專利名稱：一種適于沿海和長(zhǎng)江水域的水上散貨運(yùn)輸裝備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及船舶制造與設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及ー種適于沿海和長(zhǎng)江水域的水上散貨運(yùn)輸裝備。
背景技術(shù)：
一方面,現(xiàn)有沿海運(yùn)輸船舶的設(shè)計(jì)吃水比較大,在沿海和江河淺水航道航行時(shí)載重量受到限制，經(jīng)濟(jì)效益較差?，F(xiàn)有沿海船大多為老舊的遠(yuǎn)洋貨輪，存在船型與航道、電煤碼頭不匹配問題，船舶超長(zhǎng)，吃水過深，經(jīng)常產(chǎn)生虧艙，難于提高淺水航道的運(yùn)能。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)電力的需求逐年加大，電カ的建設(shè)也在加快，電煤運(yùn)輸需求繼續(xù)增加。同吋，國(guó)家對(duì)水上運(yùn)輸安全的要求日益提升，對(duì)老舊船、沙灘造船的管理日趨嚴(yán)格。目前，我國(guó)節(jié)能減排形勢(shì)嚴(yán)峻，沿海的船舶油耗大、排放高，不利于保護(hù)環(huán)境，難 于適應(yīng)國(guó)家推行的節(jié)能減排要求。另ー方面，早在2000年，交通運(yùn)輸部就印發(fā)了 “公路水路交通發(fā)展階段目標(biāo)”，要求在長(zhǎng)江、珠江三角洲及其干流全面推進(jìn)船型標(biāo)準(zhǔn)系列化工作。船型標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)程有利于充分發(fā)揮長(zhǎng)江、珠江航道通行能力，優(yōu)化運(yùn)力結(jié)構(gòu)，提高運(yùn)輸現(xiàn)代化水平。為提高沿海運(yùn)輸船舶在同等吃水條件下的載重量，提高經(jīng)濟(jì)效益，有必要設(shè)計(jì)符合我國(guó)沿海、長(zhǎng)江和珠江三角洲水域等淺水域通航要求的標(biāo)準(zhǔn)船型。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適于沿海和長(zhǎng)江水域的水上散貨運(yùn)輸裝備，以解決上述問題。為了實(shí)現(xiàn)上述設(shè)計(jì)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種適于沿海和長(zhǎng)江水域的水上散貨運(yùn)輸裝備，所述水上散貨運(yùn)輸裝備為船舶，包括船艏、船體舯部、艉部和貨艙，所述船舶包括垂線間長(zhǎng)、型寬和型深，所述垂線間長(zhǎng)與所述型寬之積為所述型深的390 460倍。所述船舶的垂線間長(zhǎng)為200 215m，型寬為32. 26 33m，型深為15. 5 16. 5m。所述船舶的垂線間長(zhǎng)為200m，型寬為32. 26m,型深為16. 5m。。所述船舶的垂線間長(zhǎng)為215m，型寬為33m，型深為15. 5m。所述船舶的吃水為0.32B 0.33B。所述貨艙為5個(gè)，所述船舶的船舶方形系數(shù)為O. 822。所述船艏外形曲面為低興波阻力曲面。所述艉部的截面為U型。所述船舶的船體外殼的線型全部為流線型設(shè)計(jì)。本發(fā)明在船舶的線型設(shè)計(jì)過程中，以優(yōu)秀母型船為基礎(chǔ)，結(jié)合線型設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)的數(shù)值模擬技術(shù)，經(jīng)過多輪優(yōu)化得到了該船線型。在基于計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)技術(shù)的數(shù)值模擬和優(yōu)化過程中，以船體興波阻力最小化為目的，計(jì)算了上百種變化船型，最終確定了試驗(yàn)線型。之后還通過與國(guó)外著名水池的合作，對(duì)線型作了進(jìn)ー步的改進(jìn)和優(yōu)化，最終確定了目前的船體線型。數(shù)值模型和拖曳水池試驗(yàn)結(jié)果均表明該船型興波阻カ較低，表明艏外形曲面為低興波阻力曲面。本發(fā)明在船型的線型設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了線型的三向光順。數(shù)值模擬和船模試驗(yàn)表明，設(shè)計(jì)航速下該型船舶船體周圍的流動(dòng)順暢，不存在明顯的漩渦或流動(dòng)分離；即所述船舶的船體外殼的線型全部為流線型設(shè)計(jì)。本發(fā)明船尾部U型截面如圖3所示，采用U型截面的尾部使得船體尾部伴流均勻，有利于提高推進(jìn)效率，并降低螺旋槳引起的振動(dòng)；同時(shí)也不會(huì)明顯的增加船體阻力。本發(fā)明的目的就是要克服現(xiàn)有船舶的吃水而導(dǎo)致的裝載量受限制和進(jìn)江船舶的操縱性的問題，提供一型裝載量大、推進(jìn)性能和操縱性優(yōu)秀的沿海淺吃水肥大型船。本發(fā)明的特點(diǎn)是在相同吃水條件下能夠達(dá)到較大的載重量，油耗小、操縱性能好、 排放低，有利于保護(hù)環(huán)境，符合未來節(jié)能減排的要求，符合交通運(yùn)輸部大力推行的船型標(biāo)準(zhǔn)化工作，有利于提高我國(guó)沿海、長(zhǎng)江及珠江水域運(yùn)輸現(xiàn)代化水平。本發(fā)明有高于目前在沿海經(jīng)營(yíng)的一般船型的航速，可使船舶在需要加速搶臺(tái)風(fēng)、趕潮水、控制抵離港時(shí)間時(shí)，有良好的機(jī)動(dòng)性?，F(xiàn)有在沿海經(jīng)營(yíng)的船舶多數(shù)為從遠(yuǎn)洋退下來的老舊船舶，航速普遍較低，難于適應(yīng)我國(guó)沿海和江河航道航行的船多航道窄的復(fù)雜情況。另外根據(jù)國(guó)內(nèi)沿海運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)，其船舶需頻繁靠離碼頭，再加上一些發(fā)電廠在沿江區(qū)域，因此船舶的操縱性尤為重要。其次是國(guó)內(nèi)貿(mào)易船要求在較短的時(shí)間內(nèi)將壓載水排空，因此采用常規(guī)的設(shè)置風(fēng)暴壓載艙是不可取的。本發(fā)明涉及主要在淺水區(qū)域航行的船舶，具體地指ー種淺吃水肥大型的船體，在船體的線型上經(jīng)過國(guó)內(nèi)外著名水池多次優(yōu)化，即采用當(dāng)今最流行的軟件計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(即CFD)對(duì)本船的線型進(jìn)行快速性的模擬，以克服吃水淺而導(dǎo)致的船舶阻力増加、螺旋槳推進(jìn)效率較低問題。它包括船艏、船體舯部、艉部外殼以及貨艙部分，并且多次進(jìn)行船?？焖傩栽囼?yàn)，對(duì)本船的航速進(jìn)行預(yù)報(bào)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于1，本發(fā)明為適應(yīng)沿海航區(qū)的淺吃水船舶，可減少船舶在進(jìn)出港時(shí)受潮水影響而造成船期損失。2，本發(fā)明的外形曲面設(shè)計(jì)成更能降低船舶的興波阻力。3，本發(fā)明的艉部截面設(shè)計(jì)為U型，有效解決了螺旋槳來流不暢的問題，進(jìn)ー步提高推進(jìn)效率，提高航速。既有良好的淺水通過能力，又有優(yōu)秀的阻力性能和推進(jìn)性能，還具有良好的耐波性和操縱性，有足夠的完整穩(wěn)性和破艙穩(wěn)性。4，本發(fā)明的船舶線型，經(jīng)過各種不同船舶線型和尺度的船模水池試驗(yàn)和實(shí)船測(cè)試，證明本發(fā)明的船舶的綜合性能優(yōu)秀，理論抗風(fēng)能力最高可達(dá)蒲氏8級(jí)。5，所述船舶由于總體吃水和船寬比例與一般船舶不同，因此可以設(shè)計(jì)成5個(gè)貨艙，比一般大型散貨船6個(gè)貨艙設(shè)計(jì)要少ー個(gè)貨艙。這樣設(shè)計(jì)的好處是每個(gè)航次可以減少船舶裝卸貨時(shí)間約8個(gè)小吋，并且不需要利用貨艙來作為風(fēng)暴壓載水艙。由于船舶形狀比較扁平，在滿足穩(wěn)性的情況下，其壓載水艙設(shè)計(jì)較小，排放壓載水的時(shí)間約8小吋。6，同時(shí)為了解決操縱性的問題，本船采用國(guó)際上認(rèn)可的高升力舵，即襟翼舵，該舵比常規(guī)舵提高升カ約60%左右，因此本船的操縱性將優(yōu)于采用常規(guī)舵的船。
7，由于所述船舶的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度按照直接計(jì)算方法設(shè)計(jì)，船舶用鋼重量大概為7500t左右，比一般同噸位船舶的重量要輕至少1000噸。對(duì)目前的沿海運(yùn)輸船情況進(jìn)行調(diào)查，經(jīng)過綜合比較，所述船舶具有較好的經(jīng)濟(jì)性能。由于船舶形狀比較扁平，在滿足穩(wěn)性的情況下，其壓載水艙設(shè)計(jì)較小，排放壓載水的時(shí)間約8小時(shí)。航速14節(jié)時(shí)，油耗約26. 6t/天；航速15節(jié)時(shí)，油耗約34. 5t/天。與我國(guó)現(xiàn)有最新的 57000噸散貨船、45000噸散貨船等船型參數(shù)進(jìn)行了對(duì)比，在航速同為14節(jié)的相同情況下，所述船舶的經(jīng)濟(jì)性要比57300噸散貨船船型好，本船與其它船型的對(duì)比采用GB/T 3886-2002，其主要性能評(píng)級(jí)指標(biāo)詳細(xì)見下表。

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權(quán)利要求
1.一種適于沿海和長(zhǎng)江水域的水上散貨運(yùn)輸裝備，所述水上散貨運(yùn)輸裝備為船舶，包括船艏、船體舯部、艉部和貨艙，其特征在于，所述船舶包括垂線間長(zhǎng)、型寬和型深，所述垂線間長(zhǎng)與所述型寬之積為所述型深的390 460倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的適于沿海和長(zhǎng)江水域的水上散貨運(yùn)輸裝備，其特征在于，所述船舶的垂線間長(zhǎng)為200 215m，型寬為32. 26 33m，型深為15. 5 16. 5m。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適于沿海和長(zhǎng)江水域的水上散貨運(yùn)輸裝備，其特征在于，所述船舶的垂線間長(zhǎng)為200m，型寬為32. 26m，型深為16. 5m。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適于沿海和長(zhǎng)江水域的水上散貨運(yùn)輸裝備，其特征在干，所述船舶的垂線間長(zhǎng)為215m，型寬為33m，型深為15. 5m。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4任意之一所述的適于沿海和長(zhǎng)江水域的水上散貨運(yùn)輸裝備，其特征在于，所述船舶的吃水為O. 32B O. 33B。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至4任意之一所述的適于沿海和長(zhǎng)江水域的水上散貨運(yùn)輸裝備，其特征在于，所述貨艙為5個(gè)，所述船舶的船舶方形系數(shù)為O. 822。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至4任意之一所述的適于沿海和長(zhǎng)江水域的水上散貨運(yùn)輸裝備，其特征在于，所述船艏外形曲面為低興波阻力曲面。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至4任意之一所述的適于沿海和長(zhǎng)江水域的水上散貨運(yùn)輸裝備，其特征在干，所述艉部的截面為U型。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至4任意之一所述的適于沿海和長(zhǎng)江水域的水上散貨運(yùn)輸裝備，其特征在于，所述船舶的船體外殼的線型全部為流線型設(shè)計(jì)。
全文摘要
一種適于沿海和長(zhǎng)江水域的水上散貨運(yùn)輸裝備，所述水上散貨運(yùn)輸裝備為船舶，包括船艏、船體舯部、艉部和貨艙，所述船舶包括垂線間長(zhǎng)、型寬和型深，所述垂線間長(zhǎng)與所述型寬之積為所述型深的390～460倍。本發(fā)明為適應(yīng)沿海航區(qū)的淺吃水船舶，可減少船舶在進(jìn)出港時(shí)受潮水影響而造成船期損失；本發(fā)明的外形曲面設(shè)計(jì)成更能降低船舶的興波阻力。
文檔編號(hào)B63B9/00GK102826197SQ20111016204
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月16日
發(fā)明者李振宇, 高勇軍, 衷愛東, 王峰, 湯金順, 何海, 邱波, 馬玲, 劉曉陽, 范崇學(xué), 石慈忠, 陳康, 楊博, 陳毓珍, 徐芝良, 楊瑋, 王立紅 申請(qǐng)人:深圳遠(yuǎn)洋運(yùn)輸股份有限公司