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流线型小型休闲快艇外观结构设计

项目分类:船 发布时间:2021-12-29 ID:478361
  • 流线型小型休闲快艇外观结构设计
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  这款小型快艇的曲面壳体设计,首先要适配近岸浅水区的休闲航行场景,日常可承载2-3人完成近岸观光、短途水上通勤的使用需求,整体外形采用大斜角前倾的艏部设计,航行时可以有效破开表层浪涌,降低兴波阻力对航速的损耗,同时减少浪涌拍打前甲板带来的船体颠簸。从结构边界来看,整艇长度控制在4.2米左右,最大宽度1.6米,型深0.75米,吃水深度控制在0.3米以内,这个尺寸边界既可以保证在小型泊位的停靠适配性,也能适配普通家用拖车的装载宽度要求,不需要额外办理超宽运输手续,方便用户在不同水域之间转运。

  设计过程中首先完成的是壳体曲面的连续性校验,整个外表面采用G2连续的曲面拼接,避免出现曲面折角带来的应力集中点,同时降低航行时的水流紊流附着,减少水阻带来的动力损耗。驾驶舱的挡风结构采用一体化倾斜式设计,倾斜角度设置为28度,这个角度既可以保证驾驶人员的前方视野无遮挡,也能在高速航行时引导迎面气流向上导流,减少气流直吹驾驶区域带来的不适感,挡风结构的下沿与甲板面采用圆弧过渡,避免直角接缝处的积水残留,降低长期使用后的接缝腐蚀风险。

  舱内的布局设计充分考虑了小型快艇的使用场景,驾驶位设置在船体中前部偏右的位置,重心匹配上刚好对应船体的浮心纵向位置,即使单人驾驶也不会出现明显的船体侧倾,后部的乘坐区域采用下沉式设计,乘坐人员的重心低于甲板面15厘米,进一步提升整艇的稳性,在急转弯或者遇到侧浪的时候,降低侧翻的风险。船体的舷侧采用内倾式设计,从甲板位置向下逐步收窄,一方面可以减少靠泊时与码头的碰撞接触面积,另一方面在航行时侧浪会顺着内倾的舷侧向上导流,不会轻易涌上甲板。

  底部的型线设计采用了深V型与平底结合的混合构型,艏部的深V结构可以在有浪的水域提供更好的破浪性能,中后部的平底结构则可以在浅水区航行时减少搁浅的剐蹭风险,同时在低速航行时提供更好的稳性,尾部的压浪板结构与壳体一体化设计,不需要额外加装外挂压浪板,高速航行时可以将尾部的水流向下压,抬升船尾减少航行阻力,同时避免尾部的水流卷吸空气带来的螺旋桨空泡问题。

  在结构加强的设计上,壳体内部每隔40厘米设置一道横向加强筋,沿船体纵向设置两道贯通的纵向加强龙骨,加强筋的高度设置为8厘米,厚度3厘米,既可以保证壳体的整体结构强度,应对航行时的波浪冲击载荷,也不会过多占用舱内的使用空间,同时加强筋的布局完全避让了后续动力系统、燃油箱、操控系统的安装位置,不需要后期对加强结构进行切割修改。甲板表面设计了细微的防滑纹理,纹理深度1.5毫米,采用菱形交错布局,即使甲板表面沾有水渍也能提供足够的摩擦力,避免人员行走时滑倒,甲板的排水孔设置在舷侧最低位置,每个舷侧设置3个直径20毫米的排水孔,进水后可以快速将甲板积水排出,不会在甲板区域形成积水残留。

  整个模型的曲面建模过程中,重点校验了各个曲面之间的曲率变化,避免出现曲率突变的区域,这些区域在后续的模具制作中会出现脱模困难的问题,同时在实际使用中也容易出现应力集中导致的壳体开裂。船体的所有边角位置都做了R5以上的圆角处理,既可以提升使用过程中的安全性,避免尖锐边角磕碰造成人员受伤,也能在复合材料糊制或者金属板材冲压的时候,减少材料的应力集中,提升构件的整体强度。从安装适配性来看,这款壳体可以适配15-30马力的外挂舷外机,尾部的挂机板位置预留了标准的安装孔位,孔位的加强区域做了局部加厚处理,厚度达到12厘米,可以承受外挂机运行时的持续振动载荷,不会出现挂机板开裂的问题。

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