首尾端形状的影响

项目七船舶阻力八、船型对阻力的影响5、首尾端形状的影响船的横剖面形状，特别是首尾附近的横剖面形状不仅对阻力性能有影响，而且对船的推进性能及耐波性等都有—定的影响，因此在选择横剖面形状时要综合考虑。一、横剖面形状的形式

横剖面形状通常有两种形式，即U形和V形。按程度不同又可分为极端U形、V形，和缓和U形、V形（又称中U形和中V形）。一、首尾横剖面形状

U形剖面的特点是：横剖面面积沿垂直方向分布比较均匀，它在满载水线处较窄，故应与凹形水线相配合。

V形剖面的特点是：横剖面面积比较集中于上部，因此它在满载水线处较宽，故应与凸形或直线形水线相配合。二、横剖面形状对阻力影响及选择

横剖面形状的变化对摩擦阻力的影响较小，对剩余阻力影响较大，对于不同速度的船舶应兼顾阻力、推进和耐波性等方面的要求选择首尾横剖面形状。

1、首部横剖面形状：低速船取V形较佳，一般对中高速船以采用U形为佳。

2、尾部横剖面形状：从阻力观点来看，采用V形剖面。但从推进观点来看，尾部采用U形剖面可使伴流比较均匀，因此船体振动较小，特别对提高单螺旋桨效率有利。

所以在实际应用中，有的将尾部V形横剖面在接近推进器处逐渐改为U形，以获得两种剖面线型所具有的优点。船首尾剖面形状的配合问题，目前尚无定论。一般认为：首部剖面形状主要从阻力和波浪中的失速来考虑；尾部剖面形状应结合推进效率考虑，同时要注意首尾部线型的平顺过渡。

球鼻船首，就是满载水线以下的船首柱处加装一个球形突出体。

在不同船舶上采用球鼻船首常能取得减小兴波阻力、破波阻力和舭涡阻力等效果。因此不少船，特别是一些大型船舶采用者甚多，但其缺点是制造工艺较复杂，对首锚的使用有时会受到一定影响。二、球鼻首对阻力的影响安装球鼻船首在不同情况可以减小不同的阻力成分：

1、对于中、高速船减小兴波阻力对于Fr在0.27～0.34之间的中、高速船，安装球鼻船首可以降低兴波阻力。如球鼻的大小和位置选择适当的话，则在一定速度范围内，球鼻船首产生的波系与船体波系可能发生有利干扰作用，合成波的波高将降低，兴波阻力将下降。

2、对于低速船满载时减小舭涡阻力对于航速在Fr＝0.20以下的肥大型船在满载航行时常常会产生埋首现象。这是由于船首底部发生大量旋涡，并在该处形成低压区以致使船首下沉。其结果消耗能量，增大阻力。安装球鼻船首，在低速时可使水流近于径向对称流动，船首底部不产生旋涡运动，从而达到降低阻力和减小埋首现象的目的。

3、对于低速船压载时减小破波阻力对于一些低速肥大型船舶在压载状态时，首部水流情况恶化，所以破波阻力相当明显。加装球鼻船首后，使首部船体前伸，该处横剖面面积曲线的坡度和首部水线进角减小，大大改善了船首柱附近的压力分布，因而缓和了船首破波情况，从而降低了破波阻力。方尾的特点是将船尾端做成刀切似的平直状，其各水线面的尾部形状接近方形，或呈弧形方角，故称为方尾。Fr＞0.4的各种舰艇，特别是快艇和驱逐舰均采用方尾，故也称为驱逐舰式船尾。三、方尾对阻力的影响方尾几乎是水面高速舰艇普遍采用的船尾形式。采用方尾的最主要优点在于：1、它的尾部纵剖线坡度缓和近于直线。这样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，可改善阻力性能。

2、更重要的是，高速水流沿着方尾边缘一直延伸到尾后相当的距离处，其作用相当于增加了船体的有效长度，这样摩擦阻力并未增加，但对减小剩余阻力是有利的。（方尾的这种作用通常称为虚长度作用。）3、此外，由于方尾的尾部排水体积较大可以减小航行过程中的尾倾现象，从而使尾部产生的“鸡尾流”波浪情况得到改善。综上所述，对于高速舰艇采用方尾可以得到较小的阻力，有利于提高航速。除了阻力性能外，方尾还具有结构简单，较好的回转性，以及对螺旋桨等有良好的保护作用等好处。

注意：高速舰艇一般采用方尾。

目前，浅吃水船或超浅吃水船由于吃水小，因此普遍采用双桨船型。但常规双桨船的推进效率较低，附体阻力也大。

为了克服常规双桨船的这些缺点，国内外相继研究了双尾和双尾鳍线型。

根据国内外已有试验资料表明：与常规双桨船型相比，采用这两种尾部线型都能提高推进效率，而其总阻力增加不大，甚至几乎无甚增加。四、双尾和双尾鳍双尾船型与常规双桨船相比，在阻力和推进性能方面均有一定的特点：

1、从阻力观点看

1）双尾船型的单个尾体宽度约为整个船宽的40%～60%，因而相当于增大了长宽比，特别是后体变得较瘦削，有利于降低粘压阻力。

2）同时，采用双尾船型后，后体相当于“分解”成较瘦削的三部分，因而最大剖面位置可以后移，增长了进流段，必将有利于改善船首的兴波情况。

3）此外，采用双尾船型，虽然尾部湿表面积较常规双桨船有所增大，但其附体阻力较后者有明显的下降。因此，采用双尾船型的总阻力并不比常规双桨船增大。

2、从推进观点看由于将螺旋桨置于两个尾体之后，所处的摩擦伴流较大，且又能得到充分的供水，因而可望获得较高的推进效率。

有关推进试验结果表明：尾部设计成双尾型后，伴流分数增大，推力减额下降，与相应的双桨船相比，其推进效率确有提高。（此点需结合以后学习船舶推进知识理解）

在双尾船型的基础上，可以将尾部设计成两个导流尾鳍。其好处主要可以针对螺旋桨的工作状态（如内旋或外旋），尾鳍的形状可以作相应变化，从而达到进一步提高推进效率的目的。

某些内河船，由于吃水受到限制，为了增大螺旋桨直径，提高螺旋桨效率，故常采用隧道型船尾。

隧道型船尾的形式，从纵剖面图看，有开式和闭式两种。前者指隧道顶线的尾端在水面之上，后者则浅埋在水线之下。如从横剖面图看，则有深隧道和