具有恒定浸濕長度的圓舭快艇艇型的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有恒定浸濕長度的圓舭快艇艇型，其艇體曲面是由設(shè)計(jì)水線、舯縱剖面線、上邊界線、艉橫剖面線、舯橫剖面線、艉底斜升角、舯底斜升角為特征生成的光順空間封閉曲面。本發(fā)明的有益效果是：在各種航速下，不論航態(tài)如何變化，其浸濕長度恒定不變；在排水、過渡和起飛狀態(tài)航行時(shí)其阻力性能比傳統(tǒng)圓舭快艇阻力有較大減少；在滑行狀態(tài)航行時(shí)其阻力性能與傳統(tǒng)圓舭快艇阻力相近，但其操縱性、適航性及耐波性得到大幅度提高，較傳統(tǒng)圓舭快艇可提高（1～2）級海況使用。此外，由于其浸濕長度始終保持不變，將更有利于人們利用長度傅汝德數(shù)從理論上來分析研究圓舭快艇的性能。
【專利說明】具有恒定浸濕長度的圓舭快艇艇型
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種快艇艇型，尤其涉及一種適用于長度傅汝德數(shù)在0.5?1.3范圍的、在較高海況下能正常航行的各類快艇艇型，屬于船舶船型【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]快艇是在水面上高速運(yùn)動的一種小艇，在軍、民用領(lǐng)域均有廣泛運(yùn)用，如魚雷快艇、導(dǎo)彈快艇、高速交通艇、高速豪華游艇等等?？焱途€設(shè)計(jì)關(guān)系到快艇的各項(xiàng)性能指標(biāo)，型線的些微不同有時(shí)性能相差會很大，艇型設(shè)計(jì)得優(yōu)良與否直接關(guān)系到其航行性能，艇型設(shè)計(jì)不良的快艇甚至不能正常航行，所以如何設(shè)計(jì)優(yōu)良的快艇艇型就成了造船人研究的最重要課題之一。傳統(tǒng)的單體圓舭快艇在低速排水狀態(tài)航行時(shí)，由于艇型長寬比較小，故相比于排水型船有較大的興波阻力；同時(shí)由于傳統(tǒng)單體圓舭快艇在起飛時(shí)，其浸濕長度將明顯減小，浸濕長寬比大幅度減小，此時(shí)有一個明顯的興波阻力峰，興波阻力較大；傳統(tǒng)的單體圓舭快艇在滑行狀態(tài)航行時(shí)，由于快艇在水面滑行，此時(shí)主要是吃水減小、艇艏抬起、浸水長度減小、使其艇體與水的接觸表面積大大減小，雖然興波阻力大幅度下降，但與此同時(shí)卻又出現(xiàn)了飛沫阻力，由于浸水長度大幅度減小，使得圓舭快艇的縱向運(yùn)動穩(wěn)定性能大大降低，有的圓舭快艇由于縱向運(yùn)動穩(wěn)定性能變壞至不能正常航行而造成整艇報(bào)廢；由于浸水長度的大幅度減小，使得圓舭快艇的操縱性和適航性變差；由于浸水長度大幅度減小，使得圓舭快艇的耐波性變差，從而限制了傳統(tǒng)圓舭快艇的使用條件范圍。與常規(guī)排水型船不同的是，圓舭快艇作為一種動升型船舶，在航行時(shí)，其航態(tài)會隨著航速的變化而變化，主要是艇體浸濕長度及艇體吃水和艇體縱傾角的變化，這為用長度傅汝德數(shù)來分析其各項(xiàng)性能帶來了不便。因此，這就需要發(fā)明設(shè)計(jì)一種新的快艇艇型，以改善上述傳統(tǒng)圓舭快艇的各種不足，使得在提高和優(yōu)化了圓舭快艇各項(xiàng)航行性能的同時(shí)讓按長度傅汝德數(shù)(Fr)來分析圓舭快艇的性能也變得更為方便。(長度傅汝德數(shù)——長度傅汝德數(shù)Fr=V/ V gL，，式中:V——艇速(m/s)、g-重力加速度(m/s2)、L-船舶水線長(m)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種具有恒定浸濕長度的圓舭快艇艇型，其艇體在各種航速下，不論航態(tài)如何變化，其浸濕長度恒定不變。
[0004]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0005]具有恒定浸濕長度的圓舭快艇艇型，其艇體曲面31是由艇體設(shè)計(jì)水線12、舯縱剖面線13、上邊界線14、艉橫剖面線21、舯橫剖面線22、艉底斜升角β 1、舯底斜升角β 2組合生成的光順空間封閉曲面；所述舯縱剖面線13是由艏上柱線131、艏下柱線132、艏縱底線133、艉縱底線134順序相連構(gòu)成；所述艏下柱線132是以點(diǎn)ο為圓心，艇體設(shè)計(jì)水線12的長度L為半徑R作的圓弧Κ4Κ5，所述點(diǎn)ο是艇體設(shè)計(jì)水線12的艉端點(diǎn)，點(diǎn)Κ4在艇體設(shè)計(jì)水線12的下方距艇體設(shè)計(jì)水線12的距離a=L/(9?11)，點(diǎn)K5在艇體設(shè)計(jì)水線12的上方距艇體設(shè)計(jì)水線12的距離b=(0.2?0.5) a ;所述艏縱底線133是過點(diǎn)K4指向艇艉的水平直線段K3K4，其長度c=L/(15~25);所述艉縱底線134是由點(diǎn)K1、K2、K3連接而成的光順的樣條曲線；點(diǎn)Kl在點(diǎn)ο的正下方，是艉縱底線134的艉端點(diǎn)，其到艇體設(shè)計(jì)水線12的距離hl=a/(3~8);點(diǎn)K2是艉縱底線134的舯點(diǎn)，在艇體設(shè)計(jì)水線12的下方，其到艇體設(shè)計(jì)水線 12 的距離 h2=a/(l.5 ~2.5)。
[0006]本發(fā)明的目的還可以通過以下技術(shù)措施來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
[0007]前述的具有恒定浸濕長度的圓舭快艇艇型，其中所述艉底斜升角β !是艉橫剖面線21在點(diǎn)Kl處的切線與水平面的夾角，其取值范圍:0°≤βι≤12°。舯底斜升角β2是舯橫剖面線22在點(diǎn)Κ2處的切線與水平面的夾角，其取值范圍:β I ≤ β 2 ≤50°。艉底斜升角P1,舯底斜升角β2應(yīng)滿足:(^^+3 0/2=9°~25°。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:在同排水量、同設(shè)計(jì)水線長情況下，在排水狀態(tài)和過渡狀態(tài)航行時(shí)本發(fā)明的興波阻力比傳統(tǒng)圓舭快艇減少3~5% ;本發(fā)明在起飛時(shí)浸濕長度恒定不變，其起飛興波阻力比傳統(tǒng)快圓舭快艇減小4~7% ;由于本發(fā)明在滑行狀態(tài)航行時(shí)其浸濕長度恒定不變，使得水動力壓力中心基本保持不變，與傳統(tǒng)圓舭快艇相比較，本發(fā)明具有更好的縱向運(yùn)動穩(wěn)定性；本發(fā)明在滑行狀態(tài)航行時(shí)其阻力性能與傳統(tǒng)圓舭快艇相近，但由于其浸濕長度恒定不變，使其操縱性、適航性及耐波性性能較傳統(tǒng)圓舭快艇有大幅度提高，在較高海況下仍能正常航行，適航性及耐波性可提高(I~2)級海況，擴(kuò)大了圓舭快艇的使用條件范圍；此外，由于本發(fā)明的浸濕長度始終保持不變，將更有利于人們利用長度傅汝德數(shù)從理論上分析研究其性能。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，將通過下面優(yōu)選實(shí)施例的非限制性說明進(jìn)行圖示和解釋，這些實(shí)施例，是參照附圖僅作為例子給出的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的側(cè)視圖，左端為艇艉，右端為艇艏；
[0011]圖2是本發(fā)明的俯視圖，由于對稱性，圖示為艇體左舷部分；
[0012]圖3是本發(fā)明的橫剖面圖，由于對稱性，A-A剖面(艉橫剖面線)圖示在艇體中心線11的左邊；B—B剖面(腫橫剖面線)圖示在艇體中心線11的右邊。
[0013]點(diǎn)ο是艇體設(shè)計(jì)水線12的艉端點(diǎn)(點(diǎn)ο在A—A剖面內(nèi))。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明及設(shè)計(jì)方法作進(jìn)一步說明。
[0015]圖1中，以點(diǎn)ο為原點(diǎn)，向艇艏方向畫出一條水平的其長度等于艇體設(shè)計(jì)水線長L的線段OX，線段OX即是所述艇體設(shè)計(jì)水線12 ；
[0016]圖1中，以點(diǎn)ο為圓心，艇體設(shè)計(jì)水線12的長度L為半徑R作圓弧K4K5，得艏下柱線132，圓弧下端點(diǎn)K4在艇體設(shè)計(jì)水線12的下方，距艇體設(shè)計(jì)水線12的距離a=L/ (9~11)，圓弧上端點(diǎn)K5在艇體設(shè)計(jì)水線12的上方，距艇體設(shè)計(jì)水線12的距離b=(0.2~0.5)a ;在點(diǎn)K5的上方艇艏方向取點(diǎn)K6，所述點(diǎn)K6到點(diǎn)ο的水平縱向距離為艇體型長，連接點(diǎn)Κ5、Κ6得艏上柱線131 ;過點(diǎn)Κ4向艇艉方向畫水平直線，在直線上取點(diǎn)Κ3，線段Κ3Κ4的長度c=L/(15~25)，線段K3K4即為艏縱底線133 ;在艉橫剖面點(diǎn)ο的正下方取點(diǎn)Κ1，其到艇體設(shè)計(jì)水線12的距離hl=a/(3~8)，在舯橫剖面及設(shè)計(jì)水線12下取點(diǎn)K4，其到艇體設(shè)計(jì)水線12的距離h2=a/(l.5~2.5)，點(diǎn)Kl是艉縱底線134的艉端點(diǎn)，點(diǎn)K2是艉縱底線134的舯點(diǎn)，順序連接點(diǎn)K1、K2、K3使成光順的樣條曲線，即得艉縱底線134 ;順序連接艏上柱線131、艏下柱線132、艏縱底線133、艉縱底線134即得輪廓線(舯縱剖面線)13。
[0017]圖3中，艉底斜升角β ι是艉橫剖面線21在點(diǎn)Kl處的切線與水平面的夾角，β ι在水平面上為正，在水平面下為負(fù)，其取值范圍:0° SP1S 10° ;舯底斜升角β2是舯橫剖面線22在點(diǎn)Κ2處的切線與水平面的夾角，β 2在水平面上為正,在水平面下為負(fù),其取值范圍:β2<50。，同時(shí):(^+^)/2=9° ~25。。
[0018]圖1、圖2中，所述上邊界線14是由點(diǎn)K8、K7、K6等形成的空間光順樣條曲線，位于艇體設(shè)計(jì)水線12的上方其形狀由設(shè)計(jì)者按實(shí)際需要情況確定。
[0019]為確保艇體曲面31的三維光順性須增加若干橫剖面線、若干縱剖面線和若干水線面線，其數(shù)目按設(shè)計(jì)需要而定，調(diào)整各線條光順性及協(xié)調(diào)性，使得生成的艇體三維光順性達(dá)到滿意的狀態(tài)，同時(shí)要確保艇體設(shè)計(jì)水線面下的排水量和浮心位置滿足設(shè)計(jì)要求。
[0020]圖1、圖2和圖3中所示為具有恒定浸濕長度的圓舭快艇艇體的空間曲線、平面曲線的形狀及控制角，僅作為非限制性說明給出。
[0021]除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均 落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有恒定浸濕長度的圓舭快艇艇型，其艇體曲面(31)是由艇體設(shè)計(jì)水線(12)、舯縱剖面線(13)、上邊界線(14)、艉橫剖面線(21)、舯橫剖面線(22)、艉底斜升角P1、舯底斜升角β2組合生成的光順空間封閉曲面；所述舯縱剖面線(13)是由艏上柱線(131)、艏下柱線(132)、艏縱底線(133)、艉縱底線(134)順序相連構(gòu)成；其特征在于，所述艏下柱線(132)是以點(diǎn)ο為圓心，艇體設(shè)計(jì)水線(12)的長度L為半徑R作的圓弧Κ4Κ5，所述點(diǎn)ο是艇體設(shè)計(jì)水線(12)的艉端點(diǎn)，點(diǎn)Κ4在艇體設(shè)計(jì)水線(12)的下方距艇體設(shè)計(jì)水線(12)的距離a=L/ (9~11),點(diǎn)K5在艇體設(shè)計(jì)水線(12)的上方距艇體設(shè)計(jì)水線(12)的距離b=(0.2~0.5) a ;所述艏縱底線(133)是過點(diǎn)K4指向艇艉的水平直線段K3K4，其長度C=L/(15~25)；所述艉縱底線(134)是由點(diǎn)K1、K2、K3連接而成的光順的樣條曲線；點(diǎn)Kl在點(diǎn)ο的正下方，是艉縱底線(134)的艉端點(diǎn)，其到艇體設(shè)計(jì)水線(12)的距離hl=a/(3~8);點(diǎn)1(2是艉縱底線(134)的舯點(diǎn)，在艇體設(shè)計(jì)水線(12)的下方，其到艇體設(shè)計(jì)水線(12)的距離h2=a/(1.5 ~2.5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有恒定浸濕長度的圓舭快艇艇型，其特征在于，所述艉底斜升角P1是艉橫剖面線(21)在點(diǎn)Kl處的切線與水平面的夾角，其取值范圍:0° ≤β !≤ 12°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有恒定浸濕長度的圓舭快艇艇型，其特征在于，所述舯底斜升角β2是舯橫剖面線(22)在點(diǎn)Κ2處的切線與水平面的夾角，其取值范圍:β !≤ β2 ≤50°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有恒定浸濕長度的圓舭快艇艇型，其特征在于，所述艉底斜升角P1,舯底斜升角β2應(yīng)滿足:(^+^)/2=9°~25°。
【文檔編號】B63B1/00GK103612704SQ201310590017
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】周玉龍, 張新生, 王志東, 馬越 申請人:江蘇科技大學(xué)