[發明專利]一種類橢球形球鼻艏及其設計方法

在審

• 申請號: 202211201051.1
• 申請日: 2022-09-29
• 公開（公告）號: CN115432106A
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 黃衛剛;李鵬;姜治芳;陳偉
• 申請（專利權）人: 中國艦船研究設計中心
• 主分類號: B63B1/06
• 分類號: B63B1/06
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平;王杰

本發明涉及一種類橢球形球鼻艏及其設計方法，所述球鼻艏自#0站向船艏方向伸出，形狀類似橢球形，球鼻艏的橫剖線為橢圓形，且橫剖面從#0站開始向船艏逐步減小；球鼻艏從#0站前伸的長度為設計水線長的3％～5％；球鼻艏#0站的半寬為船體半寬的12％～18％；球鼻艏#0站距離水面距離為設計吃水的15％～20％。本發明提出的類橢球形球鼻艏采用比較簡單的特征參數描述了球鼻艏形狀，設計及建造過程相對簡單；類橢球形球鼻艏一般情況下在巡航狀態下相對于無球鼻艏的方案而言，能至少減阻3％以上，在設計狀態下相對于無球鼻艏的方案而言能減阻5％以上，因此可用于改善船舶的航行性能，對船舶的球鼻艏設計具有重要的借鑒和參考價值。

技術領域

本發明屬于水面船舶球鼻艏設計技術領域，具體涉及一種類橢球形球鼻艏及其設計方法。

背景技術

船舶首部的型線形式對于船舶阻力的影響很大，球鼻艏在船舶設計中具有重要的價值，如果球鼻艏的大小、形狀、位置與船體線型配合得合理，能在很大程度上減小船體總阻力，有助于優化船舶的快速性；其次某些艦船的球鼻艏還能滿足聲納的布置需求。球鼻的形式較多，比較常用的有水滴形、圓筒形和“S-V”形等。

目前國內船舶廣泛采用水滴形、圓筒形和“S-V”形等球鼻艏，這些球鼻艏能在一定程度上改善船舶的快速性，但描述球鼻艏的特征參數比較復雜，設計及建造過程相當復雜。

目前國內艦船廣泛采用的是水滴型球鼻艏，該球鼻艏在很大程度上為了滿足聲納布置的需求，從航行性能的角度分析，該球鼻艏增加了艦航行時的阻力，在一定程度上影響艦的航速。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于針對上述現有技術存在的不足，提供一種類橢球形球鼻艏及其設計方法，該類橢球形球鼻艏采用比較簡單的特征參數描述了球鼻艏形狀，可以較好的改善快速性及運動性能，并能有效改進水面艦船航行性能。

本發明為解決上述提出的技術問題所采用的技術方案為：

一種類橢球形球鼻艏，所述球鼻艏自#0站向船艏方向伸出，形狀類似橢球形，球鼻艏的橫剖線為橢圓形，且橫剖面從#0站開始向船艏逐步減小；球鼻艏從#0站前伸的長度為設計水線長的3％～5％；球鼻艏#0站的半寬為船體半寬的12％～18％；球鼻艏#0站距離水面距離為設計吃水的15％～20％。

上述方案中，所述球鼻艏的縱剖線的外形類似半個橢圓形；球鼻艏的水線外形類似半個橢圓形。

上述方案中，所述球鼻艏與艏柱之間采用導圓的方式過渡連接。

上述方案中，所述球鼻艏和艏柱之間的連接過渡區域為垂直直線。

上述方案中，所述球鼻艏#0站距離水面距離不小于1m。

上述方案中，所述球鼻艏的型線光順、無突變，且球鼻艏與主船體連接區域也光順過渡、無突變。

上述方案中，所述類橢球形球鼻艏適用于10000t以上排水量的船舶。

上述方案中，所述類橢球形球鼻艏的適用范圍為：傅氏數在[0.20，0.32]內，方形系數在[0.50，0.68]內的船舶。

相應的，本發明還提出上述類橢球形球鼻艏的設計方法，包括以下步驟：

步驟1、分析類橢球形球鼻艏的適用性

適用范圍為傅氏數在[0.20，0.32]內，方形系數在[0.50，0.68]內的船舶；

步驟2、確定類橢球形球鼻艏的最大尺寸及最小尺寸

最大尺寸根據拋錨過程影響區域確定，避免球鼻艏和錨的干涉；最小尺寸根據球鼻艏內部結構尺寸確定，保證滿足內部結構的布置需求；

步驟3、確定類橢球形球鼻艏的主要參數