一种防气泡的斧型首及科考船

摘要

本发明提供了一种防气泡斧型首及科考船，斧型首位于船首的底部，斧型首和船首的交接处为一凹部，斧型首在船舶上的位置使得水线交于斧型首，斧型首长度不大于船舶垂线间长的8％，侧视为一片体，上轮廓和下轮廓导圆，厚度由船首向后逐渐增加，从横剖面看，突出部分由上到下缓慢过渡，横剖面最大宽度不超过最大水线宽的20％，水线部分半进流角不大于20°。本发明一方面最大限度降低了气泡的产生，改善了气泡沿船体的流动趋势，从而避免了气泡对船底嵌入式安装的声学设备的影响；另一方面降低了船舶的航行阻力，提高了船舶的经济性，很好的兼顾了船底声学设备的工作性能及船舶的阻力性能。

说明书

技术领域

本发明涉及船舶制造领域，尤其是涉及一种防气泡的斧型首及应用该斧型首的科考船。

背景技术

随着世界范围内对海洋资源越来越重视，各海洋强国竞相建造了大批科学考察船用于海洋勘探。对科学考察船来说，船底安装的声学探测设备是否能够有效运行是关系到船舶设计成败的关键。由于船底声学设备是利用声学原理对海洋及海底的反射波进行探测，故而随船体边界层运动的气泡流经声学探测区时会对探测效果产生极大的影响，引起采集信息清晰度下降甚至彻底失效等不利后果。

为了尽最大限度保证船底声学设备的可靠性，通常有两种方式：一种是将船底声学设备突出船体安装，以避开携带有大量气泡的船体边界层；另一种是对船首型式做改进，以避免大量气泡的产生。

就第一种方式而言，虽可以较好的保证船底声学设备的正常工作，但却会使得船体阻力大幅增加10％～20％，油耗也随之增加，极大地降低了船舶的经济性；同时由于船底基线以下突出一定高度，使得船舶吃水增加，并有可能发生碰撞而造成声学设备损坏，造成较大的经济损失。

船首型式的影响主要突出的表现在球鼻首上。纵观国内外的科学考察船，可以看到很多船舶都设计有球鼻首。众所周知，球鼻首主要适用于中低速船，是通过球鼻产生的波系与船体波系产生有利干扰而降低船舶的兴波阻力。但通过实践发现，球鼻首虽可以减少阻力，但会将水面产生的气泡大量的带入船底，尤其在纵摇时由于球鼻拍击水面会产生大量气泡，从而严重影响船底声学设备的正常工作。鉴于上述原因，目前国际上设计的最新一代科考船基本都取消了球鼻首，通过牺牲阻力性能来保证声学设备的正常工作。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，通过一种新型船首兼顾声学设备可靠性和船舶经济性。

本发明通过以下技术方案实现的：

一方面，提供了一种防气泡的斧型首，应用于船舶上，所述船舶的船体包括相连的船首和船身，所述斧型首与所述船首的底部相连，所述斧型首和所述船首的交接处设有凹部，所述斧型首的厚度由前向后逐渐增加，所述斧型首的侧面轮廓的上部由上到下缓慢过渡，且上轮廓和下轮廓导圆，所述斧型首的长度不大于所述船舶垂线间长的8％，所述船舶的斧型首上端高于满载水线以上一个适当的高度，所述斧型首的横剖面最大宽度不超过最大水线宽的20％，水线部分半进流角不大于20°。

优选的，所述凹部在侧面轮廓上的前部的外边缘线条呈竖直。

优选的，所述斧型首在水线下的横剖面形状为U型或V型的弧线。

优选的，所述斧型首的长度不大于所述船舶垂线间长的5.5％。

优选的，所述斧型首的横剖面上段至中后段基本保持等宽，中后段向船底宽度缓慢过渡减小。

优选的，所述斧型首的横剖面最大宽度不大于最大水线宽的15％。

优选的，所述斧型首的水线面半进流角不大于15°。

优选的，所述斧型首的水线面形状的轮廓边缘线为直线，由船首缓慢过渡至后部。

另一方面，提供了一种科考船，包含上述的防气泡的斧型首。

优选的，还包括声学设备，所述声学设备嵌入所述斧型首或所述船身的底部，所述声学设备的底部与所述船体的底部高度齐平。

通过以上所述的本发明的技术方案，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

一方面，通过用斧型首代替球鼻首最大限度降低了气泡的产生，改善了气泡沿船体的流动趋势，从而避免了气泡对船底嵌入式安装的声学设备的影响；另一方面，通过突出式船首拉长了船舶水线长度，同时减小了船舶水线面的半进流角，降低了船舶的航行阻力，提高了船舶的经济性。该技术方案很好的兼顾了船底声学设备的工作性能及船舶的阻力性能。

附图说明

图1是本发明的斧型首的侧视示意图；

图2是本发明的斧型首横剖面的示意图；

图3是本发明的斧型首水线面的示意图；

图4是本发明的包含斧型首的考察船的仰视示意图。

具体实施方式

参考附图1-4，以更加充分的描述本发明的实施例，然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

本实施例的防气泡的斧型首，应用于船舶上，该船舶的船体包括船首和船身，其中，斧型首1位于船首3的底部，斧型首1和船首3的交接处为一凹部2，该凹部2在侧视上，即如图1中所示的船首向船尾延伸方向上的竖直截面上的外边缘线条为竖直方向，设计水线4交于凹部2的最下端，优选在斧型首1上。

斧型首1长度L不大于船垂线间长的8％，优选斧型首1长度为船舶垂线间长的5.5％。斧型首1横剖面，即如图2中所示的竖直方向上垂直于图1中截面的截面上的最大宽度不大于船宽的20％，优选斧型首1横剖面为最大水线宽的15％。

如图1中所示，斧型首1在侧视上的上轮廓线为一缓慢向下的弧线、下轮廓线为一导圆，中间部分为直线段。并结合如图2中所示，在#21、#20.5、#20上，斧型首1逐渐变宽。

其中，另如图3中所示，优选斧型首1的横剖面形状在水线下为V型的弧线，横剖面的形状不应有急剧变化，斧型首1的水线面形状为流线型，从船体的前端向后逐渐增大至和船身相同。

如图1和图4中所示，在使用本发明的斧型首1的科考船上，船底安装的声学设备5嵌入式安装在斧型首1的后方底部，且设备5底部与船底平线6齐平，保证声学设备5在不同吃水下正常工作的同时最大限度的减少船舶阻力，提高船舶的经济性。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。