專(zhuān)利名稱(chēng)：排水型引航艇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及船舶領(lǐng)域，具體地，涉及一種排水型引航艇。
背景技術(shù)：
制約港口年可作業(yè)天數(shù)的關(guān)鍵因素是能否在較高海況下，使用引航艇將引航員安全送上進(jìn)港船。其中，保障引航員安全登船的關(guān)鍵指標(biāo)是引航艇在垂蕩、縱搖的綜合作用下，其艏部的垂向加速度值一般不超過(guò)0. 4g。目前，港口中使用的引航艇主要分為高速滑行艇和排水型引航艇兩種類(lèi)型。高速滑行艇作業(yè)效率(快速性)和經(jīng)濟(jì)性較高，但對(duì)海況要求苛刻，可利用率很低，更無(wú)法解決在較高海況下接送引航員的問(wèn)題；排水型艇雖適用較高海況，但仍難以完成安全接送引航員 的任務(wù)，還要依靠排水量600-800噸的拖輪接送引航員，作業(yè)效率和經(jīng)濟(jì)性均不高。為擺脫上述兩難處境，需要建造一艘能適用較高海況，同時(shí)具備較高航速的引航艇。其耐波性指標(biāo)是在有義波高(Hl/3) I. 5m、航速llKn、各種浪向角下、艇艏垂向加速度不得超過(guò)0. 4g ;其快速性指標(biāo)是在滿(mǎn)載出港排水量狀態(tài)、風(fēng)力不高于蒲氏3級(jí)、海況不高于2級(jí)、清潔船身、深水海域條件下，主機(jī)以額定2*900Kw功率運(yùn)行時(shí)，試航航速不低于16Kn。因此，對(duì)于排水型引航艇，需要能適用較高海況，同時(shí)具備較高航速的基礎(chǔ)上，滿(mǎn)足一定的耐波性指標(biāo)，即艏部垂向加速度不得超過(guò)0. 4g。決定排水型引航艇艏部垂向加速度的主要因素是引航艇排水量的大小。但綜合考慮引航艇的作業(yè)效率、經(jīng)濟(jì)性和低碳環(huán)保要求，又不能隨意加大引航艇的排水量(通常限制在100-200噸范圍)。此外，在排水量一定的情況下，引航艇艏部型線(xiàn)的胖瘦對(duì)引航艇的縱搖也會(huì)產(chǎn)生較大影響(主要影響來(lái)自于設(shè)計(jì)吃水線(xiàn)以上部分)，但同時(shí)也會(huì)影響到航行的阻力(主要影響來(lái)自于設(shè)計(jì)吃水線(xiàn)以下部分)。但是，目前造船所采用的艏部型線(xiàn)均為“光順”型線(xiàn)，換言之，“加肥”引航艇艏部水線(xiàn)以上部分的型線(xiàn)有利于減小引航艇的縱搖，降低艏部的垂向加速度，但同時(shí)帶來(lái)的不利影響是也會(huì)連帶“加肥” 了引航艇艏部水線(xiàn)以下部分的型線(xiàn)，從而增大了引航艇航行的阻力，對(duì)引航艇的速度產(chǎn)生不利影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種排水型引航艇，該排水型引航艇能有效降低艏部的垂直加速度，從而具有較好的耐波性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種排水型引航艇，該排水型引航艇的艏部包括上部和下部，所述下部的頂面在所述排水型引航艇的設(shè)計(jì)吃水線(xiàn)的上方結(jié)合到所述上部的底面，所述下部的頂面外邊緣位于所述排水型引航艇的設(shè)計(jì)吃水線(xiàn)的上方且形成在所述上部的底面外邊緣內(nèi)，并且所述下部的頂面外邊緣與所述上部的底面外邊緣相互間隔。優(yōu)選地，所述上部和下部為一體結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，所述上部的底面在所述下部的頂面外邊緣與所述上部的底面外邊緣之間形成為環(huán)面，在從所述排水型引航艇的船頭朝向船尾的方向上，所述環(huán)面的寬度逐漸變小。優(yōu)選地,所述環(huán)面的最大寬度不大于10cm。優(yōu)選地，在該排水型引航艇的舷側(cè)，所述環(huán)面從所述艏部向所述船尾延伸。優(yōu)選地，所述環(huán)面從所述排水型弓I航艇的船頭向船尾逐漸向下傾斜。優(yōu)選地，所述環(huán)面為平面，該平面圍繞所述下部的頂面外邊緣向上翻起或向下傾斜的傾斜角度不大于10°。優(yōu)選地，在所述艏部的橫剖線(xiàn)圖中，所述艏部的每條橫剖線(xiàn)均包括對(duì)應(yīng)于所述上部的上型線(xiàn)和對(duì)應(yīng)于所述下部的下型線(xiàn)，并且所述上型線(xiàn)與下型線(xiàn)之間通過(guò)對(duì)應(yīng)于所述環(huán)面的環(huán)面型線(xiàn)相連，其中，所述上型線(xiàn)和下型線(xiàn)為光滑過(guò)渡的曲線(xiàn)或直線(xiàn)。 優(yōu)選地，在所述艏部的半寬水線(xiàn)圖中，所述上部的水線(xiàn)均形成在所述下部的水線(xiàn)的外周?chē)?。?yōu)選地，上述的下部的頂面與所述設(shè)計(jì)吃水線(xiàn)的最大間距不大于20cm。通過(guò)上述技術(shù)方案，本發(fā)明的排水型引航艇通過(guò)對(duì)艏部的上部進(jìn)行加肥處理而對(duì)下部進(jìn)行瘦身處理，使得在上下部結(jié)合處產(chǎn)生臺(tái)階狀的環(huán)面，這種結(jié)構(gòu)的排水型引航艇相較于具有光順型線(xiàn)的艏部的常規(guī)排水型引航艇而言，能夠在基本保持既有航行速度的基礎(chǔ)上，明顯減低艏部的垂直加速度，從而具有較好的耐波性，更好地適用于港口引航作業(yè)。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式
部分予以詳細(xì)說(shuō)明。


附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與下面的具體實(shí)施方式
一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中圖I為根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式
的排水型引航艇中包括艏部的局部部分的側(cè)視圖；圖2為圖I中的排水型引航艇的艏部的上下部之間的接合面上的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式
的排水型引航艇的艏部的橫剖線(xiàn)圖，其中圓圈內(nèi)的數(shù)字代表從船尾至船首按順序編列的站號(hào)；圖4為根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式
的排水型引航艇的半寬水線(xiàn)圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明100艏部I上部2下部3環(huán)面4設(shè)計(jì)吃水線(xiàn)11上部的底面外邊緣12上型線(xiàn)13上部的水線(xiàn)21下部的頂面外邊緣 22下型線(xiàn)23下部的水線(xiàn)31環(huán)面型線(xiàn)
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式
僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。在本發(fā)明中，在未作相反說(shuō)明的情況下，使用的方位詞如“上、下、頂、底”通常是針對(duì)附圖所示的船艏部在豎直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置關(guān)系描述用詞。此夕卜，方位詞如“前、后、首、尾、縱向”通常是針對(duì)船體的長(zhǎng)度方向而言的。如圖I和圖2所示，本發(fā)明公開(kāi)了一種排水型引航艇，該排水型引航艇的艏部100包括上部I和下部2，所述下部2的頂面在所述排水型引航艇的設(shè)計(jì)吃水線(xiàn)4的上方結(jié)合到所述上部I的底面，所述下部2的頂面外邊緣21形成在所述上部I的底面外邊緣11內(nèi)，并且所述下部2的頂面外邊緣21與所述上部I的底面外邊緣11相互間隔。圖I中只示出了根據(jù)本發(fā)明的排水型引航艇中包括艏部100的局部部分的側(cè)視圖，其中為清楚起見(jiàn)省略了船體上的其它部件。結(jié)合圖2可見(jiàn)，作為總的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明將排水型引航艇的艏部設(shè)計(jì)成分為上部I (緊鄰甲板的艏部的上方部分)和下部2 (可包括球鼻艏的艏部的下方部分)，相較于常規(guī)的排水型引航艇的艏部，下部2變得更為纖細(xì)，有利于提高引航艇的快速性，而上部I變肥大則有利于增強(qiáng)引航艇在下沉?xí)r的浮力阻尼作用，尤其是在接合處產(chǎn)生的臺(tái)階狀的環(huán)面3，從而有效地減低艏部的垂直加速度。、
關(guān)于上部I和下部2，參見(jiàn)圖3的艏部的橫剖線(xiàn)圖，可清楚反映艏部的型線(xiàn)在上下部之間產(chǎn)生了對(duì)應(yīng)于臺(tái)階狀環(huán)面3的大致水平線(xiàn)，也就是說(shuō)艏部的型線(xiàn)不再“光順”或逐漸連續(xù)，而是有臺(tái)階型的突變產(chǎn)生。具體地，在圖3所示的所述艏部100的橫剖線(xiàn)圖中，所述艏部100的每條橫剖線(xiàn)均包括對(duì)應(yīng)于所述上部I的上型線(xiàn)12和對(duì)應(yīng)于所述下部2的下型線(xiàn)22，并且所述上型線(xiàn)12與下型線(xiàn)22之間通過(guò)對(duì)應(yīng)于所述環(huán)面3的環(huán)面型線(xiàn)31相連，也就是說(shuō)艏部型線(xiàn)為“階梯”型線(xiàn)。其中，所述上型線(xiàn)12和下型線(xiàn)22為船艏外板的型線(xiàn)，優(yōu)選為光滑過(guò)渡的曲線(xiàn)或直線(xiàn)，也就是通常所稱(chēng)的“光順”型線(xiàn)。另外，艏部的上下部分通常而言都是上部寬大而下部相對(duì)瘦小，本發(fā)明排水型引航艇中的艏部反映在所述艏部100的半寬水線(xiàn)圖中，由圖4可見(jiàn)，所述上部I的水線(xiàn)13均形成在所述下部2的水線(xiàn)23的外周?chē)簿褪巧喜糠蚀蠖虏坷w細(xì)。另外需要說(shuō)明的是，艏部結(jié)構(gòu)一般為整體結(jié)構(gòu)，也就是說(shuō)所述上部I和下部2為一體結(jié)構(gòu)，此處為闡述的方便，將艏部劃分成虛擬分離狀的上下兩部分，二者(上部I的底面與下部2的頂面)結(jié)合而形成環(huán)面3。具體地，可參見(jiàn)圖2，所述上部I的底面在所述下部2的頂面外邊緣21與所述上部I的底面外邊緣11之間形成為環(huán)面3。也就是說(shuō)，在結(jié)合后，上部I的底面?zhèn)冗吘?1圍繞下部2的頂面外邊緣21設(shè)置，使得在上部I的底面上產(chǎn)生上述環(huán)面3，該環(huán)面3在船艏上是朝向下方的大致水平面，反映在圖3的艏部的橫剖線(xiàn)圖中，即大致平行的環(huán)面型線(xiàn)31。并且，在從所述排水型引航艇的船頭朝向船尾的方向上，所述環(huán)面3的寬度優(yōu)選為逐漸變小。這主要是因?yàn)榄h(huán)面3對(duì)引航艇在下沉?xí)r的浮力阻尼作用更多地作用在船艏100的前端部分，越靠后影響相對(duì)較小，并且這樣設(shè)計(jì)也更為符合船體的平衡和受力。這反映在圖3的艏部的橫剖線(xiàn)圖中，即圓圈內(nèi)的數(shù)字越大的站號(hào)所代表的越靠近船艏前端的艏部型線(xiàn)中，環(huán)面型線(xiàn)31越長(zhǎng)。而且，在本實(shí)施方式中未示出的艏部的縱剖線(xiàn)圖中，艏部100的每條縱剖線(xiàn)在中縱剖面中的長(zhǎng)度應(yīng)該最長(zhǎng)，并且在越遠(yuǎn)離所述中縱剖面的縱剖切面中的長(zhǎng)度越短。其中需要說(shuō)明的是，所述環(huán)面3的寬度根據(jù)船體大小、航度和排水量等多種因素考慮，通常其最大寬度(也就是環(huán)面3在艏部的最前端處的寬度)應(yīng)不大于10cm。若環(huán)面3過(guò)小則垂直方向上的阻尼作用過(guò)小，若寬度過(guò)大則對(duì)艏部的下沉?xí)r的浮力阻尼過(guò)大，甚至與水面接觸時(shí)容易產(chǎn)生拍擊顛簸等，對(duì)船體的耐受性產(chǎn)生不利影響。
另外，為保持船體的流線(xiàn)型設(shè)計(jì)和美觀(guān)性，所述環(huán)面3不僅圍繞設(shè)置在船艏前端和兩側(cè)，而且在該排水型引航艇的舷側(cè)，環(huán)面3還從所述艏部100向所述船尾延伸。圖I中，以上下方向的虛線(xiàn)表示艏部100與后方的船體中部的分界，可見(jiàn)環(huán)面3越過(guò)艏部并延伸到了船體中部。此外，參見(jiàn)圖1，所述環(huán)面3優(yōu)選地從所述排水型引航艇的船頭向船尾逐漸向下傾斜，以在艏部以一定速度前行時(shí)更好地實(shí)現(xiàn)上部I和環(huán)面3與水面之間垂直接觸，使得阻尼作用更為明顯。而且，所述環(huán)面3可以是平面或曲面，當(dāng)優(yōu)選地形成為平面，參見(jiàn)圖3中所示的環(huán)面型線(xiàn)31，其形成為大致水平線(xiàn)。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解的是，形成為平面的環(huán)面3也可相對(duì)于所述下部2的頂面外邊緣21做出一定的向上翻起或向下傾斜，但環(huán)面3與通過(guò)所述下部2的頂面外邊緣21的平面之間的傾斜角度不應(yīng)過(guò)大，例如要求不大于10°。其中，上述的上部I與下部2之間的接合面位置，也就是形成環(huán)面3的位置優(yōu)選地
設(shè)置在設(shè)計(jì)吃水線(xiàn)4的上方附近，但不偏離過(guò)大，以符合排水型引航艇航行時(shí)艏部100的吃水深度等特性，使得艏部100在航行時(shí)環(huán)面3能夠與水面產(chǎn)生接觸，從而對(duì)艏部的垂直加速度產(chǎn)生影響。因此在本實(shí)施方式中，所述下部2的頂面外邊緣21應(yīng)形成在所述排水型引航艇的設(shè)計(jì)吃水線(xiàn)4的上方，并且所述下部2的頂面外邊緣21與所述設(shè)計(jì)吃水線(xiàn)4的最大間距(也就是艏部100的最前端處的環(huán)面3與設(shè)計(jì)吃水線(xiàn)4的間距)優(yōu)選為不大于20cm，更優(yōu)選為不大于15cm。為驗(yàn)證根據(jù)本發(fā)明的排水型引航艇的效果，通過(guò)在造波船池進(jìn)行的船模試驗(yàn)，試驗(yàn)在對(duì)比相同排水量下，采用根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的“光順”艏部型線(xiàn)與根據(jù)本發(fā)明的采用“階梯”狀的艏部型線(xiàn)引航艇的快速性與耐波性。在引航艇的快速性試驗(yàn)中，試驗(yàn)條件為相同排水量，不含附體，航速16Kn，得出“光順”艏部型線(xiàn)船模的阻力為10. 080Kg，而采用“階梯”艏部型線(xiàn)船模的阻力為10.587Kg。也就是說(shuō)，采用”階梯”艏部型線(xiàn)的船模阻力增加了不到5%，對(duì)引航艇的快速性影響甚微。在引航艇的耐波性試驗(yàn)中，試驗(yàn)條件為相同排水量，不含附體，航速I(mǎi)lKn，得出試驗(yàn)結(jié)果如表I和表2 表I :根據(jù)本發(fā)明的“階梯”艏部型線(xiàn)
理論波長(zhǎng)I實(shí)測(cè)波高I艏實(shí)驗(yàn)~ 艏修正中實(shí)驗(yàn)~ 中修正艉實(shí)驗(yàn)艉修正~
3.21.4000 0. 5000 0.2679 0. 3220 0. 1725 0.4100 0.2196~
3.81.4000 0. 7120 0. 3814 0.3700 0. 1982 0. 5980 0. 3204~
4.41.4000 0. 7370 0. 3948 0.3960 0.2121 0. 5820 0. 3118~
5.01.4000 0.6680 0. 3579 0. 3560 0. 1907 0. 5430 0.2909~
5.61.4000 0. 5680 0. 3043 0. 3170 0. 1698 0. 5090 0.2727~表2 :根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的“光順”艏部型線(xiàn)
權(quán)利要求
1.一種排水型引航艇，其特征在于，該排水型引航艇的艏部(100)包括上部(I)和下部(2)，所述下部(2)的頂面在所述排水型引航艇的設(shè)計(jì)吃水線(xiàn)(4)的上方結(jié)合到所述上部(I)的底面，所述下部(2 )的頂面外邊緣(21)形成在所述上部(I)的底面外邊緣(11)內(nèi)，并且所述下部(2 )的頂面外邊緣(21)與所述上部(I)的底面外邊緣(11)相互間隔。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的排水型引航艇，其中，所述上部(I)和下部(2)為一體結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的排水型引航艇，其中，所述上部(I)的底面在所述下部(2)的頂面外邊緣(21)與所述上部(I)的底面外邊緣(11)之間形成為環(huán)面(3 )，在從所述排水型引航艇的船頭朝向船尾的方向上，所述環(huán)面(3)的寬度逐漸變小。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的排水型引航艇，其中，所述環(huán)面(3)的最大寬度不大于10cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的排水型引航艇，其中，在該排水型引航艇的舷側(cè)，所述環(huán)面(3)從所述艏部(100)向所述船尾延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的排水型引航艇，其中，所述環(huán)面(3)從所述排水型引航艇的船頭向船尾逐漸向下傾斜。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的排水型引航艇，其中，所述環(huán)面(3)為平面，該平面圍繞所述下部(2)的頂面外邊緣(21)向上翻起或向下傾斜的傾斜角度不大于10°。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的排水型引航艇，其中，在所述艏部(100)的橫剖線(xiàn)圖中，所述艏部(100)的每條橫剖線(xiàn)均包括對(duì)應(yīng)于所述上部(I)的上型線(xiàn)(12)和對(duì)應(yīng)于所述下部(2)的下型線(xiàn)(22 )，并且所述上型線(xiàn)(12 )與下型線(xiàn)(22 )之間通過(guò)對(duì)應(yīng)于所述環(huán)面(3 )的環(huán)面型線(xiàn)(31)相連，其中，所述上型線(xiàn)(12)和下型線(xiàn)(22)為光滑過(guò)渡的曲線(xiàn)或直線(xiàn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的排水型引航艇，其中，在所述艏部(100)的半寬水線(xiàn)圖中，所述上部(I)的水線(xiàn)(13)均形成在所述下部(2)的水線(xiàn)(23)的外周?chē)?br> 10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的排水型引航艇，其中，所述下部(2)的頂面與所述設(shè)計(jì)吃水線(xiàn)(4)的最大間距不大于20cm。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種排水型引航艇，該排水型引航艇的艏部型線(xiàn)突破了傳統(tǒng)的“光順”型線(xiàn)設(shè)計(jì)思維，將引航艇艏部(100)的型線(xiàn)設(shè)計(jì)成“階梯”形式。階梯下部(2)的型線(xiàn)設(shè)計(jì)較“瘦”，有利于提高引航艇的快速性；階梯上部(1)的型線(xiàn)設(shè)計(jì)較“胖”，增強(qiáng)船艏在下沉?xí)r浮力的阻尼作用，達(dá)到降低艏部垂向加速度值的目的。較“胖”的上部(1)型線(xiàn)與較“瘦”的下部(2)型線(xiàn)通過(guò)一個(gè)臺(tái)階狀的平面(3)過(guò)渡結(jié)合。臺(tái)階狀平面(3)的在艏柱處最寬不超過(guò)10cm，在向船艉延伸中寬度逐步縮小。這種設(shè)計(jì)相較于具有光順型線(xiàn)艏部的常規(guī)排水型引航艇而言，能夠在快速性不受較大影響的前提下顯著降低引航艇艏部的垂向加速度。
文檔編號(hào)B63B3/14GK102700680SQ20121018917
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月8日
發(fā)明者許芝芳, 邢德年 申請(qǐng)人:中國(guó)神華能源股份有限公司, 神華黃驊港務(wù)有限責(zé)任公司