船舶的制作方法

本发明涉及一种船舶，尤其涉及一种以弗劳德数0.2～0.4左右进行航行的船舶。

背景技术：

以弗劳德数fn(fn＝船速/(垂线间长×重力加速度)^1/2)0.2～0.4左右进行航行的渡船或汽车专用运输船等船舶通过螺旋桨产生的推进力而进行航行。对于这种船舶而言，航行时的船体阻力小致使船速的提高，被称为航运性能良好的船舶。因此，在进行船舶的设计时，在满足航运状态及排水量等的设计条件的同时，运用实验或经验找出并决定使船体阻力变小的形状。船体阻力通常由于船首部的兴波现象、伴随沿着船侧流动的船侧波的起伏的兴波现象、从船尾端派生的船尾波的隆起现象等而增大。因此，为了减少船体阻力，期望改善船首部的兴波现象、船侧波所引起的兴波现象以及船尾波的隆起现象。

通过在船舶中，关于从船首沿着船底面及船侧面流过来的水流，由于在船尾端船体突然中断，因此在水面近旁的船尾端中央附近水流隆起，在船侧附近船侧流扩散。另外，在船舶航行时，产生船体向水面下下沉的升沉(sinkage)现象。水面下的船体表面与具有粘性的海水之间产生摩擦阻力，浸水面积越增大则摩擦阻力越增大，该摩擦阻力成为船体阻力。作为其中特别着眼于船尾端的水流的隆起所引起的船尾波和由于升沉而产生的摩擦阻力来减少船体阻力的船舶，已知专利文献1～3的船舶。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001－219892号公报

专利文献2：日本特许第3490392号公报

专利文献3：日本特许第5634567号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

然而，虽然这种船舶均通过在船尾端设置被称为调整片或楔的后端突出部来抑制从船尾端派生的船尾波的隆起现象，并且使因升沉而产生的摩擦阻力减少，但是难以抑制船尾船侧部的兴波现象，产生无法获得充分的船体阻力的减小的问题。

本发明为了解决上述课题而作，其提供一种能够使从船尾端派生的兴波现象及因升沉产生的摩擦阻力减少，并且抑制船尾船侧部的兴波现象的船舶。

用于解决课题的手段

本发明所涉及的船舶具备：第一突缘部，其设置于隔着船尾侧的船底的船体中心线的两侧位置，并具有给定长度：第二突缘部，其设置于第一突缘部的外侧位置，并具有给定长度；第一流路，其设置在第一突缘部之间，并呈凹状；第二流路，其设置在第一突缘部与第二突缘部之间，并呈凹状；第一后端突出部，其以连接第一突缘部之间的方式设置于第一流路的船尾端；以及第二后端突出部，其以连接第一突缘部与第二突缘部的方式设置于第二流路的船尾端。

本发明的船舶通过在船尾侧的船底设置第一突缘部及第二突缘部，从而能够在船舶航行时，吸引沿着船尾的计划吃水线近旁的船体中央线附近的船底表面的水流、以及沿着船尾的船侧流动的水流，将剥离现象等的乱流整流化并朝向船尾端进行引导。此时，由于在第一突缘部之间设置有第一流路，因此水流在第一流路内被收缩加速。并且，被收缩加速后的水流碰撞到设置于第一流路的船尾端的第一后端突出部，从而抑制从船尾端派生的水流的隆起。另外，由于在第一突缘部与第二突缘部之间设置有第二流路，因此能够抑制船尾船侧波的兴波现象。而且，由于在船尾端设置有第一后端突出部及第二后端突出部，因此能够相对于朝向船尾端加速引导过来的水流提供迎角。由此，水流向下方后方减速偏向，带来提高船尾端船底面的压力的机翼理论效果，从而能够抬起船体船尾部。在船舶航行时，虽然会伴有被称为升沉的船体整体下沉的现象，但是通过由第一后端突出部及第二后端突出部带来的船尾端的升力效果，从而能够使航行时的姿态发生变化，在整体上抬起船体。由此，通过减少船体的浸水面积，从而能够减少船体表面的摩擦阻力。

在优选的实施方式的船舶中，第一流路相对于对第一突缘部与船体中心线进行连结的直线向上方弯曲为凹状，并且相对于对第一突缘部与船体中心线之间的中心线的前端和后端进行连结的直线向上方弯曲为凹状，第二流路相对于对第一突缘部与第二突缘部进行连结的直线向上方弯曲为凹状，并且相对于对第一突缘部与第二突缘部之间的中心线的前端和后端进行连结的直线向上方弯曲为凹状。

在优选的其他实施方式的船舶中，第一流路相对于对第一突缘部之间进行连结的直线向上方弯曲为凹状，并且相对于对第一突缘部之间的中心线的前端与后端进行连结的直线向上方弯曲为凹状，第二流路相对于对第一突缘部与第二突缘部进行连结的直线向上方弯曲为凹状，并且相对于对第一突缘部与第二突缘部之间的中心线的前端和后端进行连结的直线向上方弯曲为凹状。

如此，通过将第一流路及第二流路设为弯曲成凹状的平滑的形状，从而能够抑制在第一流路及第二流路通过的水流碰到流路的角部而发生剥离或波动的情况，由此能够进一步抑制从船尾端派生的水流的隆起或船尾船侧波的兴波现象。

另外，在优选的实施方式的船舶中，第一流路从比计划吃水线靠下方计划吃水的0.3倍的位置向上方设置，第二流路从比计划吃水线靠下方计划吃水的0.1倍的位置向上方设置。

另外，在优选的实施方式的船舶中，第一流路及第二流路从比船尾垂线靠前方垂线间长的0.2倍的位置向后方设置。

另外，在优选的实施方式的船舶中，第一后端突出部的下端位于从比计划吃水线靠上方计划吃水的0.2倍的位置到计划吃水线的范围内，第二后端突出部的下端位于从比计划吃水线靠上方计划吃水的0.3倍的位置到计划吃水线的范围内。

另外，在优选的实施方式的船舶中，弗劳德数为0.2～0.4。

发明效果

根据本发明所涉及的船舶，能够使从船尾端派生的兴波现象及因升沉产生的摩擦阻力减少，并且抑制船尾船侧部的兴波现象。

附图说明

图1为表示本发明的船舶的船尾部的一个实施方式的立体图。

图2为图1的船舶的侧视图。

图3为图1的船舶的仰视图。

图4为图2的船舶的a－a线端面图。

图5为图2的船舶的b－b线端面图。

图6为船尾船侧波形的比较图。

图7为船体阻力曲线的比较图。

图8为将本发明的船舶的船尾部的其他实施方式用图2的a－a线进行切断而表示的端面图。

图9为将本发明的船舶的船尾部的其他实施方式用图2的a－a线进行切断而表示的端面图。

图10为将本发明的船舶的船尾部的其他实施方式用图2的a－a线进行切断而表示的端面图。

图11为将本发明的船舶的船尾部的其他实施方式用图2的a－a线进行切断而表示端面图。

图12为将本发明的船舶的船尾部的其他实施方式用图2的a－a线进行切断而表示的端面图。

具体实施方式

以下，参照图1～图5对本发明所涉及的船舶的一个实施方式进行说明。本发明的船舶1为以弗劳德数0.2～0.4左右航行的渡船及汽车专用运输船等排水量型的一般商船，具备船体10、在船尾产生推进力的螺旋桨2和操纵航行的舵3(参照图2)。另外，在图1及图3中，为了使图易于理解，而省略螺旋桨2及舵3来示出。以下，将船首侧定义为前方，将船尾侧定义为后方，在水平面中，将与前后方向正交的方向设为左右方向，将与前后方向及左右方向正交的方向设为上下方向。另外，将前后方向即船长方向设为x方向，将左右方向即船宽方向设为y方向，将上下方向设为z方向。

在船体10的船尾10a侧的船底10b，具备：设置于隔着船体中心线cl的两侧位置的第一突缘部21；以及设置于第一突缘部21的外侧位置的第二突缘部22。在此，所谓船体中心线cl，是穿过船体10的船宽方向中央的线。在本实施方式中，在船尾10a侧的船底10b，沿着船体中心线cl设置有突部23(参照图4)。在第一突缘部21与船体中心线cl之间的船底10b部分设置有第一流路31，在第一突缘部21与第二突缘部22之间的船底10b部分设置有第二流路32。另外，在第一流路31的船尾端10a，设置有第一后端突出部41使得将第一突缘部21之间相连，在第二流路32的船尾端10a，设置有第二后端突出部42使得将第一突缘部21与第二突缘部22相连。

如图4及图5所示，第一突缘部21及第二突缘部22具有前端尖锐的截面形状，并在船长方向(图1～图3的x方向)上延伸给定长度。具体而言，第一突缘部21及第二突缘部22从与船尾垂线ap相距给定距离l的前方的位置朝向船尾端10a延伸。为了避免船体阻力的增加，给定距离l优选较短，大致成为比垂线间长lpp的0.2倍短的长度。

第一突缘部21的前方端p21f及后方端p21a设置在距船体中心线cl的距离b21f及b21a分别成为船体10的最大半宽(最大宽度的一半的长度)bh的0.6倍以下的位置。另外，第二突缘部22的前方端p22f及后方端p22a设置在距船体中心线cl的距离b22f及b22a分别比距离b21f及b21a大且成为船体10的最大半宽bh的0.4倍以上的位置。

第一突缘部21的前方端p21f及第二突缘部22的前方端p22f与船底面10b大致齐平，使得不会成为船体阻力。另外，第一突缘部21的后方端p21a及第二突缘部22的后方端p22a也处于与第一后端突出部41的下端及第二后端突出部42的下端大致相同的位置，使得不会成为船体阻力。

第一流路31设置在第一突缘部21之间，在本实施方式中，第一流路31通过沿着船体中心线cl的突部23而被左右划分。第一流路31具有第一突缘部21与船体中心线cl之间的中心线t1，配置于靠近船体中心线cl的位置。第一流路31的底面相对于将第一突缘部21与船体中心线cl进行连结的直线l1向上方呈凹状弯曲，并且相对于将中心线t1的前端pt1f与后端pt1a进行连结的直线l3向上方呈凹状弯曲。第一流路31从比计划吃水线dl靠下方的浅水面域向比计划吃水线dl更靠上方配置。具体而言，第一流路31的中心线t1的前端pt1f配置为使从计划吃水线dl向下方的距离z4在计划吃水d的0.3倍以内、并且从船尾垂线ap向前方的距离l成为垂线间长lpp的0.2倍以内。

第二流路32通过第一突缘部21和第二突缘部22而形成，具有第一突缘部21与第二突缘部22之间的中心线t2，配置在靠近船侧的位置。第二流路32的底面相对于将第一突缘部21与第二突缘部22进行连结的直线l2向上方呈凹状弯曲，并且相对于将中心线t2的前端pt2f与后端pt2a进行连结的直线l4向上方呈凹状弯曲。第二流路32从比计划吃水线dl靠下方的浅水面域或计划吃水线dl附近向比计划吃水线dl更靠上方配置。具体而言，第二流路32的中心线t2的前端pt2f配置为使从计划吃水线dl向上方或下方的距离z3在计划吃水d的0.1倍以内、并且从船尾垂线ap向前方的距离l成为垂线间长lpp的0.2倍以内。

第一流路31及第二流路32优选为延伸设置到螺旋桨2以及舵3的上方。通过设为这种结构，从而船体中央线cl附近的船体10表面的水流朝向舵3被整流化并被引导。由此，能够减少舵3所引起的阻力增加，使操舵时的舵3的效用变得良好，能够有助于操纵性能及安全性的提高。

第一后端突出部41及第二后端突出部42在侧视时形成为船尾端10a侧垂直地延伸且前方侧以给定角度倾斜地延伸的大致三角形状。前方侧的倾斜只要是相对于朝向船尾端10a流动的水流提供迎角的倾斜，则能够设为任意角度的倾斜。第一后端突出部41在中心线t1处的后端pt1a配置在比计划吃水线dl靠上方距离z11的位置，距离z11在计划吃水d的0.2倍以内。同样地，第二后端突出部42在中心线t2处的后端pt2a也配置在比计划吃水线dl靠上方距离z12的位置，距离z12在计划吃水d的0.3倍以内。

另外，第一流路31在中心线t1的船长方向上最凹陷的部分的位置为从第一后端突出部41在中心线t1处的后端pt1a靠上方距离z21的位置，距离z21在计划吃水d的0.2倍以内。同样地，第二流路32在中心线t2的船长方向上最凹陷的部分的位置为从第二后端突出部42在中心线t2处的后端pt2a靠上方距离z22的位置，距离z22在计划吃水d的0.2倍以内。

接下来，与比较例进行对比，来说明本发明的船舶1能够将船侧波抑制到什么程度，能够降低船体阻力到什么程度。比较例1为现有的一般船舶，是在船底不具有第一流路、第二流路、第一后端突出部以及第二后端突出部的类型的船舶。比较例2为在船底设置有第一流路31和第一后端突出部41的类型的船舶。

图6中示出了本发明、比较例1及比较例2的船侧波形。对于船侧波形而言，在船长方向上表示从船体中央到后方，在横轴的x/lpp(垂线间长)中，0.0表示船体中央的位置，0.5表示船尾垂线ap的位置。另外，横轴0.52的位置表示船尾端10a。纵轴的z/lpp为将波形的高度z除以垂线间长lpp并进行了无量纲化的值。如图6所示，本发明中，在船尾端10a处，与比较例1相比，波形的高度变低。另外，在船尾端10a的前方，与比较例1及2相比，波形也变小，并且从船尾端10a派生的船尾流(船尾端的后方的波形)的隆起也变小。如上述那样波形的高度z变小表示船尾10a的兴波现象得到了改善，从而由图6证实了本发明能够抑制船尾10a的兴波现象。

图7中示出了本发明、比较例1及比较例2的船体阻力。横轴fn为航行时的弗劳德数，纵轴rr为船体阻力。从图7可知，在航海速度附近的弗劳德数处，本发明相对于比较例1及2，船体阻力变小，从而证实了本发明能够降低船体阻力。

在船舶1中，从船首沿着船底面10b、船侧面流过来的水流由于在船尾端10a船体10突然中断，从而在水面近旁的船尾端10a中央附近水流隆起，在船侧附近船侧流扩散，产生被称为引波(backwash)的船尾波。并且，若船尾端部10a处的兴波现象较大，则会导致船体阻力的增加。

然而，本实施方式中，通过在船尾10a侧的船底10b设置第一突缘部21，从而能够在船舶1航行时，吸引沿着船尾10a的计划吃水线dl近旁的船体中央线cl附近的船底表面10b出现的剥离现象等的乱流，并在进行整流化的同时进行加速引导。另外，通过在船尾10a侧的船底10b设置第二突缘部22，从而能够吸引沿着船尾10a的船侧流动的水流，在抑制船尾波的扩散现象的同时进行加速引导。此时，由于在第一突缘部21之间设置有第一流路31，因此水流在第一流路31内被收缩加速。并且，通过被收缩加速的水流碰撞到设置于第一流路31的船尾端10a的第一后端突出部41，从而抑制从船尾端10a派生的水流的隆起。另外，由于在第一突缘部21与第二突缘部22之间设置有第二流路32，因此能够抑制船尾船侧波的兴波现象。

而且，由于在船尾端10a设置有第一后端突出部41及第二后端突出部42，因此能够相对于朝向船尾端10a加速引导过来的水流提供迎角。由此，水流向下方后方减速偏向，能够带来提高船尾端10a的船底面10b的压力的机翼理论效果，从而能够抬起船体船尾部10a。在船舶1航行时，虽然伴有被称为升沉的船体10整体下沉的现象，但是通过第一后端突出部41以及第二后端突出部42所产生的船尾端10a的升力效果，从而能够改变航行时的姿态，在整体上抬起船体10。由此，通过减少船体10的浸水面积，也能够降低船体10表面的摩擦阻力。

另外，本实施方式中，通过将第一流路31及第二流路32设为呈凹状弯曲的平滑的形状，从而能够抑制在第一流路31及第二流路32通过的水流碰到流路的角部而发生剥离或者波动的情况，由此能够进一步抑制从船尾端10a派生的水流的隆起或船尾船侧波的兴波现象。

另外，在本实施方式中，将第一流路31及第二流路32从比计划吃水线dl靠下方的浅水面域向比计划吃水线dl靠上方配置，并且针对船长方向，也配置为从船尾垂线ap向前方的距离l成为垂线间长lpp的0.2倍以内。通过将第一流路31及第二流路32设置在这样的位置，从而第一流路31及第二流路32不会对沿着比螺旋桨2靠前方的船底10b的水流的流动造成影响，结果，能够最大限度地避免对螺旋桨2的性能的影响。另外，若用于形成第一流路31的第一突缘部21从大幅远离船尾垂线ap的前方的位置起设置，并设置到比计划吃水线dl靠下方的较深的船底面10b，则可常见到如下情况，即，沿着船底面10b的水流碰到第一突缘部21而导致阻力增加，第一突缘部21对沿着船底面10b的水流造成不良影响。然而，通过将第一流路31从比计划吃水线dl靠下方的浅水面域向比计划吃水线dl靠上方配置，并且针对船长方向，也配置为从船尾垂线ap向前方的距离l成为垂线间长lpp的0.2倍以内，从而能够最大限度抑制对沿着船底面10b的水流的不良影响，由此能够避免因对船底10b附近的水流的不良影响而导致的船体阻力的增加。

进而，本实施方式中，通过减少船体阻力，从而在船舶1航行时消耗的燃耗得到改善，能够实现高效的船舶航运。

以上，对本发明的一个实施方式进行了说明，但是本发明并不限定于该实施方式，只要不脱离主旨，则能够进行各种变更。

例如，上述实施方式中确定的距离l、b21f、b21a、b22f、b22a、z11、z12、z21、z22、z3、z4只不过是参考值，能够根据船舶1的类型适当变更。

另外，上述实施方式中，第一突缘部21及第二突缘部22具有前端尖锐的截面形状，但是第一突缘部21及第二突缘部22的截面形状并不限于上述方式。例如，如图8所示，第一突缘部21及第二突缘部22也可以具有前端呈圆弧状弯曲的截面形状。另外，如图9所示，也可以是第一突缘部21的前端呈圆弧状弯曲，第二突缘部22设为前端尖锐的截面形状。当然也可以反过来。

另外，上述实施方式中，第一流路31通过沿着船体中心线cl的突部23而将第一流路31区分左右，但是第一流路31并不限于上述方式。例如，如图9所示，能够通过隔着船体中心线cl设置于两侧的第一突缘部21来形成。在该情况下，第一流路31的底面只要相对于将第一突缘部21之间进行连结的直线l5向上方呈凹状弯曲、并且相对于将第一突缘部21之间的中心线的前端与后端进行连结的直线向上方呈凹状弯曲即可。

另外，在上述实施方式中，第一流路31及第二流路32形成为相对于直线l1及直线l2向上方呈凹状弯曲，但是不必限于此方式。例如，如图10或图11所示，第一流路31及第二流路32也可以形成为相对于直线l1及直线l2向上方凹陷为截面梯形状或截面三角形状。另外，第一流路31及第二流路32不必一定形成为相同的截面形状，能够采用各种任意的组合，例如，第一流路31相对于直线l1向上方凹陷为截面梯形状，第二流路32相对于直线l2向上方凹陷为截面三角形状等。另外，只要第一流路31及第二流路32的截面形状向上方凹陷，则能够采用任意的截面形状。另外，如图12所示，也可以通过利用焊接等在原有的船底10b安装截面大致三角形状的突起24，来形成第一突缘部21、第二突缘部22、第一流路31及第二流路32。此时，优选为形成突起24，使得第一流路31及第二流路32相对于连结突起24彼此的直线向上方呈凹状弯曲。

另外，在上述实施方式中，第一后端突出部41以及第二后端突出部42的船尾端10a侧垂直地延伸，但第一后端突出部41及第二后端突出部42的船尾端10a侧的方式并不限于该方式。例如，在船体10的船尾端10a具有以上部相对于垂直面位于后侧的方式倾斜的面的情况下，第一后端突出部41及第二后端突出部42的船尾端10a侧的面可以沿着船体10的船尾端10a的面延伸。另外，第一后端突出部41及第二后端突出部42的船尾端10a侧的面不必一定沿着船体10的船尾端10a的面，也可以相对于垂直面具有任意的倾斜地延伸。

符号说明

1船舶

10a船尾

10b船底

21第一突缘部

22第二突缘部

31第一流路

32第二流路

41第一后端突出部

42第二后端突出部

ap船尾垂线

cl船体中心线

d计划吃水

dl计划吃水线

lpp垂线间长

t1第一突缘部与船体中心线之间的中心线

t2第一突缘部与第二突缘部之间的中心线

x船长方向

y船宽方向。