[发明专利]一种船艉结构及船舶

说明书

本发明属于船舶技术领域，具体公开了一种船艉结构及船舶。船艉结构包括船体艉部和螺旋桨，螺旋桨的直径为D，船体艉部整体呈方形艉部结构，底部具有内凹的穹窿部，穹窿部位于螺旋桨的上方；穹窿部的两个端点分别为a点和b点，螺旋桨的轮廓线与特征高度线的两个交点分别为e点和s点，a点、s点、e点和b点沿船艉至船艏依次设置，a点与s点的水平间距为La，b点和e点的水平间距为Lb，螺旋桨的最高点与穹窿部的最小距离为Lmin，La＝(0.12～0.35)D，Lb≥0.2D，Lmin＝(0.14～0.35)D，以0.3D为宜。船舶包括上述的船艉结构。本发明公开的船艉结构和船舶，能够更好地实现方形船艉与大直径螺旋桨的结合，降低阻力，提高推进效率。

技术领域

本发明涉及船舶技术领域，尤其涉及一种船艉结构及船舶。

背景技术

目前，在远洋船舶营运成本中，燃油费所占比重大约为30％～40％，如何降低能源消耗是船舶设计中一个重要的问题。

现有船舶设计中，通常采用两种方式以实现能耗的降低：第一种方式为开发节能型船舶型线，通过船舶型线设置，降低船舶航行时的阻力，从而节省船舶航行的动力；第二种方式为研制长冲程、低转速的主机，该种方式对船舶型线要求相对较小，但配合直径较大的螺旋桨使用。

现有的船舶主要采用方形艉部，其艉部纵剖线坡度缓和接近于直线，可使水流大致沿纵剖线方向流动，减少高速水流的扭转和弯曲程度，从而可减少能量损失，改善阻力性能。但是，该种方形艉部的船舶，在螺旋桨直径较大时，容易造成螺旋桨的叶梢顶端与船体外壁之间的距离较小，造成螺旋桨运行过程中空泡增多及激振增强的问题，从而影响螺旋桨的推进性能，难以发挥大直径螺旋桨的节能优势。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种船艉结构，以提高大直径螺旋桨在方形船艉上的适用性，降低阻力，节省能耗。

本发明的另一个目的在于提供一种船舶，以提高船舶的推进效率，减低船舶航行的阻力，节省船舶航行所需能耗。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种船艉结构，包括船体艉部和安装在所述船体艉部的螺旋桨，所述螺旋桨的直径为D，所述船体艉部整体呈方形艉部结构，且所述船体艉部的底部具有内凹的穹窿部，所述穹窿部位于所述螺旋桨的上方；

在船舶中纵面上，所述穹窿部的两个端点分别为a点和b点，所述螺旋桨的轮廓线与特征高度线的两个交点分别为e点和s点，所述a点、所述s点、所述e点和所述b点沿船艉至船艏依次设置，所述a点与所述s点的水平间距为La，所述b点和所述e点的水平间距为Lb，所述螺旋桨的最高点与所述穹窿部的最小距离为Lmin，所述La＝(0.12～0.35)D，所述Lb≥0.2D，所述Lmin＝(0.14～0.35)D，所述特征高度线距离所述螺旋桨安装中心的高度为0.35D。

作为一种船艉结构的可选技术方案，所述Lb≤0.4D。

作为一种船艉结构的可选技术方案，在经过所述a点的船舶横剖面上，所述穹窿部的横向端点与所述船舶中纵面的间距为CLa，所述CLa＝(0.12～0.20)D；

和/或，在经过所述b点的船舶横剖面上，所述穹窿部的横向端点与所述船舶中纵面的间距为CLb，所述CLb＝(0.30～0.40)D。

作为一种船艉结构的可选技术方案，在所述船舶中纵面上，所述穹窿部具有c点，所述c点位于所述a点和所述b点之间，且所述螺旋桨的最高点与所述c点之间的间距为所述Lmin；

在经过所述c点的船舶横剖面上，所述穹窿部的横向端点与所述船舶中纵面的间距为CLc，所述CLc＝(0.20～0.30)D。

作为一种船艉结构的可选技术方案，所述穹窿部在所述船舶中纵面上形成的穹窿纵剖线为光顺的曲线，且所述穹窿纵剖线的斜率沿所述a点至所述b点逐渐减小。