CN103991518B - 舰船舷侧多层抗爆防护结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种舰船舷侧多层抗爆防护结构，包括从舰船船体外侧至内侧顺次排列的双层外壳、空舱、第一液舱和第二液舱，第一液舱和第二液舱内充水高度h为舱高H的0.70～0.80，空舱和第一液舱之间通过第一隔舱板隔开，第一液舱和第二液舱之间通过第二隔舱板隔开，第二液舱和舰船内舱之间通过第三隔舱板隔开，第二液舱朝向舱体一侧与上下间隔排列的多根纵向箱形梁固定连接。本发明的结构型式具有重量轻、抗爆性能好、剩余强度高等优点，舰船舷侧受到***冲击时，可以吸收大部分***冲击能，避免破坏舰船舱室和人员损失。

Description

舰船舷侧多层抗爆防护结构

技术领域

本发明涉及一种船体结构，特别涉及一种舰船船体舷侧结构，属于船舶工程技术领域。

背景技术

随着反舰导弹技术的快速发展，舰船作战时面临着越来越严酷的***威胁。由反舰导弹战斗部***瞬间产生的冲击波和高速破片群对舰船的船体结构、舰载设备和人员造成不同程度的损伤，从而破坏舰船正常执行任务的能力甚至使其破损沉没。舰船防护***主要有甲板防护、舷侧防护、底部防护和专门防护组成，其中又以舷侧防护的面积最大，防护的要求最高，舷侧是舰船的最薄弱部位，在舰船舷侧增设的抗爆防护结构可使舰船遭到反舰导弹战斗部直接命中后其内部重要设备、弹药和燃料仓不受损伤，以避免发生一旦命中就造成舰毁人亡的严重后果。

舰船舷侧必须设置防护结构才能有效地抵御反舰导弹的攻击，目前，舰船舷侧防护结构通过增大纵深和增加钢板的厚度来实现的，大大增加了舰船船体结构的自重，严重影响舰船的操控性。由于中小型舰船结构纵深受到限制，如何选用新的结构型式和结构材料，以使整个船体结构在保持应有性能的同时大幅降低重量，并提高防护结构的防护性能，是舰船结构需迫切解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能提高舰船的抗爆抗冲击性能的的舰船舷侧防护结构，增强舰船船体结构的防护能力，提高舰艇结构的生命力。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种舰船舷侧多层抗爆防护结构，包括从舰船船体外侧至内侧顺次排列的双层外壳、空舱、第一液舱和第二液舱，所述双层外壳包括外壳板、第二外壳板和上下间隔固定在外壳板、第二外壳板之间的至少三层纵向隔壁，第一液舱和第二液舱内充水高度h均为舱高H的0.70～0.80，空舱和第一液舱之间通过第一隔舱板隔开，第一液舱和第二液舱之间通过第二隔舱板隔开，第二液舱和舰船内舱之间通过第三隔舱板隔开，第二液舱朝向舱体一侧与上下间隔排列的多根纵向箱形梁固定连接。

本发明还可以通过以下技术措施来进一步实现。

前述的舰船舷侧多层抗爆防护结构，其中所述双层外壳间距为m、空舱间距n，n>2m，空舱间距n不小于第一液舱间距r及第二液舱间距s。

前述的舰船舷侧多层抗爆防护结构，其中所述外壳板、第二外壳板、第一隔舱板、第二隔舱板和第三隔舱板均为金属夹芯板，所述金属夹芯板包括向着船舷方向的外板、背离船舷方向的内板和充填在外板和内板之间的高分子芯材夹心层，所述金属夹芯板两端均用横板封闭。

前述的舰船舷侧多层抗爆防护结构，其中所述外板和内板均采用厚度为3～25mm的高强度钢板制成；外板厚度a大于内板厚度b，高分子芯材夹心层厚度c与外板厚度a之比c/a＞3；所述高分子芯材材质为聚氨酯。

前述的舰船舷侧多层抗爆防护结构，其中所述纵向箱形梁的横截面为正方形，纵向箱形梁采用高强度钢板制成，纵向箱形梁每一内壁上均设有加强筋。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明采用双层外壳、空舱、第一液舱和第二液舱的多层结构，当防护结构的纵深一定时，在舰船舷侧设置的空舱和两个液舱明显减弱了***对内部结构的破坏，并且由于稀疏波对爆轰产物的膨胀和液舱中水将集中载荷转变为分布载荷虽使内部结构的破坏面积增大，但降低了破坏强度。空舱起膨胀减压的作用，能吸收部分***能量；利用第一液舱(过滤舱)内液体的粘性对***冲击波和弹片起减速过滤作用，可以使壁中集中载荷变成分布载荷，能协调第一隔舱板和第二隔舱板共同作用，减少第二隔舱板的变形和破坏。第二液舱能更好的吸收剩余破片的动能和***冲击波能量，防止第三隔舱板受到破坏。抗爆性能好，剩余强度高。

2、由两层高强度钢板及中间的高分子芯材夹心层组成的金属夹芯板对压力增加和冲击载荷具有更高的承受能力。金属夹芯板结构重量轻，结构简单，方便预制，缩短了施工时间，适用于快速抢修。金属夹芯板具有较好的隔音减振作用，增强了舰船舷侧结构的吸能能力，增强了结构的抗冲击性能和抗破损性。

3、双层外壳内设置了至少三层纵向隔壁，纵向隔壁受到***的冲击时可有效的吸收***冲击波的能量，有助于增强舰船纵向的结构强度。通过吸收***能量减少了***对内层结构的破坏，保护了防护结构的最内层第二液舱。

4、在第二液舱朝向舱体一侧上下并排间隔设置的纵向箱形梁有效地提高船体结构极限承载能力，提高了对武器毁伤效应的抵抗能力，且对纵向布置的电缆设备起到一定的保护作用。纵向箱形梁还有利于增强结构强度，提高结构的稳定性，有利于结构抵抗战斗损伤。

本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。

本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视放大图；

图3为纵向箱形梁横截面的放大图。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1～图3所示，本发明包括从舰船船体外侧至内侧顺次排列的的双层外壳1、空舱2、第一液舱3和第二液舱4，双层外壳包括外壳板11、第二外壳板12和上下间隔固定在外壳板11、第二外壳板12之间的至少三层纵向隔壁13，第一液舱和第二液舱内充液高度h均为舱高H的0.70～0.80，本实施例的第一液舱3和第二液舱4内充水高度h均为舱高H的0.75。此时船体结构的抗爆能力与第一液舱3和第二液舱4充水满舱时一致，因此，可以减轻结构的自重，提高舰船的操控性。空舱2和第一液舱3之间通过第一隔舱板21隔开，第一液舱3和第二液舱4之间通过第二隔舱板31隔开，第二液舱4和舰船内舱之间通过第三隔舱板41隔开。双层外壳间距为m、空舱间距n，n>2m，空舱间距n不小于第一液舱间距r及第二液舱间距s。

***可分为接触***和非接触***。非接触***在多数情况下很难使舰船产生破口而沉没，难以对舰船形成致命打击。接触***的大部分能量耗于损伤船体结构，使船体局部产生较大破口，部分舱室进水，严重情况下会造成大量舱室进水，甚至导致舰船沉没。以接触***为例，空舱2给接触***时的双层外壳1的外壳板11、第二外壳板12提供了变形空间，从而迅速衰减冲击波的压力；第一液舱3使武器战斗部和外板的***碎片穿入其内的速度衰减；第二液舱4再次阻隔破片及冲击波对内层舰体的破坏作用。

当防护结构的纵深一定时，由于空舱2、第一液舱3和第二液舱4明显减弱了***对内部结构的破坏，并且由于稀疏波对爆轰产物的膨胀、第一液舱3和第二液舱4中的储存水可将集中载荷转变为分布载荷，虽然增大了对第一液舱3和第二液舱4内部结构的破坏面积，但是降低了破坏强度。

外壳板11、第二外壳板12、第一隔舱板21、第二隔舱板31和第三隔舱板41均为金属夹芯板，如图2所示，金属夹芯板包括向着船舷方向的外板111、背离船舷方向的内板112和充填在外板111和内板112之间的高分子芯材夹心层113，金属夹芯板两端均用横板114焊接封闭。外板、内板和横板114均采用厚度为3～25mm的高强度钢板制成。高分子芯材夹心层113材质为聚氨酯。外板111厚度a大于内板112厚度b，高分子芯材113厚度c与外板厚度a之比c/a＞3。

聚氨酯材质的高分子芯材夹心层113吸能量大，充分发挥其缓冲性能，起到更好的防护效果，提高整体结构的安全性，提高了舰船的抗破损能力，可优化结构的吸能分布，增强吸能能力，有效的提高了船体结构的抗爆性，且简化了结构，易于生产制造。

与传统的加筋板结构相比，金属夹芯板其具有高比刚度和高比强度的特点，在疲劳、耐撞击、抗***冲击、减振降噪以及防火、隔热等方面也具有优良的性能。金属夹层结构作为一种未来工程应用的新型结构，在舰船领域有着广阔的应用前景。在受到强冲击载荷作用时，可有效的保护置于其后的人和设备等重要结构物。

第二液舱4朝向舱体一侧与上下间隔排列的多根纵向箱形梁5左侧焊连；纵向箱形梁5的间距E为纵向箱形梁垂直方向边长F的2～2.5倍，本实施例为2倍。本实施例的纵向箱形梁5的横截面为正方形，纵向箱形梁5采用高强度钢板焊成横截面为空心正方形的焊接结构件，包括两块上下板51和两块侧板52，其每一内壁上均焊有横截面为L形的加强筋53，以提高纵向箱形梁5的抗***冲击性能。

纵向箱形梁5对***的破坏效应具有足够的抵抗能力，即使其中的某根纵向箱形梁5受到破坏，其余的纵向箱形梁5仍能保证舰船船体的总强度。本发明的舰船舷侧多层抗爆防护结构具有防冲击和防碎片杀伤的突出能力，构成了一道道阻止***破坏的内部屏障，使舰船结构具备了更好的抗爆能力。

本发明的结构型式具有重量轻、抗爆性能好、剩余强度高等优点，舰船舷侧受到***冲击时，可以吸收大部分***冲击能，避免破坏舰船舱室和人员损失。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换型成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种舰船舷侧多层抗爆防护结构，其特征是，包括从舰船船体外侧至内侧顺次排列的双层外壳、空舱、第一液舱和第二液舱，所述双层外壳包括外壳板、第二外壳板和上下间隔固定在外壳板、第二外壳板之间的至少三层纵向隔壁，第一液舱和第二液舱内充水高度h均为舱高H的0.70～0.80，空舱和第一液舱之间通过第一隔舱板隔开，第一液舱和第二液舱之间通过第二隔舱板隔开，第二液舱和舰船内舱之间通过第三隔舱板隔开，第二液舱朝向舱体一侧与上下间隔排列的多根纵向箱形梁固定连接。

2.如权利要求1所述的舰船舷侧多层抗爆防护结构，其特征是，所述外壳板、第二外壳板、第一隔舱板、第二隔舱板和第三隔舱板均为金属夹芯板，所述金属夹芯板包括向着船舷方向的外板、背离船舷方向的内板和充填在外板和内板之间的高分子芯材夹心层，所述金属夹芯板两端均用横板封闭。

3.如权利要求2所述的舰船舷侧多层抗爆防护结构，其特征是，所述外板、内板和横板均采用厚度为3～25mm的高强度钢板制成。

4.如权利要求2所述的舰船舷侧多层抗爆防护结构，其特征是，所述外板厚度a大于内板厚度b，高分子芯材夹心层厚度c与外板厚度a之比c/a＞3。

5.如权利要求2所述的舰船舷侧多层抗爆防护结构，其特征是，所述高分子芯材材质为聚氨酯。

6.如权利要求1所述的舰船舷侧多层抗爆防护结构，其特征是，所述纵向箱形梁的间距E为纵向箱形梁垂直方向边长F的2～2.5倍。

7.如权利要求1所述的舰船舷侧多层抗爆防护结构，其特征是，所述纵向箱形梁的横截面为正方形，纵向箱形梁采用高强度钢板制成，纵向箱形梁每一内壁上均设有加强筋。