本發(fā)明涉及一種船艏防飛濺圍裙，可以防止船艏附近水面上的浪花飛濺到甲板上。

背景技術(shù)：

船舶在航行時(shí)，主要有兩方面的因素造成船艏飛濺，一方面是船舶的艏柱劈水和球艏興波的破碎產(chǎn)生大量的浪花，另一方面是船舶航行時(shí)水流沿船艏舷側(cè)向上爬升，到一定高度后翻落形成浪花。這兩方面因素所產(chǎn)生浪花的較重部分重新落回水中，較輕的部分在氣流的帶動下沿著船艏舷側(cè)繼續(xù)向上飛升，落到甲板上或飛濺到駕駛臺玻璃上，容易造成甲板積水、甲板上設(shè)備腐蝕，而在冬天還常常引起甲板和駕駛臺玻璃結(jié)冰，給船舶乘員們帶來了相當(dāng)大的困擾。

傳統(tǒng)上一般使用防濺條來壓制浪花，然而在航速較大、船舷高度較低的船舶上，防濺條仍不能解決船艏飛濺問題。專利CN200910027944.7提出了在高速船水面上方的舷側(cè)上安裝艏鰭的方法來防飛濺，然而某實(shí)船試驗(yàn)結(jié)果表明，在高航速下，順著舷側(cè)往上爬升的水流動能很大，水流擊打到艏鰭等壓浪條上后，將破碎成變成更輕的碎波，還是很容易被氣流吹到甲板或駕駛臺玻璃上，達(dá)不到預(yù)期的使用效果；另一方面，在惡劣海況下，船艏運(yùn)動幅度較大，作用在艏鰭上的水動升力將伴隨著艏鰭的頻繁出入水而時(shí)斷時(shí)續(xù)，使船艏加速度變化劇烈、引起船艏振顫，給乘員舒適度和設(shè)備的安全運(yùn)行帶來挑戰(zhàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有的防飛濺裝置不能解決高速船船艏飛濺的缺點(diǎn)而提供一種船艏防飛濺圍裙。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：包括裙板，裙板的頂邊和底邊懸空、兩側(cè)邊與船艏舷側(cè)固定連接，且所述裙板的底邊位于船艏定常興波的波面上方、頂邊位于船艏甲板邊線下方，裙板與船艏舷側(cè)構(gòu)成一個(gè)底部開口大、頂部開口小的喇叭形半封閉圍裙空腔。本發(fā)明還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征：

1.所述裙板的外側(cè)面設(shè)置有副裙板，所述副裙板的頂邊和底邊懸空、兩側(cè)邊與裙板的外側(cè)面固定連接，副裙板與裙板之間形成一個(gè)底部開口大、頂部開口小的喇叭形半封閉圍裙空腔。

2.裙板與船艏舷側(cè)之間、裙板與副裙板之間分別均勻設(shè)置有起固定支撐作用的肋條。

3.副裙板的橫向和豎向尺寸均小于裙板；副裙板與裙板之間的空腔尺寸小于裙板與舷側(cè)之間的空腔的尺寸。

4.所述裙板沿船長方向的長度w與船長L滿足：5％L≤w≤20％L；所述裙板的頂邊與船艏舷側(cè)之間空隙的最大寬度b1滿足：b1≤5cm；裙板的底邊與船艏舷側(cè)之間空隙的最大寬度b2與船體的最大寬度B滿足：b2≤0.2B。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：1)本發(fā)明通過在船舶舷側(cè)設(shè)置防飛濺圍裙，使爬升或飛濺到圍裙空腔內(nèi)的水流、浪花或水霧在圍裙空腔內(nèi)消耗掉動能后重新匯聚成水流流回海中，避免了水流、浪花的擴(kuò)散、進(jìn)一步破碎而被氣流帶到甲板上，達(dá)到全航速段防濺的目的。2)在惡劣海況下，船艏大幅上下運(yùn)動，本發(fā)明的半封閉圍裙空腔允許波浪從圍裙底部開口進(jìn)入空腔內(nèi)，空腔內(nèi)的空氣可以充當(dāng)氣墊，緩沖船艏相對波浪的運(yùn)動，但不會造成船艏加速度的急劇變化或造成船艏振顫；而圍裙頂部的窄縫又允許受波浪擠壓的空氣從空腔內(nèi)噴射出來，增加了船艏的運(yùn)動阻尼；此外，從圍裙頂部窄縫噴射出來的氣流可以形成氣幕，攔截飛向甲板的浪花。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的斜二測示意圖；

圖2是本發(fā)明的橫剖面示意圖；

圖3是本發(fā)明的水平剖面示意圖；

各圖中編號表示內(nèi)容如下：1.甲板；2.舷側(cè)；3.裙板；4.副裙板；5.裙板側(cè)邊；6.肋條；7.圍裙空腔；8.副圍裙空腔；9.圍裙底部入口；10.圍裙頂部出口；11.船艏；12.甲板邊線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

如圖1至圖3所示：一種船艏防飛濺圍裙，由具有三維的光滑曲面形狀的裙板3和副裙板4組成，裙板3的頂邊和底邊懸空、兩側(cè)邊5與船艏11的舷側(cè)2平滑固定連接，裙板3與舷側(cè)2圍成一個(gè)底部開口大、頂部開口小的喇叭形半封閉圍裙空腔7；副裙板4的頂邊和底邊懸空、兩側(cè)邊5與裙板3的外側(cè)面平滑固定連接，副裙板4與裙板3圍成一個(gè)底部開口大、頂部開口小的喇叭形半封閉副圍裙空腔8，副圍裙空腔8是對圍裙空腔7的補(bǔ)充。裙板3與副裙板4、裙板3與舷側(cè)2之間的空腔結(jié)構(gòu)還分別通過兩根豎向分布的肋條6固定支撐，以提高圍裙的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。裙板3的底邊位于船艏定常興波的波面上方，避免被船體興波沖刷、增加船舶的航行阻力。裙板3和副裙板4的頂邊位于甲板邊線12的下方，這樣從圍裙空腔內(nèi)噴出的少量水氣將順著舷側(cè)2的外飄角向遠(yuǎn)離甲板的方向運(yùn)動。副裙板4與裙板3、裙板3與舷側(cè)2之間在側(cè)邊連接處平滑過渡，可以保證在波浪較大、浸濕裙板時(shí)，流線型的裙板、副裙板側(cè)邊5也不會在波浪中產(chǎn)生較大的形狀阻力。副裙板4的橫向和豎向尺寸均小于裙板3；副裙板4與裙板3之間的空腔8尺寸小于裙板3與舷側(cè)2之間的空腔7的尺寸。

本發(fā)明的較優(yōu)的設(shè)計(jì)參數(shù)是：肋條6分布在副圍裙空腔8的沿船長方向的1/3和2/3空腔長度處；裙板3沿船長方向的長度w與船長L滿足：w＝20％L；裙板3的頂邊與舷側(cè)2之間空隙的最大寬度b1滿足：b1＝1.5cm；裙板3的底邊與舷側(cè)2之間空隙的最大寬度b2與船體的最大寬度B滿足：b2＝0.1B。副裙板4沿船長方向的長度為裙板3的77％，高度為裙板3的72％，副裙板4底邊與裙板3之間的最大縫隙寬度為最大船寬的5％，副裙板4頂邊與裙板3之間的最大縫隙寬度為1cm。

本發(fā)明的防飛濺圍裙的工作原理如下：

1)在靜水或較低海況下，一方面，船艏艏柱劈水和球艏興波的大部分位于防飛濺圍裙的下方，只有小部分破碎波在氣流的作用下順著舷側(cè)2往上飛進(jìn)圍裙空腔7或副圍裙空腔8內(nèi)，由于圍裙頂部的出口10極窄，吹入圍裙內(nèi)的氣流在沒有足夠大的速度支撐下很難從頂部出口10穿出，因而大部分飛入圍裙的碎波失去氣流的托舉后將附著到舷側(cè)2、裙板3或副裙板4內(nèi)側(cè)壁上再流淌下來；另一方面，從船艏艏柱劈開的水流有一部分將貼著舷側(cè)2往上爬升進(jìn)圍裙空腔7內(nèi)，在重力和摩擦力的共同作用下，這部分水流最終將失去爬升的動力而翻卷、破碎、滑落，由于圍裙的屏蔽作用，滑落的水花將順著舷側(cè)2或裙板3的內(nèi)側(cè)壁往下流淌回海里，從而使圍裙達(dá)到防飛濺的目的。

2)在惡劣海況下，浪高較大，船艏也大幅上下運(yùn)動，圍裙空腔7和副圍裙空腔8的底部入口9將周期性地沒入波浪中，此時(shí)由于圍裙頂部出口10較窄，圍裙空腔內(nèi)的空氣在波浪擠壓下緩緩從出口10噴射出去，從而增加了船艏運(yùn)動的阻尼，有利于減緩船艏的運(yùn)動加速度；同時(shí)由于空氣的可壓縮性及圍裙出口10的泄流作用，使得圍裙空腔內(nèi)的空氣與波面的作用相當(dāng)平緩，遠(yuǎn)沒有艏鰭上的水動升力變化劇烈，所以防飛濺圍裙在減緩船艏運(yùn)動的同時(shí)，不會造成船艏加速度的急劇變化或造成船艏振顫。此外，受波浪擠壓的空氣從圍裙頂部出口10噴射出來，形成氣幕，可以攔截朝甲板飛濺的浪花，這也是艏鰭無法實(shí)現(xiàn)的功能。

綜上，本發(fā)明公開了一種船艏防飛濺圍裙，由至少一塊具有三維形狀的裙板組成，所述裙板的頂邊和底邊懸空、兩側(cè)邊固定連接在船艏舷側(cè)，裙板的底邊位于船艏定常興波的波面上方，頂邊位于船艏甲板邊線下方，裙板與船艏舷側(cè)圍成一個(gè)底部開口大、頂部開口小的喇叭形半封閉圍裙空腔。本發(fā)明能夠有效遮蔽船艏飛濺，使爬升或飛濺到圍裙空腔內(nèi)的水流、浪花或水霧在圍裙空腔內(nèi)消耗掉動能后重新匯聚成水流流回海中；此外，在惡劣海況下，本發(fā)明的圍裙空腔還可以充當(dāng)空氣墊、緩沖船艏的運(yùn)動，且圍裙空腔內(nèi)的空氣受波浪擠壓、從圍裙上邊緣出口高速噴出時(shí)還可以形成氣幕，攔截飛向甲板的浪花。