專利權）人: 重慶中電大宇衛星應用技術研究所
• 主分類號: B63B1/40
• 分類號: B63B1/40;B63B1/38
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 吳東勤

本發明涉及一種減少艦船興波阻力的裝置及方法，包括船體，所述船體的船艏的下部設有伸出所述船體的前伸機構，所述前伸機構的內部設有內腔，所述內腔通過氣管與設置在所述船體內的氣源連通，所述氣管上設有氣體流量調節裝置，所述前伸機構上設有與所述內腔連通的噴嘴，用于噴出氣泡改變艦船首波高度、首波相位、首波頻率、艦船長寬比達到減小興波阻力的目的，噴出的氣泡更能減小水面艦船所受摩擦阻力，提高水面艦船的航速，節約航運過程中的能源消耗、碳排放，所述氣源上設有臭氧發生器。當需要時，臭氧跟隨氣泡一同通過噴嘴噴出，減少船底水生生物的滋生、減少日常維護工作量，減少艦船的燃料消耗，提高船速，減小排放。

技術領域

本發明涉及船舶減阻領域，具體涉及一種減少艦船興波阻力的裝置及方法。

背景技術

水面艦船所受阻力主要包括壓差阻力、興波阻力及摩擦阻力，低速航行時，摩擦阻力占主要部分，高速航行時，興波阻力占主要部分。興波阻力主要由船首波和船尾波組成，其大小與艦船首波高度、首波與尾波是否抵消、艦船長寬比有關。船舶行駛時，船首對水施加壓力，把水劈開而前進，于是在船首部位就激起一組隨船前進的波浪，這就是首波。船尾在前進時，水中留出一個低壓區，成為波谷，形成了一組由船尾前進而引起的波浪，稱為尾波。船舶航行時，船體興起了首波和尾波，艦船需要損耗部分能量來克服這些波浪前進，即為興波阻力。目前艦船為減少興波阻力，普遍采用球鼻船首，球鼻船首主要利用球狀部分所形成的低壓，降低首波高度、讓首波與尾波相抵減，從而減小興波阻力，而艦船長寬比則無法調整。因球鼻船首為固定結構，故該裝置最佳的減少興波阻力、使首波和尾波相抵消的效果必須在一定范圍內的航速及海況下達到，在其他航速及海況下雖然也有一定減阻的效果，但效果將大打折扣。因此，如果能發明一種新型裝置及方法，能根據艦船實際航速、海況來調整首波高度，并使首波與尾波相抵消，同時還能調節艦船長寬比，從而使艦船在各個海況和航速下都能最佳的減小興波阻力效果，這對于提高水面艦船的航速、節能減排、增加其航程有著重要的實際意義。

船航行時產生的船行波分船艏波和船尾波，在船行波傳播中，如果首波與尾波在船尾處互相迭加，興波阻力就大；如果首波和尾波在船尾處互相抵消，興波阻力就小。船首波高則興波阻力大，船首波低則興波阻力小，興波阻力還和艦船的長度、速度有關。為了減小興波阻力，在船舶設計時可以采用球鼻艏，即把船水線以下做成球鼻狀的流線型，利用球狀部分所形成的低壓，降低首波的高度，從而減小興波阻力。另外，在一定的設計航速下，適當選擇船的長度比，可以減少興波阻力。遠洋船多采用球鼻船艏型，也就是為了調整船長，以達到減少興波阻力的目的，如球鼻的大小和位置選擇恰當，可使球鼻興波的波谷和船首波的波峰正好處于相同的位置，使首波與尾波相低，合成波的波高明顯減小，設計成功的球鼻首能使總阻力減小10-15％，未達到較佳減阻效果。但目前技術船舶一旦建造完畢，對船舶長度和首波的相位、幅度、頻率均不能再主動調節，無法根據實時海況及自身的速度靈活的主動調節，減小船首波高度、改變船長寬比、使船的首波和尾波在船尾處互相抵消，從而在各種海況及速度下均能最大限度的減少興波阻力。

另外艦船在水面航行，水下部分常滋生各類水生生物，會加大艦船摩擦阻力、腐蝕船底、增加日常維護保養的工作量。

發明內容

本發明為了解決上述技術問題提供一種減少艦船興波阻力的裝置及方法，用于減小水面艦船所受興波阻力及摩擦阻力，提高水面艦船的航速，節約航運過程中的能源消耗、碳排放。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種減少艦船興波阻力的裝置及方法。

所述減少艦船興波阻力的裝置包括：

船體，所述船體的船艏的下部設有向所述船體的前進方向伸出所述船體的前伸機構，所述前伸機構的內部設有內腔，所述內腔通過氣管與設置在所述船體內的氣源連通，所述氣管上固定設有氣體流量調節裝置和氣體壓力調整裝置，所述前伸機構上設有與所述內腔連通的噴嘴。