一种下沉式箱型龙骨的制作方法

本发明涉及船舶设计制造的技术领域，具体是涉及一种下沉式箱型龙骨，更加具体是涉及一种防气泡导流罩与首部破冰趾结构相结合的科考破冰船下沉式箱型龙骨。

背景技术

科考破冰船及其搭载的科考设备是各国对南北极研究的重要平台与工具，其性能直接决定了航行安全和科考效果，因此，对其结构的设计研发成为了当今研究的重点。

水下探测功能作为科考破冰船的重要功能，适用于对冰区的考察，其结构的安装和作用效果对研究起到关键性作用。传统的，科考破冰船上的声学设备的安装形式主要由以下两种：第一种，将声学设备突出于船体外部设置，并呈悬挂方式安装；第二种，将声学设备的外形设计呈导流罩形式设置，以导流罩的形式进行安装。但是，对于科考破冰船而言，由于其存在破冰特性，因此将声学设备突出于船体外部呈悬挂式安装的方式不仅易使声学设备受到浮冰破坏，还导致了在开敞水域航行时阻力会增加的问题；而另一种以外形呈导流罩形式设置且以导流罩的安装方式安装的形式容易出现气泡影响科考的问题，需要特别考虑布置防气泡的能力，难度大，过程复杂且繁琐，并且同样存在在冰区中会受到浮冰的影响的问题。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述问题，现旨在提供一种下沉式箱型龙骨，以俯视结构呈流线型梭状设置的箱型结构为外部轮廓，设置于船舶的船首的底部并与船底相贯平滑连接，并于其侧面的底部设置外突的且横截面呈半圆形的凸起，前端设置有止冰前趾，同时将声学设备嵌设于箱体内，结构简单，易建造，不仅解决了声学设备易被浮冰破坏的问题，也有效防止了气泡和浮冰下翻至声学设备底部而影响科考的问题，还避免了航行时导致阻力增大或受浮冰影响大的问题，同时也解决了船舶在冲撞破冰时骑到冰上而造成对底部声学设备的破坏以及导致船舶稳性丧失的问题，结构更合理。

具体技术方案如下：

一种下沉式箱型龙骨，具有这样的特征，包括：龙骨壳体，龙骨壳体呈箱型结构设置，龙骨壳体的顶部相贯且平滑连接于船首的底部，龙骨壳体的轮郭线与船首的龙骨一致，龙骨壳体在水平面内的投影呈流线型梭状结构，龙骨壳体沿船长方向布置，分为前端、中端以及后端，龙骨壳体内且位于龙骨壳体的底部设置有声学设备，龙骨壳体沿前端向后端的方向，其宽度逐渐变大后又逐渐缩小，并于中端处达到最大，龙骨壳体的前端上翘后贴合于船首的船壳，且于龙骨壳体的前端上设置有止冰前趾，同时，龙骨壳体的侧面的底部的边沿上设置有外突的凸起，且凸起从前端延伸至中端的最宽处。

上述的一种下沉式箱型龙骨，其中，中端所在的区域的底部呈平面设置，声学设备的换能器设置于中端的底面上，且声学设备的多波束接收阵设置于中端所在区域中宽度最大的位置。

上述的一种下沉式箱型龙骨，其中，前端呈钝头设置，止冰前趾设置于前端呈钝头设置的位置。

上述的一种下沉式箱型龙骨，其中，凸起的横截面形状呈半圆形设置，且凸起的底部与龙骨壳体的底部位于同一水平面内。

上述的一种下沉式箱型龙骨，其中，凸起的半径的范围为100～150mm。

上述的一种下沉式箱型龙骨，其中，龙骨壳体的长度小于或等于船舶船长的1/3。

上述的一种下沉式箱型龙骨，其中，龙骨壳体的高度的范围为600～1000mm。

上述的一种下沉式箱型龙骨，其中，止冰前趾沿着船首的船壳上翘，且上翘高度为船舶吃水的1/4。

上述技术方案的积极效果是：

上述的下沉式箱型龙骨，通过顶部与船首的底部相贯且平滑连接，并将底部的轮廓线和船首的龙骨一致，实现了结构的下沉式设置，不仅使得航行中航行阻力小，还有效将首部产生的气泡以及破冰时的浮冰引导至两侧，防止了气泡和浮冰对声学设备的干扰和损坏；同时将龙骨壳体的两侧的底部均设置有横截面呈半圆形的外突的凸起，有效防止了其两侧的气泡和浮冰下翻至底部，进一步防止了对声学设备的干扰和损坏；还于龙骨壳体的前端设置有止冰前趾，有效防止了破冰时造成骑冰的问题，提高对声学设备的保护能力以及船舶的稳性，结构更加合理。

附图说明

图1为本发明的一种下沉式箱型龙骨的实施例的结构图；

图2为本发明一较佳实施例的一视角的结构图；

图3为图2中a部分的放大图；

图4为本发明一较佳实施例的另一视角的结构图；

图5为本发明一较佳实施例的又一视角的结构图。

附图中：1、龙骨壳体；11、前端；12、中端；13、后端；14、凸起；15、相贯线；2、声学设备；3、止冰前趾；4、船舶。

具体实施方式

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5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。

图1为本发明的一种下沉式箱型龙骨的实施例的结构图；图2为本发明一较佳实施例的一视角的结构图；图3为图2中a部分的放大图；图4为本发明一较佳实施例的另一视角的结构图；图5为本发明一较佳实施例的又一视角的结构图。如图1、图2、图3以及图4和图5所示，本实施例提供的下沉式箱型龙骨包括：龙骨壳体1，龙骨壳体1呈箱型结构设置，龙骨壳体1的顶部与船舶4的船首的底部相贯且平滑连接，形成圆润平滑的相贯线15，且龙骨壳体1的底部轮廓线与船首的龙骨形状一致，使得龙骨壳体1与船首的船壳贴合度更高，龙骨壳体1的底部的侧视趋势与船首的龙骨趋势一致，尽量降低了龙骨壳体1的增阻效应，防止引起航行时航行阻力增大的问题，也有效将在首部产生的气泡以及破冰时的浮冰引导至两侧，防止了气泡和浮冰对声学设备2的干扰和损坏，并且，在龙骨壳体1内的底部设置有声学设备2，实现了对声学设备2的保护，防止声学设备2在破冰时遭受浮冰撞击以及骑冰问题而造成损坏，安全保障性更高。

具体的，龙骨壳体1在水平面内的投影呈流线型梭状结构设置，并且龙骨壳体1沿船舶4的船长方向布置，龙骨壳体1包括前端11、中端12以及后端13，沿船舶4的船首至船尾的方向依次布置前端11、中端12和后端13，且沿前端11至后端13的方向其宽度由小逐渐变大后再由大逐渐减小，使得龙骨壳体1在中端12处的宽度达到最大，此时，整个龙骨壳体1的沿船舶4的长度方向上的宽度为由小逐渐变大后再逐渐变小，使得产生的气泡和破冰时产生的浮冰能被引导至两侧，从而防止对声学设备2造成干扰和碰撞损坏。

具体的，龙骨壳体1的中端12所在区域的底部呈平面设置，此时声学设备2中的换能器设置于该中端12的底面上，保证了平面安装以及正常使用，同时，声学设备2的多波束接收阵设置于中端12所在区域中宽度最大的位置，可保证声学设备2的正常使用，且提高其使用性能。

更加具体的，龙骨壳体1的前端11呈钝头设置，龙骨壳体1的后端13的宽度缩小至方便施工的宽度，优选的，后端13呈圆弧设置，且后端13的圆弧的半径为方便施工的半径，可选定后端13的圆弧的半径为200mm，既能方便建造，同时也能保证结构的稳定性，防止应力集中，还能使得两侧的水流流畅，降低因设置龙骨壳体1而增加的阻力。并且龙骨壳体1的前端11上翘受贴合于船首的底部的船壳上，并于龙骨的前端11上设置有止冰前趾3，却止冰前趾3设置于前端11呈钝头设置的位置处，使得在破冰过程中防止出现骑冰的问题，从而避免了因骑冰带来的对声学设备2的损坏以及船舶4稳性的影响。

更加具体的，龙骨壳体1上沿前端11至后端13的方向的两侧的底部均设置有外突的凸起14，凸起14的横截面形状呈半圆形设置，且凸起14的半径范围取值为100～150mm，凸起14的底部与龙骨壳体1的底部位于同一水平面内，既减小了航行阻力，同时也能防止龙骨壳体1两侧的气泡和浮冰下翻至底部，进一步防止了对声学设备2的干扰和损坏。优选的，凸起14的半径为100mm，凸起14在龙骨壳体1上从前端11延伸至中端12的最宽处，结构更合理。

作为优选的实施方式，龙骨壳体1的长度小于或等于船舶4的船长的1/3，且其高度的范围为600～1000mm，且前端11设置的止冰前趾3沿着船首的船壳上翘，且上翘高度为船舶4吃水的1/4左右。此时，设定龙骨壳体1的长度为船舶4的船长的30％，龙骨壳体1的高度在设置有止冰前趾3的区域为1000mm，并且止冰前趾3的高度设定船舶4吃水的1/4，使得在保证其正常使用性能的情况下，既节省了材料，降低了成本，同时也能控制降低航行阻力的增加，提高对声学设备2的保护以及船舶4的稳性。

本实施例提供的下沉式箱型龙骨，包括呈箱型结构设置的龙骨壳体1，龙骨壳体1的顶部相贯且平滑连接于船首的底部，龙骨壳体1的轮廓线与船首的龙骨一致，且于龙骨壳体1内的底部上设置有声学设备2；采用下沉式结构布置，通过将龙骨壳体1呈流线型梭状结构设置，并于龙骨壳体1内的底部设置有声学设备2，既降低了航行阻力，同时也能将气泡和浮冰引导至两侧，防止气泡和浮冰对声学设备2的干扰和损坏，并且还于龙骨壳体1的两侧的底部设置有外突的横截面形状呈半圆形的凸起14，可防止两侧的气泡和浮冰下翻至底部而对影响声学设备2，最后还于龙骨壳体1的前端11设置有止冰前趾3，有效防止了破冰时出现骑冰的问题，既提高了对声学设备2的保护，还能保证船舶4的稳性，安全保障性更高。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。