1.本实用新型涉及船舶技术领域，尤其涉及一种虎牙型球鼻艏及船体。


背景技术：

2.船舶在航行时会在水面产生波浪，在船首和船尾附近各发生一组波系。每组波系包括横波和散波。横波大致垂直于船舶的航向，散波同船舶的航向成一定的夹角，无论是横波还是散波，水波起伏的能量均由船体供给，这就会消耗了一部分推进船舶的功率。对船来说相当于克服一定的阻力，这种阻力被称为兴波阻力。为了降低兴波阻力，船体上一般设有球鼻艏，球鼻艏的作用主要是降低船首波。但是，现有的球鼻艏对船首波的降低能力有限，从而使得船舶的总功率较大。


技术实现要素：

3.本实用新型的第一个目的在于提出一种虎牙型球鼻艏，该虎牙型球鼻艏能够降低船首波的强度，降低船体受到的兴波阻力，从而提升船体的能源利用效率。
4.本实用新型的第二个目的在于提出一种船体，该船体的受到的兴波阻力较小，使得船体的能源利用效率较高。
5.为实现上述技术效果，本实用新型的技术方案如下：
6.本实用新型公开了一种虎牙型球鼻艏，所述虎牙型球鼻艏与船体的首垂线的最大距离为l，l满足关系式：0.005≤l/lpp＜0.05，lpp为所述船体的垂间线长；其中：所述虎牙型球鼻艏在过所述首垂线的竖直平面的剖面为设计参考剖面，所述设计参考剖面最大宽度处位于所述设计参考剖面的中线上方。
7.在一些实施例中，所述设计参考剖面的最大宽度为b，对所述设计参考剖面进行五等分，所述设计参考剖面在等分线处的宽度由上至下依次为b1、b2、b3及b4，其中b1、b2、b3及b4满足关系式：max[b1、b2、b3、b4]≤b；mi[b1、b2、b3、b4]≥0.1b。
[0008]
在一些可选的实施例中，0.9b≤b1≤b；0.9b≤b2≤b；0.7b≤b3≤0.9b；0.4b≤b4≤0.6b。
[0009]
在一些可选的实施例中，b1、b2、b3及b4满足关系式：b1＝b2＞b3＞b4。
[0010]
在一些实施例中，所述设计参考剖面的最大宽度处为最大宽度线，所述设计参考剖面的位于所述最大宽度线上方的边缘线为上边沿，所述设计参考剖面的位于所述最大宽度线下方的边缘线为下边沿，所述最大宽度线与所述上边沿的最大距离为h1，所述最大宽度线与所述下边沿的最大距离为h2，h1/h2＜0.5。
[0011]
在一些可选的实施例中，0.2＜h1/h2＜0.4。
[0012]
在一些实施例中，所述设计参考剖面的轮廓线包括第一轮廓和第二轮廓，所述第一轮廓为直线，所述第二轮廓为v型线，所述v型线的两端分别与所述直线的两端相连。
[0013]
在一些实施例中，所述设计参考剖面的最大宽度为b，b满足关系式：0.3≤b/b
船
≤0.4，b
船
为船体的宽度。
[0014]
本实用新型公开了一种船体，包括前文所述的虎牙型球鼻艏。
[0015]
在一些实施例中，所述船体的傅式数为0.18-0.2，所述船体的方形系数为0.75-0.78。
[0016]
本实用新型的虎牙型球鼻艏的有益效果：由于该虎牙型球鼻艏呈现为上部圆钝下部锋利的形状，能够使得船体的水线更加平滑，水线的内凹段得到了较为明显的弱化，且球鼻艏在压载吃水高度存在明显下降，能够较好地降低船首波的强度，从而降低船体受到的兴波阻力，提升船体的能源利用效率。
[0017]
本实用新型的船体的有益效果：由于具有前文所述的虎牙型球鼻艏，使得船体的受到的兴波阻力较小，使得船体的能源利用效率较高。
[0018]
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
[0019]
图1是本实用新型实施例的虎牙型球鼻艏的侧视轮廓示意图。
[0020]
图2是本实用新型实施例的虎牙型球鼻艏的前视结构示意图；
[0021]
图3是本实用新型实施例的虎牙型球鼻艏的设计参考剖面的尺寸示意图
[0022]
图4是现有技术的船体和采用本使用新型的虎牙型球鼻艏的船体的水线示意图。
[0023]
附图标记：
[0024]
1、首垂线；2、设计参考剖面。
具体实施方式
[0025]
为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
[0026]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0027]
此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0028]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0029]
下面参考图1-图4描述本实用新型实施例的虎牙型球鼻艏。
[0030]
本实用新型公开了一种虎牙型球鼻艏，虎牙型球鼻艏与船体的首垂线1的最大距
离为l，l满足关系式：0.005≤l/lpp＜0.05，lpp为船体的垂间线长；其中：虎牙型球鼻艏在过首垂线1的竖直平面的剖面为设计参考剖面2，设计参考剖面2最大宽度处位于设计参考剖面2的中线上方。
[0031]
可以理解的是，由于设计参考剖面2的最大宽度处位于设计参考剖面2的中线上方，也就是说，本实施例的设计参考剖面2的形状可以有两种，第一种是宽度逐渐减小的封闭图形，另外一种是宽度由小变大，再由大变小。上述两种情况基本都是上部圆钝下部锋利。如图4所示，采用本技术的虎牙型球鼻艏后，船体的水线更加平滑，水线的内凹段得到了较为明显的弱化，且球鼻艏在压载吃水高度存在明显下降，而球鼻艏的压载吃水高度降低能够较好地降低船首波的强度，也就是说本实施例的虎牙型球鼻艏能够较好地降低船首波的强度，从而降低船体受到的兴波阻力，提升船体的能源利用效率。
[0032]
在一些实施例中，设计参考剖面2的最大宽度为b，对设计参考剖面2进行五等分，设计参考剖面2在等分线处的宽度由上至下依次为b1、b2、b3及b4，其中b1、b2、b3及b4满足关系式：max[b1、b2、b3、b4]≤b；min[b1、b2、b3、b4]≥0.1b。
[0033]
可以理解的是，在实际设计中发现，b1、b2、b3、b4中最大的一个小于等于最大宽度，b1、b2、b3、b4中最小的一个大于0.1倍的最大宽度，在这个尺寸范围内的船体的压载工况下波形有了极大的改善，根据船模实验压载工况下阻力能够减少10％-15％，船体的功率能够降低14％-16％。在一些可选的实施例中，0.9b≤b1≤b；0.9b≤b2≤b；0.7b≤b3≤0.9b；0.4b≤b4≤0.6b。且b1、b2、b3及b4满足关系式：b1＝b2＞b3＞b4。由此，整个设计参考平面形成为上肥下瘦的图形，使得整个虎牙型球鼻艏形成为上肥下瘦的结构，下部的宽度较小能够使球鼻艏与设计水线形成最佳匹配，获得比较弱的波形，上部的宽度较大能够进一步提升虎牙型球鼻艏的降阻效果。也就是说，整个虎牙型球鼻艏形成为上肥下瘦的结构能够较好地与船体的设计水线匹配，从而降低兴波阻力，提升船体的能源利用率。
[0034]
这里需要额外说明的是，b1、b2、b3、b4的关系可以根据实际需要调整，并不限于上述限定。此外，在本实用新型的其他实施例中，设计参考剖面2的边缘是圆滑的曲线，在实际设计形状是可以不是五等分，也可以是其他数量的等分，具体可以根据设计需求选定。
[0035]
在一些实施例中，设计参考剖面2的最大宽度处为最大宽度线，设计参考剖面2的位于最大宽度线上方的边缘线为上边沿，设计参考剖面2的位于最大宽度线下方的边缘线为下边沿，最大宽度线与上边沿的最大距离为h1，最大宽度线与下边沿的最大距离为h2，h1/h2＜0.5。
[0036]
可以理解的是，根据前文所述，整个虎牙型球鼻艏形成为上肥下瘦的结构能够较好地与船体的设计水线匹配，在本实施例中，h1/h2＜0.5说明最大宽度线位于设计参考剖面2的三等分线(位于最上方的三等分线)的上方，这样使得整个虎牙型球鼻上的上部平均宽度更大，下部平均宽度更小，使得整个虎牙型球鼻艏形成为更加狭长的结构，更有利于降低兴波阻力。优选的，0.2＜h1/h2＜0.4。
[0037]
当然，这里需要额外说明的是，在本实用新型的其他实施例中，h1和h2的大小关系可以根据实际需要选择，并不限于本实施例的限定范围。
[0038]
在一些实施例中，设计参考剖面2的轮廓线包括第一轮廓和第二轮廓，第一轮廓为直线，第二轮廓为v型线，v型线的两端分别与直线的两端相连。可以理解的是，在某些特定的船体型号时，设计参考剖面2的最大宽度可以边缘顶部，从而满足特殊船体型号的需求。
[0039]
在一些实施例中，设计参考剖面2的最大宽度为b，b满足关系式：0.3≤b/b
船
≤0.4，b
船
为船体的宽度。由此，可以根据不同的船体宽度选择设计参考剖面2的最大宽度，从而确定虎牙型球鼻艏的结构，使得本实施例的虎牙型球鼻艏能够适用于更多型号的船体。
[0040]
实施例：
[0041]
下面描述一个具体实施例的虎牙型球鼻艏的结构。
[0042]
本实施例的虎牙型球鼻艏与船体的首垂线1的最大距离为l，l满足关系式：l/lpp＝0.0165，lpp为船体的垂间线长。虎牙型球鼻艏在过首垂线1的竖直平面的剖面为设计参考剖面2。设计参考剖面2的最大宽度为b，对设计参考剖面2进行五等分，设计参考剖面2在等分线处的宽度由上至下依次为b1、b2、b3及b4，其中b1、b2、b3及b4满足关系式：b1＝0.975b、b2＝0.975b、b3＝0.78b、b4＝0.49b。
[0043]
采用本实施例的虎牙型球鼻艏后，船体的压载工况下阻力减少11.4％，船体的功率降低14％。
[0044]
本实用新型公开了一种船体，包括前文的虎牙型球鼻艏。
[0045]
该船体由于具有前文所述的虎牙型球鼻艏，使得船体的受到的兴波阻力较小，使得船体的能源利用效率较高。
[0046]
有利地，船体的傅式数为0.18-0.2，船体的方形系数为0.75-0.78。当然，在本实用新型的其他实施例中，船体的傅式数和方形系数可以根据实际需要选择。
[0047]
在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0048]
以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。