一种破冰船艏部结构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105667703A(43)申请公布日2016.06.15(21)申请号201610012936.5(22)申请日2016.01.09(71)申请人中国船舶科学研究中心上海分部地址200011上海市黄浦区高雄路185(72)发明人刁峰周伟新陈京普苏甲王杉李小冬魏锦芳王艳霞赵强蒋武杰冯松波程红蓉赵璐(51)Int.Cl.B63B1/06(2006.01)B63B35/08(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图2页(54)发明名称一种破冰船艏部结构(57)摘要本发明公开了一种破冰船艏部结构，艏部线型前倾艏柱(4)横剖面呈“V”型，站线与中纵剖面线夹角(a)的范围为40°～70°，艏部底端设有楔形前踵(5)，高度(h)为75％～125％冰层厚度，楔形前踵前端轮廓(6)与竖直方向夹角(c)的范围为1°～8°，前踵船体光顺相连。本发明破冰船艏部结构通过改进极地破冰船艏部线型，艏柱前倾、横剖面呈“V”型、艏部底端通过一折角线设置有楔形前踵的新型艏部线型，使船舶具有破冰能力强、破冰阻力低、易于排冰、可降低冰块进入船后螺旋桨工作区域的风险和防止极地船舶发生搁浅事故的效果。CN105667703ACN105667703A权利要求书1/1页1.一种破冰船艏部结构，其特征在于，艏部线型前倾艏柱(4)横剖面呈“V”型，站线与中纵剖面线夹角(a)的范围为40°～70°，艏部底端设有楔形前踵(5)，高度(h)为75％～125％冰层厚度，楔形前踵前端轮廓(6)与竖直方向夹角(c)的范围为1°～8°，前踵船体光顺相连。2.根据权利要求1所述破冰船艏部结构，其特征在于站线与中纵剖面线夹角(a)优选的范围为55°～65°。3.根据权利要求1所述破冰船艏部结构，其特征在于楔形前踵高度(h)的优选范围为90％～110％冰层厚度。4.根据权利要求1所述破冰船艏部结构，其特征在于夹角(c)的优选角度为4°。2CN105667703A说明书1/2页一种破冰船艏部结构技术领域[0001]本发明涉及一种破冰船艏部结构，属于破冰船船体线型设计技术领域。背景技术[0002]船型设计是极地船舶总体设计的关键，自破冰型船型设计的目的主要有：选取合适的主尺度及船型参数，满足布置及性能等基本需求；优化首尾形状来减小正车/倒车冰阻力；确保优良的排冰性能，减小碎冰进入推进器流场的可能性等。所以，自破冰型极地船舶线型设计特征主要集中在首部和尾部，船中部分主要满足装载和布置的要求。自破冰型极地船舶首部线型与冰级要求的推进功率、无冰水域要求的推进功率等息息相关，首部线型的选择对极地船舶(特别是高等级冰况)的安全性、经济性至关重要。对于一般航行于极地的商船来说，为最大化敞水性能，有可能不采用破冰船首，而依然采用球鼻艏，这种首部结构不利于破冰和排冰；传统的破冰船静水阻力很大，并且不利于装载，也不能有效降低碎冰进入推进器流场的可能性。因此，在追求高效和经济造船的今天，如何实现船型效能的最大化，实现综合性能的平衡优化设计，是极地船舶发展面临的重要课题。[0003]传统的具有破冰任务的船舶通常采用冰刀型破冰艏，冰刀型艏具有尖锐的刀状船艏和一定的前倾艏柱，冰刀型艏对冲击冰脊很有效，但是这种艏部结构产生的静水阻力很大，并且不利于装载，也不能有效降低碎冰进入推进器流场的可能性。例如：CN104527919A一种新型破冰船船首及破冰方法，以及CN104890808A一种满足破冰船拖曳航行条件的球艏中高速船，就属于此类情况。而一般航行于极地的商船采用球鼻艏，其无法满足破冰和排冰的要求。[0004]随着北极地区极具战略价值的航道的开通，北极地区蕴藏的丰富资源的开发利用受到越来越国家的重视，大量的货物将会通过该航线运输，为改变现有船舶无法在低温多冰、气候恶劣的北极地区航行现状，极地航行船舶将在世界船舶订单中占据举足轻重的地位。发明内容[0005]针对上述现有船型不能满足极地破冰航行问题，本发明提出了一种破冰船艏部结构，能够实现在极地地区和无冰水域航行，[0006]本发明破冰船艏部结构的技术方案为，艏部线型前倾艏柱横剖面呈“V”型，站线与中纵剖面线夹角的范围为40°～70°，艏部底端设有楔形前踵，高度为75％～125％冰层厚度，楔形前踵前端轮廓与竖直方向夹角的范围为1°～8°，前踵船体光顺相连。[0007]所述站线与中纵剖面线夹角优选的范围为55°～65°。[0008]所述楔形前踵高度的优选范围为90％～110％冰层厚度。[0009]所述夹角的优选角度为4°。[0010]本发明破冰船艏部结构通过改进极地破冰船艏部线型，艏柱前倾、横剖面呈“V”型、艏部底端通过一折角线设置有楔形前踵的新型艏部线型，使船舶具有破冰能力强、破冰3CN105667