用于艦艇的實現(xiàn)高速淺吃水的消波m船型線型的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于艦艇的消波M船型線型，能夠具備高速、低功率、消波、適航性好的優(yōu)點。M船型線型中部為主船體，兩側(cè)為對稱于主船體縱中剖面的消波船體，每個消波船體底部具有一條縱向貫通的氣道；主船體艏艉均采用滑行艇折角線型過渡至氣道，且從中部至船艉設(shè)雙斷級；本M船型長寬比小于3.33，氣道的開口寬度從船艏至船舯逐漸過渡減小，舯艉部氣道開口寬度與主船體半寬的比值均為1：1，主船體橫剖面形狀的底部采用折角型，舯艉部的底部斜升角取值為10°～15°。
【專利說明】用于艦艇的實現(xiàn)高速淺吃水的消波M船型線型
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及船型設(shè)計【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于艦艇的實現(xiàn)高速淺吃水的一種消波M船型線型。
【背景技術(shù)】
[0002]無論是單體滑行艇、氣墊船還是雙體船，都屬于動力支撐型船，且雙體船為靜浮態(tài)型船，在特定的航行環(huán)境中，它們發(fā)揮各自的優(yōu)勢，然而都無法同時具備高速、低功率、消波、適航性好，高穩(wěn)性和經(jīng)濟效益好的優(yōu)點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種用于艦艇的消波M船型線型，能夠具備高速、低功率、消波、適航性好的優(yōu)點。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:
[0005]M船型線型中部為主船體，兩側(cè)為對稱于主船體縱中剖面的消波船體，每個消波船體底部具有一條縱向貫通的氣道；主船體艏艉均采用滑行艇折角線型過渡至氣道，且從中部至船艉設(shè)雙斷級；本M船型長寬比小于3.33，氣道的開口寬度從船艏至船舯逐漸過渡減小，舯艉部氣道開口寬度與主船體半寬的比值均為1:1，主船體橫剖面形狀的底部采用折角型，腫艉部的底部斜升角取值10-15°。
[0006]優(yōu)選地，M船型的設(shè)計水線的進水角在12-15°范圍內(nèi)；艉部縱剖線呈平直狀，或沿著艇艉方向縱向斜升1°以內(nèi)。
[0007]優(yōu)選地，船體兩側(cè)片體最低點高度與主船體和氣道過渡的折角線高度保持一致。
[0008]本發(fā)明改善船舶適航性能的有益效果在于:
[0009]首先,M船型應用了空氣動力學和流體力學原理，依靠隨航速而增加的水動升力支持了絕大部份的船舶重量，使得被托起后的船體只形成非常小的排水量且吃水很淺，艏部三個船體均較尖瘦，這種幾何形狀既有利于劈浪，降低首浪，緩和波浪對船體的拍擊，又具有明顯的消波性能。三體之間形成兩個喇叭口槽道，航行時高速氣流從氣道進入槽內(nèi)形成氣墊，產(chǎn)生附加升力，進一步托起船體，減少船體濕表面積，促進高速滑行。
[0010]其次，進入氣道內(nèi)被擠壓的氣水混合流產(chǎn)生的升力能夠提供一種橫向回復力，可減小橫搖，提高船舶的橫穩(wěn)性，同時還能作為起到氣墊作用來緩解船底的沖擊，提高舒適性。在遭遇很大波浪時，其幾何形狀能減小對波浪擾動力的響應，中心排水體具有較小的水線進角，有利于減小艇的縱搖加速度，首興波作為減小砰擊加速度的阻尼因素，可減緩船體的縱搖運動。
[0011]可見，M船型是常規(guī)單體滑行艇、高速雙體船和氣墊船的組合船型，它集中三種船型之長處，將流體力學和空氣動力學較好地組合起來，其消波性能，有效載荷，操縱性以及在逆風逆浪中高速航行的效果更顯出其卓越的性能，是各類船型中最具競爭力的一種新船型?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0012]圖1為M船型橫剖面圖；左側(cè)是中后的橫剖面，右側(cè)是中前的橫剖面；
[0013]圖2為M船型縱剖面圖；
[0014]圖3為M船型水線面圖；
[0015]圖4為M船型三維圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖1?3并舉實施例，對本發(fā)明進行詳細描述。
[0017]本發(fā)明M船型中部為主船體，兩側(cè)為對稱于縱中剖面的消波船體。如圖1所示的橫剖面，每個消波船體底部有一條縱向貫通的氣道，主船體艏艉采用滑行艇折角線型過渡至氣道，從船舯部至船艉設(shè)雙斷級，如圖2所示。本船型長寬比小于3.33，氣道的開口寬度從船艏至船中逐漸過渡減小，如果氣道過寬，縱向航行穩(wěn)定性較差，因此在船體的舯艉部處氣道開口寬度與主船體半寬之間比為1:1。主船體橫剖面形狀的底部采用折角型，腫艉部的底部斜升角(主船體與水平面之間的夾角)取值10-15°。
[0018]為了減小船體滑行時，艉部片體的濕表面積，降低摩擦阻力，從而減小消耗功率，如圖3所示，設(shè)計水線的進水角在12-15°范圍內(nèi)，艉部縱剖線呈平直狀，或沿著艇艉方向縱向斜升I°以內(nèi)。
[0019]船體兩側(cè)片體最低點高度與主船體和氣道過渡的折角線高度盡量保持一致，如果過高，氣道空氣動升力不足，如果過低，片體濕表面積增大導致摩擦阻力增加。
[0020]該M船型線型是經(jīng)船模試驗優(yōu)化并與槽道滑行艇模型試驗對比后確定，與槽道滑行艇線型相比可有效改善M船型阻力和耐波性，提高M船型的快速性和耐波性性能。
[0021]本M船型不僅興波小，耐波性好，且在高航速、淺吃水條件下的消波性能大大優(yōu)于雙體船和單體消波船。M船型底部有兩條對稱于縱中剖面并縱向貫通的氣道，利用船體氣道捕捉空氣的原理，充分借助靜浮力、水動力和空氣動力的增升作用，使船體水阻力降低，航速突破常規(guī)船型的極限。在航行中，從艏部進入槽內(nèi)的氣流和水流被壓在船體以下，很少向橫向溢出和飛濺，氣水混合物通過艉滑行面沖擊艉板，因此，船波明顯減弱，尤其在高速時，這一特點更明顯。
[0022]從船體結(jié)構(gòu)上看，M船型與三體船型有些相似。兩者都有三部分組成，因而相對于單體排水船型，M船型的穩(wěn)性更好。M船型和三體船的主船體部分都是用來排水，提供浮力，兩側(cè)的片體能為船體提供一定的平衡力，不同的是，M船型的圍壁還能起到密封的作用。
[0023]從原理上看，M船型的原理和側(cè)壁式氣墊船有些類似，但M船型充分利用了艦艇高速航行時艇艏產(chǎn)生的能量，形成氣墊，對船體進行抬升，減小了側(cè)壁式氣墊船所需的氣墊風扇系統(tǒng)，從而減少了艦艇的自重，增加了艦艇的有效載荷。傳統(tǒng)單體滑行艇都會存在一個阻力峰值，而雙體船屬于排水型船舶，M船型則融合了氣墊船的原理，不完全依靠排水和主船體滑行面水動升力來航行，因而它可以較為容易的突破阻力峰值，不受排水船型速度的限制，速度能夠達到50節(jié)以上。
[0024]可見，M船型是常規(guī)單體滑行艇、高速雙體船和氣墊船的組合船型，它集中三種船型之長處，將流體力學和空氣動力學較好地組合起來，其消波性能，有效載荷，操縱性以及在逆風逆浪中高速航行的效果更顯出其卓越的性能，是各類船型中最具競爭力的一種新船型。
[0025]根據(jù)模型試驗對比研究，在高速(30kn以上)航行時，本M船型方案總阻力性能比相近尺度的同排水量槽道滑行艇降低10%左右，耐波性能比相近尺度的同排水量槽道滑行艇船型提高20%以上。
[0026]綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于艦艇的消波M船型線型，其特征在于，M船型線型中部為主船體，兩側(cè)為對稱于主船體縱中剖面的消波船體，每個消波船體底部具有一條縱向貫通的氣道；主船體艏艉均采用滑行艇折角線型過渡至氣道，且從中部至船艉設(shè)雙斷級；本M船型長寬比小于3.33，氣道的開口寬度從船艏至船舯逐漸過渡減小，腫艉部氣道開口寬度與主船體半寬的比值均為1:1，主船體橫剖面形狀的底部采用折角型，腫艉部的底部斜升角取值為10°?15。。
2.如權(quán)利要求1所述的消波M船型線型，其特征在于，M船型的設(shè)計水線的進水角在12°?15°范圍內(nèi)；艉部縱剖線呈平直狀，或沿著艇艉方向縱向斜升1°以內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的消波M船型線型，其特征在于，船體兩側(cè)片體最低點高度與主船體和氣道過渡的折角線高度保持一致。
【文檔編號】B63B1/04GK103935463SQ201410104408
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月20日
【發(fā)明者】鄧愛民, 黃武剛, 沈小紅, 陳銳, 謝天 申請人:中國艦船研究設(shè)計中心