一种冰区调查船全下沉式龙骨的制作方法

1.本发明涉及船舶设计制造的技术领域，具体是涉及一种防碎冰与防气泡、提高航向稳定性与改善船舶横摇性能的冰区调查船全下沉式龙骨。


背景技术：

2.冰区调查船声学设备安装需要考虑碎冰与气泡下泻的影响，下沉式龙骨是解决这一问题的有效措施。专利“zl201810726672.9一种下沉式箱型龙骨”在船首部设置下沉式箱型龙骨，艏部箱型龙骨长度不超过总长的1/3，俯视成流线型梭状，箱体具有600mm～1000mm的高度，前端为小型止冰前趾设计,前趾沿着船体首部线型上翘,高度控制在吃水的1/4左右。该专利成功应用于极地科考船“雪龙2”号，起到了防冰与防气泡效果，同时起到了冲撞破冰时止冰前趾的作用。
3.对于破冰能力不强且相当长的时间在开敞水域作业的冰区调查船，不需要冲撞破冰，但需要考虑敞水域的性能。冰区调查船的长宽比较小，同时部分冰区调查船为提高了冰中航行性能安装了全回转推进器，导致了冰区调查船在开敞水域航行稳定性较差的问题。冰区调查船由于需在冰区中航行，碎冰导致舭龙骨损坏的概率大大提高，故一般冰区调查船不设置舭龙骨，这导致船舶的横摇阻尼减小，耐波性能降低。专利“一种下沉式箱型龙骨”的设计的范围仅为不超过总长的1/3，无法起到稳定鳍和舭龙骨作用，并不能很好的解决全回转推进器引起的航向稳性差和开敞水域耐波性能不好的问题，并且相对较大的止冰前趾设计会带来较大的敞水域航行阻力。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题：首部下沉龙骨设计无法解决开敞水域航向稳定性差和耐波性能差的问题以及止冰前趾带来的阻力增加问题，导致其不适用于破冰能力不强且相当长时间在开敞水域作业的冰区调查船。
5.本技术设计整个船长范围内的全下沉龙骨，且不再考虑冲撞破冰使用的止冰前趾设计，具备兼顾防碎冰与防气泡、提高航向稳定性与改善船舶横摇性能的功能。
6.相对于用于极地科考船的仅在艏部布置的箱型龙骨，本技术将下沉龙骨布置在全船范围内，下沉龙骨低于基线一定的距离，在舯艉部控制箱型龙骨的宽度，使得箱型龙骨具有了舭龙骨和航行稳性鳍的作用，同时，不考虑止冰作用，将前趾尽量做小，依旧采用流线型梭状艏部，在满足防碎冰与防气泡的前提下尽量减小船舶的阻力。
7.为了达到上述目的，本发明的技术方案提供了一种冰区调查船全下沉式龙骨，全下沉式龙骨设于船体的艏部和艉部之间，并与船体的艏部、舯部和艉部连接；
8.全下沉式龙骨艏部水平面投影呈流线型梭状，且至舯部的投影宽度设为逐渐减小，舯部为固定宽度；
9.全下沉式龙骨艏部设有前趾，艉部设有用于稳定航向的尾鳍。
10.优选的，所述全下沉式龙骨外形呈箱式，总长度大于或等于船体总长度的2/3。
11.优选的，所述全下沉式龙骨底部设有平面，全下沉式龙骨在水平基线以下的高度范围为400mm至1000mm。
12.优选的，所述全下沉式龙骨艏端为钝头，钝头水平面投影宽度设为朝舯部方向先增大再减小。
13.优选的，所述全下沉式龙骨艏部底部设有声学设备。
14.优选的，所述声学设备包括换能器多波束接收阵，换能器多波束接收阵设于钝头水平面投影最大宽度处。
15.优选的，所述前趾朝船头前倾，前趾与水平面之间的前倾角度小于30
°
，前趾的高度小于或等于船体吃水的1/5。
16.优选的，所述全下沉式龙骨舯部设有纵骨，舯部水平面投影宽度范围设为舯部纵骨间距的4至6倍。
17.优选的，所述全下沉式龙骨自舯部至艉部的水平面投影宽度设为逐渐减小。
18.优选的，所述尾鳍朝船尾倾斜，尾鳍与水平面之间的倾斜角度范围设为0
°
至45
°
，尾鳍高度大于或等于船体吃水的1/2。
19.综上所述，本发明包括以下有益技术效果：
20.1、设置与冰区调查船船体底部相贯连接的全下沉箱型龙骨，艏部成流线型梭状，可以有效地将首部产生的气泡以及冰区航行时的碎冰引导至两侧；
21.2、全下沉箱型龙骨下沉的全船范围下沉箱体的设置，在船舶的横摇中可以起到舭龙骨的作用，提高冰区调查船的耐波性；
22.3、全下沉式箱型龙骨的下沉箱体和鳍板尾端，可以有效的保障全回转推进的冰区调查船的航向稳定性。
附图说明
23.附图1为本发明的一种防碎冰与防气泡、提高航向稳定性与改善船舶横摇性能的冰区调查船全下沉式龙骨的实施例的结构图；
24.附图2为本发明一较佳实施例的全下沉式箱型龙骨的俯视结构图；
25.附图3为本发明一较佳实施例的全下沉式箱型龙骨的一视角的结构图。
26.附图标记：1、全下沉式箱型龙骨；2、船体；3、相贯线；4、流线型梭状艏部；5、前趾；6、尾鳍；7、水平基线；8、声学设备。
具体实施方式
27.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图1至附图3对本发明提供的技术方案作具体阐述，但以下内容不作为本发明的限定。
28.针对冰区调查船面临的上述问题，现旨在提供一种防碎冰与防气泡、提高航向稳定性与改善船舶横摇性能的冰区调查船全下沉式龙骨，中间龙骨下沉到船底基线以下一定距离，以全下沉式箱型的形式与冰区调查船船底部自船首到船尾相贯连接。
29.如附图1、附图2以及附图3所示，本实施例提供的防碎冰与防气泡、提高航向稳定性与改善船舶横摇性能的冰区调查船包括：全下沉式箱型龙骨1、船体2、相贯线3、流线型梭
状艏部4、前趾5、尾鳍6、水平基线7、以及声学设备8。
30.冰区调查船的船体2在全船范围内设置有全下沉式箱型龙骨1，全下沉式箱型龙骨1整体呈箱型；全下沉式箱型龙骨1与船体2底部相贯连接设置，形成相贯线3；全下沉式箱型龙骨1总长度超过船长的2/3，全下沉式箱型龙骨1的总长度优选为船体2总长度的70％。
31.全下沉式箱型龙骨1在艏部区域设为流线型梭状艏部4，前端为尖头或微型钝头,向后逐渐变宽,多波束接收阵安装位置宽度最大,到最大宽度后逐渐变窄至中间龙骨宽度。
32.艏端为前趾5形式与船体2相接，前趾5为垂直或前倾设计；前趾5向前倾斜的角度控制在30
°
以内，前趾5前倾角度优选为14
°
；前趾5高度控制在吃水的1/5以下，前趾5高度优选为船体2吃水的1/6，在起到分开气泡和碎冰作用的同时，尽量降低阻力的增加。
33.艏部区域可以引导航行时艏部产生的气泡和冰区航行时的碎冰流向船体2两侧，在降低布置全下沉式箱型龙骨1增加的阻力的同时，保证两侧的冰不会出现在船体2中心。
34.全下沉式箱型龙骨1的中间龙骨宽度控制在4～6倍的纵骨间距，中间龙骨宽度优选为2400mm；全下沉式箱型龙骨1舯部保持中间龙骨宽度2400mm不变，艉部逐渐变窄至方便施工的宽度200mm。艉端为尾鳍6形式与船壳相接，尾鳍6向艉倾斜设计；尾鳍6倾斜角度控制在0～45
°
，尾鳍6倾斜角度优选为22
°
；尾鳍6高度控制在吃水的1/2以上，尾鳍6高度优选为吃水的3/5；尾鳍6足够大的面积保证了冰区调查船的航向稳定性。
35.全下沉式箱型龙骨1的底部为水平平面，全下沉式箱型龙骨1在水平基线7下具有400mm～1000mm的高度，在水平基线7下的高度优选为520mm，可保证全下沉龙骨起到舭龙骨和稳性鳍的作用。
36.冰区调查船全下沉式龙骨的设计有效地将首部产生的气泡以及冰区航行时的碎冰引导至两侧，自艏至艉的下沉龙骨起到了稳定鳍板的作用，保障了船舶的航向稳性性，下沉龙骨在全船区域内下沉一定的深度，在船舶横摇时起到了横摇阻尼的作用，一定程度上提高了冰区调查船的耐波性。
37.声学设备8以嵌入形式布置在艏部区域内，最大宽度根据多波束接收阵的宽度确定。冰区调查船的声学设备8的换能器安装在全下沉式箱型龙骨1的流线型梭状艏部4内。
38.以上均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。