适合火车滚装船的线型结构的制作方法

1.本发明涉及船舶技术领域，特别涉及一种适合火车滚装船的线型结构。


背景技术：

2.火车滚装船的布置是一个很关键的设计要素，但是火车滚装船的布置与线型，尤其是与主尺度的选取以及首部线型设计息息相关，其中又尤以布置和船体快速性能为一对矛盾。
3.对于火车滚装船这类中速(傅汝德数fn为0.2左右)的船型，兴波阻力所占比重还是相当可观的，长宽比l/b和设计吃水的水线长l
wl
如果设计的合理，对降低兴波阻力有比较大的帮助，因此在船长固定的情况下，船宽收窄会有好处。但是火车滚装船对火车的宽度和长度及火车的数量都是存在硬性限制的，必须满足航向上的运营需求，这就限制的船宽不能小于一定数值。另外现有的首部线型通常是将设计水线的前部做得比较瘦，再配合一定长度的球首设计，使得船体首部的兴波做到最优化。但是这样的设计对于首部火车在舱内的布置并不十分有利。
4.因此，如果能增加船宽，对于改善舱内火车的布置，进而提高装载火车的数量有着巨大的帮助。然而增加船宽并保证原有的甚至更优的快速性能是一个需要攻克的难点。另外如果能增加设计水线附近前部的半宽，对于改善布置，进而扩大车辆舱有着巨大的帮助。然而对于首部线型设计来说，增加设计吃水水线前部的半宽并保证原有的甚至更优的快速性能是另一个需要攻克的难点。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种适合火车滚装船的线型结构。
6.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
7.一种适合火车滚装船的线型结构，主甲板以上的船宽大于主甲板位置的船宽；船舶首部为直首结构；球首位于首垂线之后，球首位于设计水线以下。
8.主甲板以下的船宽小于主甲板上方的船宽。
9.首垂线位于船首的最前端。
10.船舶的傅汝德数不大于0.2。
11.球首的长度向船后延伸到19站。
12.球首不采用折角线结构。
13.球首不影响设计水线以上的布置。
14.位于主甲板上方的两舷侧的船体外板均具有斜向上延伸段。
15.两舷侧的船体外板的斜向上延伸段以船中线为对称中心。
16.球首以船中线为对称中心线。
17.本发明的有益效果在于：本发明采用变船宽的线型设计，既满足了火车车辆舱的
布置需求，又把对快速性的负面影响降到最低；改变了传统的球首结构，取而代之以直首结构，既减小了首部的兴波阻力，又为首部的车辆舱布置创造了条件；直首配合上隐藏式球首，在拉长水线的同时，配合优化球首的宽度和高度，与船体主体部分形成有利干扰，极大地降低了兴波阻力。本发明在保证比原有更优的快速性能的前提下，尽可能地增加船宽，从而使得火车车辆舱前端壁能尽可能地往前布置，并增大横截面积，提高对首部线型空间的利用率，优化车辆舱的布置，从而使得车辆舱宽度得到较大的增加。
附图说明
18.图1为本发明较佳实施例的横剖面示意图。
19.图2为本发明较佳实施例的球首的横剖线图。
20.图3为本发明较佳实施例的球首的纵剖线图。
21.图4为本发明较佳实施例的球首的半宽水线图。
具体实施方式
22.下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。
23.在船舶技术领域，垂线间长l
pp
：首垂线是通过设计水线与首柱前缘的交点所作的垂线(垂直于设计水线面)；尾垂线一般在舵柱的后缘，如无舵柱，则取在舵杆的中心线上。习惯上所说的船长常指垂线间长。
24.设计水线长l
wl
是指设计水线在首柱前缘和尾柱后缘之间的水平距离。
25.如图1、图2、图3和图4所示，一种适合火车滚装船的线型结构，主甲板10以上的船宽大于主甲板10的船宽；从主甲板以下的船宽小于主甲板上方的船宽。
26.位于主甲板10上方的两舷侧的船体外板均具有斜向上延伸段11。两舷侧的船体外板的斜向上延伸段以船中线为对称中心。
27.主甲板下方的船宽主甲板上方的船宽小，使得长宽比l/b增加，有利于减小兴波阻力；主甲板以上增加了船宽，以便进行火车车辆的布置。
28.船舶首部为直首结构；首垂线位于船首的最前端。
29.直首结构的首部，在不增加船长的前提下，使得水线前端往前移，增加水线长度，使得水线从最前端过渡到半宽非常大的火车车辆舱前端壁位置更加光顺。船舶的傅汝德数不大于0.2。水线长度的增加使得傅汝德数fn降低，对于快速性能来说更为有利。
30.球首以船中线为对称中心线。采用隐藏式球首结构，球首位于设计水线以下，球首位于首垂线之后，使球首以上水线的前端点尽量做瘦，增加了水线长度。
31.隐藏式球首结构，球首的长度向船后延伸到19站；球首不采用折角线结构，只是线型自然过渡。高度上，球首位于设计水线以下，球首不影响设计水线以上的布置。宽度上，通过计算流体动力学(cfd)优化使其和船体的兴波产生有利干扰。
32.在船舶技术领域，横剖线图是指：沿船长方向平行于中站面，取21个等间距的横剖面，把船长等分为20个间距(称为站距)。将各横剖面所截得的船体型表面曲线(称为横剖线)均投影到中站面上，即得横剖线图。各横剖线从船尾至船首依次编号(称为站号)，0～10站为尾半段，10～20站为首半段。由于船体左右对称，每一横剖线只需画出半边即可。通常，将尾半段的左半边横剖线画在左边，首半段的右半边横剖线画在右边。
33.图2为球首的横剖线图，图2中，横坐标为船的宽度，纵坐标为吃水。吃水是指基线至设计水线的垂直距离。标注#19.5的球首横剖线51表示19.5站的球首的横剖线。其他的以此类推。
34.在船舶技术领域，纵剖线图是指：沿船宽方向平行于中线面，取若干个纵剖面，将各剖面所截得的船体型表面曲线(称为纵剖线)均投影到中线面上，即得纵剖线图。
35.图3为球首的纵剖线图。图3中，横坐标为站线，图3中依次示出18.5站、19站、19.5站、19.75站和20站。图3中，纵坐标为吃水。标注1的球首纵剖线52表示船宽1米处的球首的纵剖线。其他的以此类推。
36.在船舶技术领域，半宽水线图是指：沿吃水方向平行于基平面，取若干个等间距的水平剖面，将各水平剖面所截得的船体型表面曲线(称为水线)均投影到同一水平面上，即得半宽水线图。各水线自龙骨基线向上依次编号。由于船体左右对称，每一水线只需画出半边即可，故称为半宽水线图。
37.图4为球首的半宽水线图。图4中，横坐标为站线，图4中依次示出18.5站、19站、19.5站、19.75站和20站。图4中，纵坐标为吃水。标注8的球首半宽水线53表示8米水线，其他的以此类推。
38.本发明具有以下优点：
39.1、采用变船宽的线型设计，既满足了火车车辆舱的布置需求，又把对快速性的负面影响降到最低。
40.2、改变了传统的球首结构，取而代之以直首结构，既减小了首部的兴波阻力，又为首部的车辆舱布置创造了条件。
41.3、直首配合上隐藏式球首，在拉长水线的同时，配合优化球首的宽度和高度，与船体主体部分形成有利干扰，极大地降低了兴波阻力。
42.本发明的适合火车滚装船的线型结构，在保证比原有更优的快速性能的前提下，尽可能地增加船宽，从而使得火车车辆舱前端壁能尽可能地往前布置，并增大横截面积，提高对首部线型空间的利用率，优化车辆舱的布置，从而使得车辆舱宽度得到较大的增加。
43.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种适合火车滚装船的线型结构，其特征在于，主甲板以上的船宽大于主甲板位置的船宽；船舶首部为直首结构；球首位于首垂线之后，球首位于设计水线以下。2.如权利要求1所述的适合火车滚装船的线型结构，其特征在于，主甲板以下的船宽小于主甲板上方的船宽。3.如权利要求1所述的适合火车滚装船的线型结构，其特征在于，首垂线位于船首的最前端。4.如权利要求1所述的适合火车滚装船的线型结构，其特征在于，船舶的傅汝德数不大于0.2。5.如权利要求1所述的适合火车滚装船的线型结构，其特征在于，球首的长度向船后延伸到19站。6.如权利要求1所述的适合火车滚装船的线型结构，其特征在于，球首不采用折角线结构。7.如权利要求1所述的适合火车滚装船的线型结构，其特征在于，球首不影响设计水线以上的布置。8.如权利要求1所述的适合火车滚装船的线型结构，其特征在于，位于主甲板上方的两舷侧的船体外板均具有斜向上延伸段。9.如权利要求1所述的适合火车滚装船的线型结构，其特征在于，两舷侧的船体外板的斜向上延伸段以船中线为对称中心。10.如权利要求1所述的适合火车滚装船的线型结构，其特征在于，球首以船中线为对称中心线。

技术总结
本发明公开了一种适合火车滚装船的线型结构，主甲板以上的船宽大于主甲板位置的船宽；船舶首部为直首结构；球首位于首垂线之后，球首位于设计水线以下。本发明在保证比原有更优的快速性能的前提下，尽可能地增加船宽，提高对首部线型空间的利用率，优化车辆舱的布置，从而使得车辆舱宽度得到较大的增加。从而使得车辆舱宽度得到较大的增加。从而使得车辆舱宽度得到较大的增加。


技术研发人员：魏菲菲 孙海素 程宣恺 陆琛亮 李勇跃
受保护的技术使用者：上海船舶研究设计院
技术研发日：2022.11.28
技术公布日：2023/3/21