CN112272637B - 小风阻船舶 - Google Patents

Abstract

提供一种小风阻的船舶，构成为在水面上构造物（2）、（20）的船尾侧第一范围（Rx1）且上下第一范围（Rz1）中的各水平截面（Sh（z））中，将相对于前后方向（X）的船首方向（Lc）以50度的第一角度（α1）延伸的第一倾斜线（L1）、以80度的第二角度（α2）延伸的第二倾斜线（L2）之间设为扇形区域（Rα），在使该扇形区域（Rα）的关键的虚拟点（P2（z））沿船体中心线Lc前后移动时，存在如下的虚拟点（P2（z））的位置：水平截面（Sh（z））的轮廓线（Ls（Z））的长度的50％以上100％以下的长度的轮廓线（Ls（Z））进入扇形区域（Rα）。由此，能够减小斜向迎风的影响，并且在由船体或上部构造物和堆积货物形成的水面上构造物产生升力，能够从该升力的船体的前后方向的分量获得推力，能够提高船舶的推进性能。

Description

小风阻船舶

技术领域

本发明涉及一种特别地相对于斜向迎风的风阻小的船舶，更详细而言，涉及一种通过设计船桥、居住区等的上部构造物的船尾侧的形状而减小相对于斜向迎风的风阻的船舶。

背景技术

在水面行驶的商船的几乎所有的船舶中，基于船舶的水面下的船体形状的设计的阻力减少、基于船体和螺旋桨和舵等的关系的推进性能的提高得到发展，此外，关于在水面附近的波浪导致的兴波阻力、碎波阻力、反射波中的阻力减少，也通过设计船首形状、船尾形状而谋求阻力减少。

另一方面，关于水面上的空气导致的阻力，也存在对空气阻力即风阻的改善要求，进行了各种努力。特别地，干舷较高且风压面积较大的汽车运输船（汽车专用船）、由于货物的装载而风压面积增加的集装箱船、上部构造部较大的客船等在水面上的风压面积较大，因此容易受到风压的影响，风阻的减少与节能相关，因此寄予厚望。

与此相关，如例如日本申请的特开2011-57052号公报中所述的那样，提出有如下的小风阻的船舶，将设置在上甲板上的上部构造物的船尾侧的形状、或者水面上的船体的船尾侧的形状的至少一方的水面上构造物的形状如下地形成：在该水面上构造物的上下方向的范围内至少0％～50％的范围中的与水面平行的各截面的形状中，进入比等腰梯形靠外侧的范围内且比等腰三角形靠内侧的区域，所述等腰梯形将最大宽度B的船尾侧最后部作为下边，将该下边的长度B1设为0.9×B，将底角θ1设为40度～80度，将上边的长度B2设为0.5×B，所述等腰三角形将前述最大宽度B的船尾侧最后部作为底边，将该底边的长度B3设为1.2×B，将底角θ2设为40度～80度。

在该小风阻的船舶中，以能够降低水面上的风压面积较大而易于受到风压的影响的汽车运输船、集装箱船、客船等的风压的影响、提高船舶的航运性能作为目的，提出下述形状：主要是关于来自正面的迎风，在水面上构造物的后方，防止在死水区域产生的停滞涡流和卡尔曼涡流那样的流出涡流的产生。

此外，另一方面，如例如日本申请的特表2014-501194号公报所述的那样，提出有如下的船壳，以借助相对风而产生向船的行进方向的空气力学的升力而使船壳作为帆而起作用的方式，令水面上的船壳的形状为对称形的NASA翼形状的空中翼，切断成为船尾侧的后缘而形成垂直于船壳的前后方向的截面。在该船壳时，公开了如下的风洞测试结果：在从大约13度到39度的风的区段获得了作用于船的移动方向的风力的分量。

不仅是这样地根据来自船舶的行进方向的正面的迎风，根据船舶航行的航路、航行时的气象条件，对于斜向迎风也能谋求风阻的减少这一点也变得被重视。

专利文献1 : 日本申请的特开2011-57052号公报

专利文献2 : 日本申请的特表2014-501194号公报。

本发明的发明者们得到下述认知：在船舶的航行中，若船舶自身的船速与自然风的风速变为大致相同的大小且在相对风向下进行考虑，则变为斜向迎风的概率较高。并且，根据斜向迎风下的风洞实验的结果等得到下述认知，特别地船尾中的形状对风阻产生较大影响、通过设计船舶的水面上构造物的外形的形状而能够无需特别地设置帆而在斜向迎风时获得推力。

发明内容

本发明是鉴于上述的状况而提出的，其目的在于提供一种小风阻的船舶，在水面上的风压面积比较大且容易受到风压的影响的汽车运输船、客船、集装箱船、木材搬运船等中，能够减小斜向迎风的影响，并且在由船体或上部构造物和集装箱等的堆积货物30形成的水面上构造物产生升力，能够从该升力的船体前后方向的分量获得推力，能够提高船舶的推进性能。

为了达成上述目的的本发明的小风阻的船舶是航行速度为弗劳德数在0.13～0.30的船舶，其特征在于，在水面上的船体或设置在上甲板上的上部构造物的至少一方的水面上构造物中，将前述水面上构造物的最大宽度的船尾侧最后部中的船体中心线上的点设为第一位置，将该第一位置与船体的最后端之间设为船尾侧第一范围，将前述水面上构造物的上下方向的任意的连续部分中的50％以上且100％以下的范围设为上下第一范围，在前述水面上构造物的前述船尾侧第一范围且前述上下第一范围中的与水面平行的各水平截面，将从船体中心线上的虚拟点相对于船体的前后方向的船首方向以第一角度延伸的线设为第一倾斜线，将从前述虚拟点相对于船体的前后方向的船首方向以第二角度延伸的线设为第二倾斜线，将前述第一角度设为50度（与θ＝40度对应），将前述第二角度设为80度（与θ＝10度对应），将前述第一倾斜线和前述第二倾斜线之间设为扇形区域，在使前述虚拟点在船体中心线上移动而使扇形区域沿船体的前后方向移动时，存在下述虚拟点的位置：前述水平截面的轮廓线的长度的50％以上100％以下的长度的轮廓线进入前述扇形区域。

此外，当将航行速度设为V（m/s）、将垂线间长度设为Lpp（m）、将重力加速度设为g（m/s ²）时， Fn＝V/（Lpp×g） ^1/2。在此，令作为本发明的对象的船舶的弗劳德数Fn为0.13～0.30的理由是，在弗劳德数Fn大于0.30的情况下的几乎所有的高速舰艇中，关于用于减少雷达反射的隐身技术，有时覆盖而遮蔽船体整体，因此是为了与这样的隐身用的罩进行区别。

根据该构造，将水面上的船体或者设置在上甲板上的上部构造物的至少一方的水面上构造物的船尾形状设为单舷侧的角度α是40度（degree）～80度的较大地打开的V字形状，使船尾的流动类似于翼后端的流动，从而能够形成在斜向迎风时能够产生升力那样的形状。

通过该形状，在斜向迎风时船尾的风的通过变得更好，向水面上构造物的后方的流动变得平滑，并且该水面上构造物的局部能够发挥翼的功能而使升力产生，能够利用该升力的船体前后方向的分量获得船舶的推力。另外，该升力以及推力的产生由风洞实验的结果得到确认。

此外，借助水面上构造物的钝角的船尾侧形状，还存在如下的优点：若是全长相同的船舶，则容积增加，相应地堆积量也会变多。

在上述的小风阻的船舶中，在前述上下第一范围（Rz1）的前述各水平截面的形状中，若将前述船尾侧第一范围的侧壁部由凹凸的宽度为前述水面上构造物的最大宽度的5％以下的平滑的曲线状的部分、或者凹凸的宽度为前述水面上构造物的最大宽度的5％以下的直线部分、或者二者的组合形成，则能够获得如下的效果。

根据该构造，形成为该凹凸较少的平滑的曲线状或者直线状，从而能够在该曲线状的部分或者直线状的部分抑制在流动中发生剥离而产生较大的涡流的情况。

在上述的小风阻的船舶中，若将形成前述水面上构造物的船尾侧的侧壁部以在前述船尾侧第一范围且前述上下第一范围中具有相对于水平面30度以上且90度以下的倾斜角的方式形成，则能够获得如下的效果。

根据该构造，通过使该船尾侧的侧壁部相对于水平面以30度以上90度以下倾斜，能够抑制在形成水面上构造物的船尾侧的船尾侧上表面与船侧侧壁部的角部发生的涡流。此外，进而，通过在该船尾侧上表面与船侧侧壁部的角部设置倒角或者圆角，能够更有效地抑制涡流。

在上述的小风阻的船舶中，在将前述上部构造物作为水面上构造物的情况下，在前述船尾侧第一范围且前述上下第一范围内，在各水平截面中将前述上部构造物的侧壁部的50％以上以直线形成，将该直线的相对于船体中心线的第一角度的关于上下方向的上下第一范围中的平均値设为第一平均角度αm，将前述上部构造物的下方的前述船体的侧壁部中的比前述上部构造物的前表面靠船尾侧的20％以上以直线形成，将相对于该船体中心线的第三角度的关于上下方向的船体的干舷的范围中的平均値设为第三平均角度θm，将角度γ1设为5度时，将前述第一平均角度αm和前述第三平均角度θm的关系设为（αm-γ1）≦θm≦（αm＋γ1）的关系，则能够发挥如下的效果。

根据该构造，在该船尾侧的上部构造物和船体的干舷之间，在上下方向中流动变少，维持平面的流动，从而能够维持发挥基于上部构造物和船体的各自的翼形状的后端效果，能够抑制斜向迎风中的船舶整体的风阻的增加，并且能够谋求由升力产生引起的推进性能的提高。

在上述的小风阻的船舶中，在将前述船体作为水面上构造物的情况下，在前述船尾侧第一范围且前述上下第一范围内，将前述水面上构造物的船尾侧的30％以上以直线形成，将相对于该船体中心线的第三角度的关于上下方向的船体的干舷的范围内的平均値设为第三平均角度θm，将角度γ2设为20度，将θ1设为50度时，将前述第三平均角度θm设为（θ1-γ2）≦θm≦（θ1＋γ2）的关系。

根据该构造，即使在将集装箱船等的上部构造物在船体的前后方向中配置在前方或者中间的船舶中，也能够利用船体的船尾形状发挥翼形状的后端效果，能够抑制斜向迎风中的船舶整体的风阻的增加，并且能够谋求由升力产生引起的推进性能的提高。

此外，根据集装箱等的堆积货物30向上甲板上的配置方式，令作为堆积时的货物的整体的形状与船体的船尾形状匹配或成为类似形状，从而除了船体的船尾侧的翼形状的后端效果之外，在作为上甲板上的堆积时的货物的整体的形状中，也能够使翼形状的后端效果发挥。

根据本发明的小风阻的船舶，在水面上的风压面积较大且容易受到风压的影响的汽车运输船、客船、集装箱船、木材搬运船等中，能够减小斜向迎风的影响，并且能够在由船体或上部构造物和集装箱等的堆积货物30形成的水面上构造物产生升力，能够从该升力的船体前后方向的分量获得推力，能够获得能够提高船舶的推进性能的推力，能够提高船舶的推进性能。其结果为，能够提高燃料效率而谋求节能化。

附图说明

图1是从左舷斜上方的后方观察本发明的第一实施方式的船舶的图。

图2是作为图1的船舶中的水面上构造物的船体的后部侧的侧视图。

图3是示出作为图1中的船舶中的水面上构造物的船体的水平截面的船尾侧形状的俯视图。

图4是本发明的第二实施方式中的船舶的右侧视图。

图5是从斜上方的前方观察作为图4的船舶中的水面上构造物的上部构造物的图。

图6是图4的船舶的船尾部分的右侧视图。

图7是图4的船舶的船尾部分的水平剖视图。

图8是示出图4的船舶的上部构造物的后侧的侧壁部和船体的侧壁部的俯视中的角度关系的示意的俯视图。

图9是本发明的第三实施方式中的船舶的右侧视图。

图10是示出图9的船舶中的船体的侧壁部的在俯视下的角度关系的示意的俯视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的小风阻的船舶的实施方式进行说明。在此，在第一实施方式中以汽车运输船（汽车专用船）作为例子而进行说明，在第二实施方式中以货船作为例子而进行说明，所述货船具有被设置在比上甲板靠上方的居住区兼船桥的上部构造物。但是，本发明不仅能够应用于汽车运输船或货船，也能够应用于客船等其他的船舶。另外，为了排除为了隐身技术而覆盖而遮蔽船体的舰艇，为与船舶的航行速度V有关的弗劳德数Fn为0.13～0.30的船舶。另外，将船首垂线F.P.和船尾垂线A.P.之间的距离称为垂线间长度Lpp。

首先，对第一实施方式的小风阻的船舶（以下称为船舶）进行说明。如图1～图3所示，该第一实施方式的船舶1是以汽车运输船作为例子的船舶，从船体2的船首到船尾，为了固定汽车而而进行搬运，具有层阶构造的多个甲板，在作为最上部的甲板的上甲板3上设置有桅杆4和烟囱5，但没有设置船桥和居住区等船楼。在该船舶1中，船桥和居住区都设置在比上甲板3靠下方，在比上甲板3靠上方尽量不设置突出物，使风阻减少。例如，船桥设置在比上甲板3靠下方的视野良好的船首部，居住区设置在靠近具有发动机的发动机室的船尾侧。

此外，在比水面靠下方，在船首侧设置有船首球鼻2a，在船尾侧设置有螺旋桨6和舵7。在该图1的船舶1中为一轴一舵，但不被限定于此，也可以是两轴两舵的多轴船等。

在该构造中，在船首部，从船首前缘上端朝向上甲板3而形成向上的倾斜面3a。该倾斜面3a形成为相对于水平面的仰角为20度（degree）～60度，优选成为38度。由此，当风流从船首前缘上端朝向上甲板3流动时，抑制在上甲板3的部分中的剥离和涡流的产生，将风阻减小。

在船体2的上甲板3和舷侧部8所成的角部处跨从船首到船尾的大致全长而设置切去台阶部9。如图1所示，该切去台阶部9具有深度ds和宽度bs而形成，所述深度ds是从船体中央的上甲板到船底（龙骨线）的深度D减去压载吃水db后的压载状态下的干舷fb的5～20％。例如，通过以成为载荷的一台至两台汽车的宽度而方形状地切去而形成。

利用该切去台阶部9，相对于斜向的风而在连结上甲板3和舷侧部8的角部处的剥离以及涡流的产生被抑制，风压导致的阻力、横向力、偏航力矩被减轻。另外，该切去台阶部9若跨从船首到船尾的大致全长而设置则效果较大，但也可以跨从船首到大致船体中央部的范围而设置。

此外，在图1的构造中，在船体2的舷侧部8的水面上的部分（水面上构造物）的船尾设置有用于进行汽车的装载和卸载的舷梯坡道用的开口部及其门10。此外，也可以在船体2的中央部附近的舷侧部8设置用于进行汽车的装载和卸载的舷梯坡道用的开口部及其门。

如图1～图3所示，在作为该水面上的船体的水面上构造物2中，将船体2的最大宽度Bmax的船尾侧最后部中的船体中心线Lc上的点设为第一位置P1，将该第一位置P1与船体2的最后端Pa之间设为船尾侧第一范围Rx1。此外，将水面上构造物2的上下方向的任意的连续部分处的50％以上且100％以下，优选为40％以上且100％以下的范围设为上下第一范围Rz1。将该水面上构造物2的船尾侧第一范围Rx1且上下第一范围Rz1设为船尾特定范围Sa1（图1以及图2的交叉阴影线部分）。另外，作为该上下方向的整个范围，令水面位置为下端，直到除了桅杆4和烟囱5等的船体2的最上部，在具有上部构造物（未图示）的情况下直到其最上部。

并且，在该船尾特定范围Sa1中的与水面平行的各水平截面Sh（z）中，将从船体中心线Lc上的虚拟点P2（z）相对于船体2的前后方向X的船首方向（+X方向）以第一角度α1延伸的线设为第一倾斜线L1，将从虚拟点P2（z）相对于船体2的前后方向X的船首方向（+X方向）以第二角度α2延伸的线设为第二倾斜线L2。进而，在此，将第一角度α1设为50度（degree），优选设为55度，将第二角度α2设为80度，优选设为65度。此外，将第一倾斜线L1和第二倾斜线L2之间设为扇形区域Rα（z）。

在上述的条件下，构成为在使虚拟点P2（z）在船体中心线Lc上移动而使扇形区域Rα（z）沿船体的前后方向移动时，存在如下的虚拟点P2（z）的位置：水平截面Sh（z）的轮廓线Ls（z）长度的50％以上100％以下的长度、优选为60％以上100％以下长度的轮廓线Ls（z）进入扇形区域Rα（z）。换言之，成为如下的构造：在船体中心线Lc上的适当的位置设置虚拟点P2（z）时，水平截面Sh（z）的轮廓线Ls（z）长度的50％以上100％以下的长度、优选为60％以上100％以下长度的轮廓线Ls（z）进入将虚拟点P2（z）作为顶点的扇形区域Rα（z）的内部。

根据该构造，能够令水面上的船体2的水面上构造物的船尾形状为单舷侧的角度α为40度（degree）～80度，优选为55度～65度的较大地打开的V字形状。若为该船尾形状，则船尾的流动成为与翼的后端的流动类似的流动，在斜向迎风时与翼相同，能够产生升力。

即，通过具有该船尾形状的船体2，在斜向迎风时船尾的风的通过变得更好，向水面上构造物2的后方的流动变得平滑，并且该水面上构造物2的局部发挥翼的功能而能够使升力产生。借助该升力的船体2的前后方向X的分量能够获得船舶1的推力。另外，该升力以及推力的产生由风洞实验的结果得到确认。

在该汽车运输船和客船等那样地几乎没有立起于暴露甲板的上部构造物、或非常小，水面上的部分呈船体2像从水面以该状态向上延伸的形状的船舶中，从该船首到船尾的船体2成为与翼形状类似的形状，因此通过令船尾形状为与翼的后端具有大致相同功能那样的形状，能够将在斜向迎风中产生的升力变大，能够获得来自该升力的推力。

此外，根据该构造，相对于斜向迎风，船体2的船尾侧的风的通过变得更好，因此减少船体2的船尾部分的涡流的产生，能够减小在该部分的风导致的船体横方向Ｙ的风力，能够减少作用在船体2的风导致的旋转力矩。由此，能够减小用于抵消旋转力矩的操舵的角度，从该方面也能够提高推进效率，此外，也能够提高操作性。

此外，利用船体2的钝角的船尾侧形状，存在如下的优点：若是全长相同的船舶，则容积增加，相应地堆积量也会变多。

此外，在上下第一范围Rz1的各水平截面Sh（z）的形状中，优选将形成水面上构造物2的船尾侧的船尾特定范围Sa1的侧壁部（舷侧部）8由凹凸的宽度为船体2的最大宽度Bmax的5％以下的平滑的曲线状的部分、或者凹凸的宽度成为船体2的最大宽度Bmax的5％以下的直线部分、或者二者的组合形成。通过使其成为该构造，能够在该曲线状的部分或者直线状的部分处抑制在流动中发生剥离而产生较大的涡流的情况。

此外，在船尾侧第一范围Rx1且上下第一范围Rz1中，若将形成水面上构造物2的船尾侧的侧壁部8以相对于水平面具有30度以上且90度以下的倾斜角β的方式形成，则能够抑制在形成水面上构造物2的船尾侧的船尾侧上表面的上甲板3和侧壁部8的角部发生的涡流。另外，也可以如下所述地设置：若该侧壁部8在水面上的整体或者上侧的一部分形成为向外侧凸出的曲面状，则在水面上构造物2的上侧（甲板、船桥的上表面等）流来的空气流动能够沿该侧壁部8的曲面下降，能够抑制涡流等的产生导致的阻力增加。在该情况下，将曲面上的各点处的切面与水平面所成的角度设为倾斜角β。

若将该倾斜角β设为比30度小，则船尾侧部分的下部向船尾方向较大地延伸，若设为过大而比90度大，则变得不实用。此外，进而，通过在该上甲板3和侧壁部8的角部设置倒角或圆角，能够更有效地抑制涡流。

接着，对第二实施方式的小风阻的船舶（以下称为船舶）进行说明。如图4～图8所示，该第二实施方式的船舶1A是以货船（在此是散货船）作为例子、在船尾部的上甲板3的上方配置有上部构造物20的船尾船桥船，所述上部构造物20具备舰桥21和居住区22。作为该货船，以散货船、油轮、普通货船等在船尾具有居住区的船舶为例。在该上部构造物20的上表面设置桅杆4和烟囱5，进而，在船桥21的两舷侧设置有为航海船桥甲板的一部分且为在船侧伸出的部分的导航翼（闪避器）21a。

如图4～图8所示，在设置在上甲板3上的上部构造物20即水面上构造物20中，将上部构造物20的最大宽度Bmax的船尾侧最后部中的船体中心线Lc上的点设为第一位置P1，将该第一位置P1与船体2的最后端Pa之间设为船尾侧第一范围Rx1。此外，将水面上构造物20的上下方向的50％以上且100％以下，优选为40％以上且100％以下的范围设为上下第一范围Rz1。作为该上下方向的整个范围，为从上部构造物20的下端即上甲板3的上表面直到除了桅杆4和烟囱5等的上部构造物20的最上部。

并且，将水面上构造物20的船尾侧第一范围Rx1且上下第一范围Rz1设为船尾特定范围Sa1（图4～图6的交叉阴影线部分）。在该船尾特定范围Sa1中的与水面平行的各水平截面Sh（z）中，将从船体中心线Lc上的虚拟点P2（z）相对于船体2的前后方向X的船首方向（+X方向）以第一角度α1延伸的线设为第一倾斜线L1，将从虚拟点P2（z）相对于船体2的前后方向X的船首方向（+X方向）以第二角度α2延伸的线设为第二倾斜线L2。进而，在此，将第一角度α1设为50度（degree），优选设为55度，将第二角度α2设为80度，优选设为65度。此外，将第一倾斜线L1和第二倾斜线L2之间设为扇形区域Rα（z）。

在上述的条件下，构成为在使虚拟点P2（z）在船体中心线Lc上移动而使扇形区域Rα（z）沿船体2的前后方向X移动时，存在如下的虚拟点P2（z）的位置：水平截面Sh（z）的轮廓线Ls（z）的长度的50％以上100％以下的长度，优选为60％以上100％以下长度的轮廓线Ls（z）进入扇形区域Rα（z）。换言之，成为如下的构造：在船体中心线Lc上的适当的位置设置虚拟点P2（z）的情况下，水平截面Sh（z）的轮廓线Ls（z）的长度的50％以上100％以下的长度，优选为60％以上100％以下长度的轮廓线Ls（z）进入将虚拟点P2（z）作为顶点的扇形区域Rα（z）的内部。

根据该构造，能够令上部构造物20的水面上构造物20的船尾形状为单舷侧的角度α为40度（degree）～80度，优选为55度～65度的较大地打开的V字形状。若为该船尾形状，则船尾的流动成为与翼的后端的流动类似的流动，在斜向迎风时与翼相同而能够产生升力。

即，借助具有该船尾形状的上部构造物20，在斜向迎风时船尾的风的通过变得更好，向水面上构造物20的后方的流动变得平滑，并且该水面上构造物20的局部发挥翼的功能而能够使升力产生。借助该升力的船体2的前后方向X的分量能够获得船舶1的推力。另外，该升力以及推力的产生由风洞实验的结果得到确认。

在该第二实施方式的船舶1A那样地在船尾部分具有上部构造物20的船舶中，在集装箱船中，在上甲板3上堆积集装箱（堆积货物）30，在木材搬运船中，在上甲板3堆积木材等，由此上甲板3上方的形状作为整体而成为细长的形状。在这样的船舶中，利用从该船首到船尾的上部构造物20和堆积货物30而成为与翼形状类似的形状，因此通过令上部构造物20的船尾侧形状为与翼的后端具有大致相同功能那样的形状，从而能够加大在斜向迎风中产生的升力，能够从该升力得到推力。

此外，根据该构造，相对于斜向迎风，上部构造物20的船尾侧的风的通过变得更好，因此能够减少该船尾侧部分的涡流的产生而减小在该部分的风导致的船体横方向Ｙ的风力，能够减少作用在上部构造物20的风导致的旋转力矩。由此，能够减小用于抵消旋转力矩的操舵的角度，从该方面也能够提高推进效率，此外，也能够提高操作性。关于该旋转力矩的效果，即使在上部构造物20的前方的上甲板3的上方没有堆积堆积货物30的状态下也能够发挥，能够提高推进效率和操作性。

此外，利用上部构造物20的钝角的船尾侧形状，存在如下的优点：若是全长相同的船舶，则容积增加，相应地堆积量也会变多。

此外，优选在上下第一范围Rz1的各水平截面Sh（z）的形状中，形成水面上构造物20的船尾侧的船尾第一范围Rx1的侧壁部（上部构造物10的壁面）28由凹凸的宽度为上部构造物20的最大宽度Bmax的5％以下的平滑的曲线状的部分、或者凹凸的宽度为上部构造物20的最大宽度Bmax的5％以下的直线部分、或者二者的组合来形成。通过使其成为该构造，在该曲线状的部分或者直线状的部分能够抑制在流动中发生剥离而产生较大的涡流的情况。

此外，在船尾侧第一范围Rx1且上下第一范围Rz1中，若将形成水面上构造物20的船尾侧的侧壁部28以相对于水平面具有30度以上且90度以下的倾斜角β的方式形成，则能够抑制在形成水面上构造物20的船尾侧的船尾侧上表面27和侧壁部28的角部发生的涡流。另外，优选该侧壁部28在水面上的整体或者上侧的一部分形成为向外侧凸出的曲面状，则在该情况下，将曲面上的各点处的切面与水平面所成的角度设为倾斜角β。

若将该倾斜角β设为比30度小，则船尾侧部分的下部向船尾方向较大地延伸，若设为过大而比90度大，则变得不实用。此外，进而，通过在船尾侧上表面27和侧壁部28的角部设置倒角或圆角，能够更有效地抑制涡流。

此外，在将该上部构造物20作为水面上构造物20的货船1A中，在船尾侧第一范围Rx1且上下第一范围Rz1内，还优选以如下方式构成。

即，如图8所示，在各水平截面将上部构造物20的侧壁部28的50％以上以直线L3（z）形成，将该直线L3（z）的相对于船体中心线Lc的第一角度α（z）的关于上下方向Z的上下第一范围Rz1中的平均値设为第一平均角度αm。此外，将上部构造物20的下方的船体2的侧壁部(干舷)8中的比上部构造物20的前表面靠船尾侧的20％以上，优选为30％以上，更优选为40％以上以直线L4（z）形成。

并且，将该直线L4（z）的相对于船体中心线Lc的第三角度θ（z）的关于上下方向Z的船体2的干舷8的范围中的平均値设为第三平均角度θm，将角度γ2设为5度。在这时，将第一平均角度αm和第三平均角度θm的关系设为（αm-γ2）≦θm≦（αm＋γ2）的关系。

由此，在该船尾侧的上部构造物20和船体2的干舷8之间，在俯视下的第一平均角度αm和第三平均角度θm之间没有太大的差异，因此由于上部构造物20和船体2的上下方向的流动而被扰乱的可能性变小，平面的流动易于被维持，因此能够发挥基于上部构造物20和船体2的各自的翼形状的后端效果，能够抑制斜向迎风中的船舶1A整体的风阻的增加，并且能够谋求由升力产生引起的推进性能的提高。

变得能够抑制涡流。

接着，对第三实施方式的小风阻的船舶（以下称为船舶）进行说明，如图9以及图10所示，该第三实施方式的船舶1B是在第一实施方式的船舶1中，进而限定船尾形状的船舶。另外，图9是集装箱船的例子。

该船舶1B以下述船舶作为主要的对象，在集装箱船等中，在上甲板3的上方具有上部构造物20，所述上部构造物20具备舰桥21和居住区22，但该上部构造物20关于船体前后方向X不是被配置在船尾侧而是配置于船首侧、中间位置。

在将该船体2作为水面上构造物2的船舶1B中，与第一实施方式的船舶1同样地，设置船尾侧第一范围Rx1和上下第一范围Rz1，令该船尾侧第一范围Rx1且将上下第一范围Rz1为船尾特定范围Sa1，将在该部分的船尾形状以如下方式形成。

即，将船体（水面上构造物）2的船尾侧的30％以上以直线L4（z）形成，将该直线L4（z）的相对于船体中心线Lc的第三角度θ（z）的关于上下方向（Z）的平均値设为第三平均角度θm，将角度γ2设为20度，优选设为10度，更优选设为5度，将θ1设为50度时，将第三平均角度θm设为（θ1-γ2）≦θm≦（θ1＋γ2）的关系。

根据该构造，在集装箱船等的将上部构造物20在船体前后方向Z中配置在前方或者中间那样的船舶1B中，也能够借助船体2的船尾形状而容易发挥翼形状的后端效果，抑制斜向迎风中的船舶整体的风阻的增加，并且能够谋求由升力产生引起的推进性能的提高。

此外，根据集装箱等的堆积货物30向上甲板3上的配置方式，能够将作为堆积时的货物的整体的形状与船体2的船尾形状匹配或成为类似形状，从而除了船体2的船尾侧的翼形状的后端效果之外，在作为上甲板3上的堆积时的货物30的整体的形状中，也能够使翼形状的后端效果进行发挥。

根据上述构造的船舶1、1A、1B，在水面上的风压面积比较大而容易受到风压的影响的汽车运输船、客船、集装箱船、木材搬运船等中，能够减小斜向迎风的影响，并且能够在由船体2或在上部构造物20和集装箱等的堆积货物30而形成的水面上构造物2、20产生升力，能够从该升力的船体2前后方向X的分量获得推力，能够提高船舶1、1A、1B的推进性能。其结果为，能够提高燃料效率而谋求节能化。

附图标记

1、1A、1B 船舶

2 船体（水上构造物）

3 上甲板

8 舷侧部

20 上部构造物

21 舰桥

22 居住区

30 堆积货物(集装箱)

A.P. 船尾垂线

Bmax 最大宽度

F.P. 船首垂线

L1 第一倾斜线

L2 第二倾斜线

Lc 船体中心线

Lpp 垂线间长度

Ls（z） 水平截面的轮廓线

P1 第一位置

P2 虚拟点

PA 船体的最后端

Rx1 船尾侧第一范围

Rz1 上下第一范围

Rα（z） 扇形区域

Sa1 船尾特定范围

Sh（z）船尾特定范围中的水平截面

X 船体的前后方向

Ｙ 船体的左右方向

Z 船体的上下方向

α 单舷侧的角度

α1 第一角度

α2 第二角度

β 倾斜角

θ 第三角度。

Claims (4)

1.一种小风阻的船舶，是航行速度为弗劳德数在0.13～0.30的船舶，其特征在于，

在水面上的船体或者设置在上甲板上的上部构造物的至少一方的水面上构造物中，

将前述水面上构造物的最大宽度的船尾侧最后部中的船体中心线上的点设为第一位置，将该第一位置与船体的最后端之间设为船尾侧第一范围，将前述水面上构造物的上下方向的任意的连续部分处的50％以上且100％以下的范围设为上下第一范围，

前述水面上构造物的前述船尾侧第一范围且前述上下第一范围中的与水面平行的各水平截面中，

将从船体中心线上的虚拟点相对于船体的前后方向的船首方向以第一角度延伸的线设为第一倾斜线，将从前述虚拟点相对于船体的前后方向的船首方向以第二角度延伸的线设为第二倾斜线，将前述第一角度设为50度，将前述第二角度设为80度，将前述第一倾斜线和前述第二倾斜线之间设为扇形区域，使前述虚拟点在船体中心线上移动而使扇形区域沿船体的前后方向移动时，

存在前述水平截面的轮廓线的长度的50％以上100％以下的长度的轮廓线进入前述扇形区域那样的前述虚拟点的位置，

将前述上部构造物作为水面上构造物的情况下，

在前述船尾侧第一范围且前述上下第一范围，

在各水平截面，将前述上部构造物的侧壁部的50％以上以直线形成，将该直线的相对于船体中心线的第一角度的关于上下方向的上下第一范围中的平均値设为第一平均角度αm，

将前述上部构造物的下方的前述船体的侧壁部中的比前述上部构造物的前表面靠船尾侧的20％以上以直线形成，将该直线的相对于船体中心线的第三角度的关于上下方向的船体的干舷的范围中的平均値设为第三平均角度θm，将角度γ1设为5度时，

将前述第一平均角度αm和前述第三平均角度θm的关系设为(αm-γ1)≦θm≦(αm+γ1)的关系。

2.一种小风阻的船舶，是航行速度为弗劳德数在0.13～0.30的船舶，其特征在于，

在水面上的船体或者设置在上甲板上的上部构造物的至少一方的水面上构造物中，

将前述水面上构造物的最大宽度的船尾侧最后部中的船体中心线上的点设为第一位置，将该第一位置与船体的最后端之间设为船尾侧第一范围，将前述水面上构造物的上下方向的任意的连续部分处的50％以上且100％以下的范围设为上下第一范围，

前述水面上构造物的前述船尾侧第一范围且前述上下第一范围中的与水面平行的各水平截面中，

将从船体中心线上的虚拟点相对于船体的前后方向的船首方向以第一角度延伸的线设为第一倾斜线，将从前述虚拟点相对于船体的前后方向的船首方向以第二角度延伸的线设为第二倾斜线，将前述第一角度设为50度，将前述第二角度设为80度，将前述第一倾斜线和前述第二倾斜线之间设为扇形区域，使前述虚拟点在船体中心线上移动而使扇形区域沿船体的前后方向移动时，

存在前述水平截面的轮廓线的长度的50％以上100％以下的长度的轮廓线进入前述扇形区域那样的前述虚拟点的位置，

在将前述船体作为水面上构造物的情况下，

在前述船尾侧第一范围且前述上下第一范围，

将前述水面上构造物的船尾侧的30％以上以直线形成，将该直线的相对于船体中心线的第三角度的关于上下方向的平均値设为第三平均角度θm，将角度γ2设为20度，将θ1设为50度时，

将前述第三平均角度θm设为(θ1-γ2)≦θm≦(θ1+γ2)的关系。

3.如权利要求1或2所述的小风阻的船舶，其特征在于，在前述上下第一范围的前述各水平截面的形状中，由凹凸的宽度为前述水面上构造物的最大宽度的5％以下的平滑的曲线状的部分、或者凹凸的宽度为前述水面上构造物的最大宽度的5％以下的直线部分、或者二者的组合来形成前述船尾侧第一范围的侧壁部。

4.如权利要求1或2所述的小风阻的船舶，其特征在于，将形成前述水面上构造物的船尾侧的侧壁部以在前述船尾侧第一范围且前述上下第一范围中相对于水平面具有30度以上且90度以下的倾斜角的方式形成。

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