排水型引航艇的製作方法

2023-04-24 07:40:46

專利名稱：排水型引航艇的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及船舶領域，具體地，涉及ー種排水型引航艇。
背景技術：
制約港口年可作業天數的關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港船。其中，保障引航員安全登船的關鍵指標是引航艇在垂蕩、縱搖的綜合作用下，其艏部的垂向加速度值一般不超過O. 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型。高速滑行艇作業效率(快速性)和經濟性較高，但對海況要求苛刻，可利用率很低，更無法解決在較高海況下接送引航員的問題；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，還要依靠排水量600-800噸的拖輪接送引航員，作業效率和經濟性均不高。 為擺脫上述兩難處境，需要建造一艘能適用較高海況，同時具備較高航速的引航艇。其耐波性指標是在有義波高(Hl/3) I. 5m、航速ΙΙΚη、各種浪向角下、艇艏垂向加速度不得超過O. 4g ;其快速性指標是在滿載出港排水量狀態、風カ不高於蒲氏3級、海況不高於2級、清潔船身、深水海域條件下，主機以額定2*900Kw功率運行時，試航航速不低於16Kn。因此，對於排水型引航艇，需要能適用較高海況，同時具備較高航速的基礎上，滿足一定的耐波性指標，即艏部垂向加速度不得超過O. 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效率、經濟性和低碳環保要求，又不能隨意加大引航艇的排水量(通常限制在100-200噸範圍)。此外，在排水量一定的情況下，引航艇艏部型線的胖瘦對引航艇的縱搖也會產生較大影響(主要影響來自於設計吃水線以上部分)，但同時也會影響到航行的阻力(主要影響來自於設計吃水線以下部分)。但是，目前造船所採用的艏部型線均為「光順」型線，換言之，「加肥」引航艇艏部水線以上部分的型線有利於減小引航艇的縱搖，降低艏部的垂向加速度，但同時帶來的不利影響是也會連帶「加肥」 了引航艇艏部水線以下部分的型線，從而増大了引航艇航行的阻力，對引航艇的速度產生不利影響。

實用新型內容本實用新型的目的是提供ー種排水型引航艇，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。為實現上述目的，本實用新型提供了ー種排水型引航艇，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計吃水線的上方結合到所述上部的底面，所述下部的頂面外邊緣位於所述排水型引航艇的設計吃水線的上方且形成在所述上部的底面外邊緣內，並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。優選地，所述上部和下部為一體結構。優選地，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，所述環面的寬度逐漸變小。優選地,所述環面的最大寬度不大於10cm。優選地，在該排水型引航艇的舷側，所述環面從所述艏部向所述船尾延伸。優選地，所述環面從所述排水型弓I航艇的船頭向船尾逐漸向下傾斜。優選地，所述環面為平面，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於10°。優選地，在所述艏部的橫剖線圖中，所述艏部的每條橫剖線均包括對應於所述上部的上型線和對應於所述下部的下型線，並且所述上型線與下型線之間通過對應於所述環面的環面型線相連，其中，所述上型線和下型線為光滑過渡的曲線或直線。 優選地，在所述艏部的半寬水線圖中，所述上部的水線均形成在所述下部的水線的外周圍。優選地，上述的下部的頂面與所述設計吃水線的最大間距不大於20cm。通過上述技術方案，本實用新型的排水型引航艇通過對艏部的上部進行加肥處理而對下部進行瘦身處理，使得在上下部結合處產生臺階狀的環面，這種結構的排水型引航艇相較於具有光順型線的艏部的常規排水型引航艇而言，能夠在基本保持既有航行速度的基礎上，明顯減低艏部的垂直加速度，從而具有較好的耐波性，更好地適用於港口引航作業。本實用新型的其他特徵和優點將在隨後的具體實施方式
部分予以詳細說明。
附圖是用來提供對本實用新型的進ー步理解，並且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式
一起用於解釋本實用新型，但並不構成對本實用新型的限制。在附圖中圖I為根據本實用新型具體實施方式
的排水型引航艇中包括艏部的局部部分的側視圖；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構示意圖；圖3為根據本實用新型具體實施方式
的排水型引航艇的艏部的橫剖線圖，其中圓圈內的數字代表從船尾至船首按順序編列的站號；圖4為根據本實用新型具體實施方式
的排水型引航艇的半寬水線圖。附圖標記說明100 艏部I 上部2 下部3 環面4 設計吃水線11 上部的底面外邊緣12 上型線13 上部的水線21 下部的頂面外邊緣22 下型線23 下部的水線31 環面型線
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式
僅用於說明和解釋本實用新型，並不用於限制本實用新型。[0032]在本實用新型中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如「上、下、頂、底」通常是針對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係描述用詞。此外，方位詞如「前、後、首、尾、縱向」通常是針對船體的長度方向而言的。如圖I和圖2所示，本實用新型公開了ー種排水型引航艇，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計吃水線4的上方結合到所述上部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，並且所述下部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中只示出了根據本實用新型的排水型引航艇中包括艏部100的局部部分的側視圖，其中為清楚起見省略了船體上的其它部件。結合圖2可見，作為總的實用新型構思，本實用新型將排水型引航艇的艏部設計成分為上部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)，相較於常規的排水型引航艇的艏部，下部2變得更為纖細，有利於提高引航艇的快速性，而上部I變肥大則有利於增強引航艇在下沉時的浮力阻尼作用，尤其是在接合處產生的臺階狀的環面3，從而有效地減低艏部的垂直加速度。
關於上部I和下部2，參見圖3的艏部的橫剖線圖，可清楚反映艏部的型線在上下部之間產生了對應於臺階狀環面3的大致水平線，也就是說艏部的型線不再「光順」或逐漸連續，而是有臺階型的突變產生。具體地，在圖3所示的所述艏部100的橫剖線圖中，所述艏部100的每條橫剖線均包括對應於所述上部I的上型線12和對應於所述下部2的下型線22，並且所述上型線12與下型線22之間通過對應於所述環面3的環面型線31相連，也就是說艏部型線為「階梯」型線。其中，所述上型線12和下型線22為船艏外板的型線，優選為光滑過渡的曲線或直線，也就是通常所稱的「光順」型線。另外，艏部的上下部分通常而言都是上部寬大而下部相對瘦小，本實用新型排水型引航艇中的艏部反映在所述艏部100的半寬水線圖中，由圖4可見，所述上部I的水線13均形成在所述下部2的水線23的外周圍，也就是上部肥大而下部纖細。另外需要說明的是，艏部結構一般為整體結構，也就是說所述上部I和下部2為ー體結構，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)結合而形成環面3。具體地，可參見圖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之間形成為環面3。也就是說，在結合後，上部I的底面側邊緣11圍繞下部2的頂面外邊緣21設置，使得在上部I的底面上產生上述環面3，該環面3在船艏上是朝向下方的大致水平面，反映在圖3的艏部的橫剖線圖中，即大致平行的環面型線31。並且，在從所述排水型引航艇的船頭朝向船尾的方向上，所述環面3的寬度優選為逐漸變小。這主要是因為環面3對引航艇在下沉時的浮力阻尼作用更多地作用在船艏100的前端部分，越靠後影響相對較小，並且這樣設計也更為符合船體的平衡和受力。這反映在圖3的艏部的橫剖線圖中，即圓圈內的數字越大的站號所代表的越靠近船艏前端的艏部型線中，環面型線31越長。而且，在本實施方式中未示出的艏部的縱剖線圖中，艏部100的每條縱剖線在中縱剖面中的長度應該最長，並且在越遠離所述中縱剖面的縱剖切面中的長度越短。其中需要說明的是，所述環面3的寬度根據船體大小、航度和排水量等多種因素考慮，通常其最大寬度(也就是環面3在艏部的最前端處的寬度)應不大於10cm。若環面3過小則垂直方向上的阻尼作用過小，若寬度過大則對艏部的下沉時的浮力阻尼過大，甚至與水面接觸時容易產生拍擊顛簸等，對船體的耐受性產生不利影響。另外，為保持船體的流線型設計和美觀性，所述環面3不僅圍繞設置在船艏前端和兩側，而且在該排水型引航艇的舷側，環面3還從所述艏部100向所述船尾延伸。圖I中，以上下方向的虛線表示艏部100與後方的船體中部的分界，可見環面3越過艏部並延伸到了船體中部。此外，參見圖1，所述環面3優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更好地實現上部I和環面3與水面之間垂直接觸，使得阻尼作用更為明顯。而且，所述環面3可以是平面或曲面，當優選地形成為平面，參見圖3中所示的環面型線31，其形成為大致水平線。當然，本領域技術人員可理解的是，形成為平面的環面3也可相對於所述下部2的頂面外邊緣21做出一定的向上翻起或向下傾斜，但環面3與通過所述下部2的頂面外邊緣21的水平面之間的傾斜角度不應過大，例如要求不大於10。。其中，上述的上部I與下部2之間的接合面位置，也就是形成環面3的位置優選地設置在設計吃水線4的上方附近，但不偏離過大，以符合排水型引航艇航行時艏部100的吃水深度等特性，使得艏部100在航行時環面3能夠與水面產生接觸，從而對艏部的垂直加速度產生影響。因此在本實施方式中，所述下部2的頂面外邊緣21應形成在所述排水型引航艇的設計吃水線4的上方，並且所述下部2的頂面外邊緣21與所述設計吃水線4的最大間距(也就是艏部100的最前端處的環面3與設計吃水線4的間距)優選為不大於20cm，更優選為不大於15cm。為驗證根據本實用新型的排水型引航艇的效果，通過在造波船池進行的船模試驗，試驗在對比相同排水量下，採用根據現有技術的「光順」艏部型線與根據本實用新型的採用「階梯」狀的艏部型線引航艇的快速性與耐波性。在引航艇的快速性試驗中，試驗條件為相同排水量，不含附體，航速16Kn，得出「光順」艏部型線船模的阻カ為10. 080Kg，而採用「階梯」艏部型線船模的阻カ為10.587Kg。也就是說，採用」階梯」艏部型線的船模阻カ增加了不到5%，對引航艇的快速性影響甚微。在引航艇的耐波性試驗中，試驗條件為相同排水量，不含附體，航速IΙΚη，得出試驗結果如表I和表2 表I :根據本實用新型的「階梯」艏部型線
權利要求1.一種排水型引航艇，其特徵在於，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計吃水線(4)的上方結合到所述上部(1)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，並且所述下部(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.根據權利要求I所述的排水型引航艇，其特徵在於，所述上部(I)和下部(2)為一體結構。
3.根據權利要求I所述的排水型引航艇，其特徵在於，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，所述環面(3)的寬度逐漸變小。
4.根據權利要求3所述的排水型引航艇，其特徵在於，所述環面(3)的最大寬度不大於IOcm0
5.根據權利要求3所述的排水型引航艇，其特徵在於，在該排水型引航艇的舷側，所述環面(3)從所述艏部(100)向所述船尾延伸。
6.根據權利要求5所述的排水型引航艇，其特徵在於，所述環面(3)從所述排水型引航艇的船頭向船尾逐漸向下傾斜。
7.根據權利要求3所述的排水型引航艇，其特徵在於，所述環面(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於10°。
8.根據權利要求I所述的排水型引航艇，其特徵在於，在所述艏部(100)的橫剖線圖中，所述艏部(100)的每條橫剖線均包括對應於所述上部(I)的上型線(12)和對應於所述下部(2 )的下型線(22 )，並且所述上型線(12 )與下型線(22 )之間通過對應於所述環面(3 )的環面型線(31)相連，其中，所述上型線(12)和下型線(22)為光滑過渡的曲線或直線。
9.根據權利要求I所述的排水型引航艇，其特徵在於，在所述艏部(100)的半寬水線圖中，所述上部(I)的水線(13 )均形成在所述下部(2 )的水線(23 )的外周圍。
10.根據權利要求1-9中任意一項所述的排水型引航艇，其特徵在於，所述下部(2)的頂面與所述設計吃水線(4)的最大間距不大於20cm。
專利摘要本實用新型公開了一種排水型引航艇，該排水型引航艇的艏部型線突破了傳統的「光順」型線設計思維，將引航艇艏部(100)的型線設計成「階梯」形式。階梯下部(2)的型線設計較「瘦」，有利於提高引航艇的快速性；階梯上部(1)的型線設計較「胖」，增強船艏在下沉時浮力的阻尼作用，達到降低艏部垂向加速度值的目的。較「胖」的上部(1)型線與較「瘦」的下部(2)型線通過一個臺階狀的平面(3)過渡結合。臺階狀平面(3)的在艏柱處最寬不超過10cm，在向船艉延伸中寬度逐步縮小。這種設計相較於具有光順型線艏部的常規排水型引航艇而言，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B63B3/46GK202609035SQ20122027118
公開日2012年12月19日 申請日期2012年6月8日 優先權日2012年6月8日
發明者邢德年, 許芝芳 申請人:中國神華能源股份有限公司, 神華黃驊港務有限責任公司