船舶型线设计(全本)

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1、船舶型线设计(全本)船　舶　型　线　设　计钱文豪注意选同类型的优秀者,双桨型线不能简单地用来设计单桨型线,反之亦然。众多实例已证实易造成快速性差、螺旋桨剧振等问题。经常航行于浅水中或吃水浅的船舶之型线,应设法降低艏散波,减少尾纵倾。如尖瘦首部水线、平缓首部纵剖线、采用平直尾纵剖线、尾部应肥胖些等。船尾型线应充分遮盖推进器以防吸气。后体型线设计更应注意保证推进器的供水。设计型线时如能兼顾附体的布置则更好。如使尾轴架处于型线变化已趋平缓部分,轴架量度适当与桨配合合理,、保证桨平顺供水、2.21　概　述在船舶主要量度基本肯定之后,就需考虑型线及总布置等主要图

2、纸。主要量度对船舶性能有很大的影响,但它们仅给出船舶形状的主要特征,最后确定船舶形状的是船舶型线。它与船舶的浮态、快速性、稳性、耐波性(横摇阻尼、波上运动特性和砰击作用)、操纵性、装载容积、内部布置乃至施工工艺、航道、使用美观和坞修等都有关系。相同的主要量度,不同的型线,有时性能相差会很大,因此必须认真仔细地设计型线。由于设计型线时需考虑的因素很多,有些要求又往往是互相抵触的,设计者必须加以权衡。分清主次,求、经济性和营运需要,,,通计法按实际要求、有关理论知识和经————————————————————————————————————————————

3、———验加以修改而实现。在实际工作中,常用前两种方法。对有经验的设计师,从优秀母型出发适当修改而成的型线往往优于用船模系列试验资料设计的型线。这些方法均可借助计算机绘图机设计船舶型线。近年来,数学方法表达船体型线和计算机在造船工业中的应用有了很大的进展,电子计算机使设计研究人员从艰辛的绘图工作中解放出来。建立在大量船模试验研究和实船性能试验结果组成的数据库的基础上开发成的智能化专家系统,是迅速、有效地开发最优秀船舶型线的有力工具。实践证明:静水阻力最低的船舶不一定是静水快速性最佳的;静水快速性最佳的船舶往往在风浪中的失速不为最小。2.2.1　推进性能船

4、模自航试验表明,如横剖面面积曲线保持不变,前体的剖面形状对伴流的影响不大[1]。对单桨船,不同型式的后体横剖面以不同方式影响船之阻力和推进效率[2]。后体V型横剖面在各种Fn下阻力均最小,U型较高,常规型球尾最高。伴流分布则反之,V型最不均匀,U型次之,球尾最均匀。伴流分布越均匀,船之推进效率则越高,螺旋桨引起的振动也越小。后体剖面形状对推进效率的影响大于对阻力的影响。因此,单桨船大多采用U型后体剖面或球尾以节省主机所需功率,球尾的缺点是生产成本高些,设计时须权衡。现代快速性优秀的中低速船舶前体大多采用V型横剖面,后体采用U型剖面带小球尾[3]。双桨船

5、的船尾形状对推进效率和振动影响小,因此双桨船采用阻力性能优良的V型横剖面。2.2.2　风浪中的失速———————————————————————————————————————————————2　型线设计考虑因素在主要量度已定的前提下,型线设计一般需考虑下列几个方面:2.1　船　型不同船型对型线的要求各异。例如远洋、沿海和内河船,单桨、多桨船等等,设计型线时选择母型应《船舶》　1998年第1期船越肥胖在风浪中失速越严重。与平直或外凸的首部水线相比,凹形首部水线的船失速更严重。但47对很宽、进流段长度较短、进流角又较大的船,过分外凸的首部水线在迎波时,由

6、于波在船体上的反射,反易遭受过大的附加阻力[4]。2.3　耐波性船舶型线对横摇阻尼、船在波浪上的运动特性和砰击作用有决定性的影响[2]。船舶长度不同,在波船舶在风浪中的失速与船舶的纵摇和垂荡等运浪中运动特性差别很大[6],设计型线时应区别对动有密切关系。船舶摇荡越剧,失速也越大,而且驾待[7](表1)。驶员为避免过剧的摇荡和上浪往往人为地减速,设计时应尽量减少纵摇[5]。表1　不同船长海船首部型线设计要点船长或排水量L≥150m———————————————————————————————————————————————船长波长比L??Κ>1.5

7、船在波上情况自摇周期较大,波上摇荡幅值较小,上浪现象不严重。型线设计重点更多地考虑快速性。设计要点前体可采用较U型横剖面和较小进流角。注意事项首底避免过宽,尤其是吃水较浅时,首底适当加强,以防砰击。120～150m0.7～1.5首部可能上浪,首底受砰击,遇风浪后失速明显。首部型线权衡很重要。采用V或中V型横剖面、前倾首柱,切去首踵,以改善耐波性,减少砰击;若以快速性为主考虑对Fn0.18～0.25,,[2]。V型横剖面为好。5000～8000t0.7～1.5,风,部700～1500t,有时要求设计时以耐波八级风中执行任务。L??Κ性为主要考虑在0.7～

8、1.5之间的小型因素。船舶,迎浪航行时,船首有钻浪趋势。采用V型横剖面、切去首踵、显著前倾首柱