方尾高速滑行艇低速工况减阻装置

本发明涉及船舶节能附体设计，具体涉及一种船舶尾部减阻装置。

背景技术：

1、方尾高速滑行艇船型是一种广泛应用于高速高性能船艇的常规船型，常用于公务艇、交通艇、巡逻艇、游艇及无人艇等各类船艇。方尾高速滑行艇的艉封板与船尾底板采用折角直接过渡，该类船尾线型设计有助于中高航速下滑行艇船尾水流尽快脱离艇体，使得艇体更早进入滑行状态，从而有助于改善中高航速下的艇体阻力性能。低速工况下方尾高速滑行艇的艉封板则浸湿在水中，艇体前行过程中艉封板后方尾流场中会发生不必要的流动分离，且该流动分离区域较大。流动分离过程中产生的涡会显著增加船体总阻力，影响方尾高速滑行艇低速工况的航行能效表现。

2、近年来，高速高性能船艇的多航速工况使用需求不断增长，该类船艇在动力端往往采用高速燃油推进、低速电力推进的混合动力搭配。开展上述船艇设计时既要满足高速滑行时的优异快速性以提高船艇设计航速，也要兼具较好的低速航行性能以提高船艇续航力。目前，开展新型滑行艇船型开发、新型高效推进技术研究、压浪板布置等措施均是改善多航速工况使用船艇综合航行性能的可行措施，但上述措施在改善方尾高速滑行艇低速阻力性能上的效果均不显著。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的方尾高速滑行艇低速工况下船体阻力性能较差的问题，提供一种方尾高速滑行艇低速工况减阻装置，可有效改善低速工况艉封板后方尾流场流动分离现象，减少尾流涡系的不稳定流动所引起的能量损失，充分回收循环涡流区域内流体流动过程中向前的有效动量，并改善船艇航行姿态，综合提高方尾高速艇低速工况的航行阻力性能。

2、本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：

3、一种方尾高速滑行艇低速工况减阻装置，所述减阻装置包括安装面板和触水面板，减阻装置整体通过所述安装面板固定于方尾高速滑行艇的艉封板上，所述触水面板安装于所述安装面板后方，触水面板为关于自身中纵剖面左右对称的外凸曲面结构，触水面板的下边缘轮廓以及左右边缘轮廓均与艉封板相接以使减阻装置形成底部密封的结构，自下边缘轮廓向上依次为后倾部和竖直部。

4、上述方案中，所述触水面板的中纵剖面的轮廓线包括形成所述后倾部的样条曲线以及形成所述竖直部的直线；所述后倾部与竖直部之间光顺过渡。

5、上述方案中，所述触水面板的中纵剖面与船体中纵剖面对齐安装。

6、上述方案中，所述触水面板的下边缘轮廓与艉封板下边缘线对齐，不可超出艉封板的下边缘线。

7、上述方案中，所述触水面板的上边缘轮廓高于低速工况船尾吃水。

8、上述方案中，所述触水面板的上边缘轮廓不高于船体甲板线。

9、上述方案中，所述触水面板的后倾部高度不应高于船尾静浮吃水；所述减阻装置的整体厚度不超过10％船长。

10、上述方案中，所述触水面板与安装面板之间为中空结构。

11、上述方案中，所述减阻装置上端开口。

12、上述方案中，所述安装面板上于所述触水面板的两侧开设若干螺栓孔，通过螺栓将所述减阻装置安装于艉封板上。

13、本发明的有益效果在于：

14、1、本发明基于方尾高速滑行艇尾流动力学特性，巧妙且简便的设计了一种用于方尾高速滑行艇低速工况减阻装置，减阻装置加装于艉封板后，可有效改善低速工况艉封板后方尾流场流动分离现象，减少尾流涡系的不稳定流动所引起的能量损失，充分回收循环涡流区域内流体流动过程中向前的有效动量，并改善船艇航行姿态，综合提高方尾高速艇低速工况的航行阻力性能，对应低速工况的减阻效果可达15％以上。并且减阻装置的安装不影响方尾高速滑行艇在中高航速工况下的阻力性能表现。

15、2、本发明的减阻装置结构简单、易于安装拆卸，无需对船艇进行额外改装即可直接应用于现有的多类高速高性能船艇，生产与应用成本均较低。其优异的低速节能效果高度契合绿色低碳船舶的发展需求，在国防和民用领域均有重要的应用价值。

16、3、本发明的减阻装置属于被动减阻装置，使用时无需运行成本，且不产生额外能源消耗，运维成本较低。

技术特征：

1.一种方尾高速滑行艇低速工况减阻装置，其特征在于，所述减阻装置包括安装面板和触水面板，减阻装置整体通过所述安装面板固定于方尾高速滑行艇的艉封板上，所述触水面板安装于所述安装面板后方，触水面板为关于自身中纵剖面左右对称的外凸曲面结构，触水面板的下边缘轮廓以及左右边缘轮廓均与艉封板相接以使减阻装置形成底部密封的结构，自下边缘轮廓向上依次为后倾部和竖直部。

2.根据权利要求1所述的方尾高速滑行艇低速工况减阻装置，其特征在于，所述触水面板的中纵剖面的轮廓线包括形成所述后倾部的样条曲线以及形成所述竖直部的直线；所述后倾部与竖直部之间光顺过渡。

3.根据权利要求1所述的方尾高速滑行艇低速工况减阻装置，其特征在于，所述触水面板的中纵剖面与船体中纵剖面对齐安装。

4.根据权利要求1所述的方尾高速滑行艇低速工况减阻装置，其特征在于，所述触水面板的下边缘轮廓与艉封板下边缘线对齐，不可超出艉封板的下边缘线。

5.根据权利要求1所述的方尾高速滑行艇低速工况减阻装置，其特征在于，所述触水面板的上边缘轮廓高于低速工况船尾吃水。

6.根据权利要求5所述的方尾高速滑行艇低速工况减阻装置，其特征在于，所述触水面板的上边缘轮廓不高于船体甲板线。

7.根据权利要求1所述的方尾高速滑行艇低速工况减阻装置，其特征在于，所述触水面板的后倾部高度不应高于船尾静浮吃水；所述减阻装置的整体厚度不超过10％船长。

8.根据权利要求1所述的方尾高速滑行艇低速工况减阻装置，其特征在于，所述触水面板与安装面板之间为中空结构。

9.根据权利要求8所述的方尾高速滑行艇低速工况减阻装置，其特征在于，所述减阻装置上端开口。

10.根据权利要求1所述的方尾高速滑行艇低速工况减阻装置，其特征在于，所述安装面板上于所述触水面板的两侧开设若干螺栓孔，通过螺栓将所述减阻装置安装于艉封板上。

技术总结
本发明涉及一种方尾高速滑行艇低速工况减阻装置，包括安装面板和触水面板，减阻装置整体通过安装面板固定于方尾高速滑行艇的艉封板上，触水面板安装于安装面板后方，触水面板为关于自身中纵剖面左右对称的外凸曲面结构，其下边缘轮廓以及左右边缘轮廓均与艉封板相接以使减阻装置形成底部密封的结构，自下边缘轮廓向上依次为后倾部和竖直部。本发明减阻装置可有效改善低速工况艉封板后方尾流场流动分离现象，减少尾流涡系的不稳定流动所引起的能量损失，充分回收循环涡流区域内流体流动过程中向前的有效动量，并改善船艇航行姿态，综合提高方尾高速艇低速工况的航行阻力性能，且减阻装置的安装不影响其在中高航速工况下的阻力性能表现。

技术研发人员：江佳炳,丁江明
受保护的技术使用者：武汉理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16