V型剖面

底部相对尖瘦而舷侧明显呈外倾如同V字形的横剖面

V型剖面（V-section）是指底部相对尖瘦而舷侧明显呈外倾，如同V字形的横剖面。V型剖面一般用于低速船首端，可减小纵摇和垂荡，有利于改善溅浸性，在风浪中比U型剖面易于维持速度。V型剖面用于双桨船尾部时便于布置尾轴架。通常U型剖面相当于较瘦削的水线，而V型剖面对应于较丰满的水线。

简介

V型剖面常与凸形设计水线相配合。其湿表面积较小，可减小摩擦阻力；水流易向船底流动，并可避免在舭部产生涡流。V型剖面一般用于低速船首端，可减小纵摇和垂荡，有利于改善溅浸性，在风浪中比U型剖面易于维持速度。V型剖面用于双桨船尾部时便于布置尾轴架。V型剖面船使浮心和重心升高，配合大的水线面对稳性和耐波性有利，但底部狭窄对货舱和机舱布置不利可靠的，夜间当天、地波场强比超过28%时，巷识别就变得不可靠，使巷识别作用距离大大缩小。

横剖面形状

在一定的横剖面面积曲线下，横剖面形状与满载水线形状直接关联。换句话说，横剖面形状在相当大程度上已为满载水线形状所决定。通常U型剖面相当于较瘦削的水线，而V型剖面对应于较丰满的水线。U型和V型又可各分为极端和缓和两种，其名称都系比较而言，意义略如图1所示。单独由剖面形状出发也是从另一角度入手研究船形问题的方法。

根据傅汝德的意见，就阻力而言，最佳船形的横剖面在前体应为U型，在后体应为V型。前体用U型可使排水量集中于下部，满载水线可较瘦削，有利于兴波阻力的减小。后体用V型可使排水量集中于上部，船尾下部则较瘦削，而上部可借助于巡洋舰型尾使其处型线坡度在一定角度以内，这样即使发生边界层分离，也局限于上部，且不致于影响螺旋桨效率。再就摩擦阻力而言，水流沿船体表面分布越均匀的，摩擦阻力越小。因船的吃水都较其半宽为小，水线的平均坡度则较纵剖线的平均坡度为陡，所以欲获得边流，船前体水线的坡度需小于纵剖线，也就是应采用进角瘦削的U型剖面。根据同样理由，欲在船后体维持连续边流，应采用V型剖面，使船底水流易于上升。所以傅汝德的法则，至今仍属适用，不少船舶即依此设计的。但近年研究指出，单螺旋桨船的前体用V型，由于湿面积较小所以摩擦阻力较小，尤其在较短的船又可减小纵摇角度和汹涛阻力。单螺旋桨船的后体用V型，由于船底水流易于上升，也就是可光顺地流经舭部而不致产生舭涡。如用U型，则虽船底水流较难光顺地流经后体曲度突变的舭部，结果导致舭涡，耗散能量，增加阻力；但另上方面由于舭涡的作用使伴流分布较为均匀，推进效率较高，因此与用V型比较可避免振动而所需的机器马力实际上无大差别。在双螺旋桨船后体一般都用V型。

瑞典船模试验池试验结果指出，对肥大船型，尾部用U型剖面的阻力较球鼻型尾约大5%而较V型剖面约大7%。由于尾涡的作用，尾部用U型剖面和球鼻型尾较V型剖面所需的轴马力分别高3%和低4%。由于球鼻型尾的伴流分布最较均匀，所以具有较佳的避振性能。

横剖面形状对耐波性的影响

深V型船的横剖面按折角线分可以有单折角线和双折角线两种基本形式，按底部的线型又可分为：深凸V型、深V型和深凹V型三种形式，如图2中(a)所示。尾部采用方尾，尾板的水下面积与舯剖面的水下面积之比AT/AM称为尾端收缩系数，尾板下端离开基线的距离称为尾板的升高，见图2中(c)和图2中(d)。横剖面斜角用表示，见图2中(b)。

船舶纵摇时，船首向下运动的初期虽然深凸V型横剖面具有较大的阻尼，但这时的向下速度并不很大，因此艇首不会产生大的垂向加速度；在艇首继续下降时虽然下降速度增大，但深凸V型剖面的入水阻力增加缓慢，因此在艇首下降运动的整个过程中艇体受到几乎是不变的向上作用力，向上加速度不会达到很大的峰值。对于深凹V型横剖面的情况则不同，在艇首下降运动的过程中，向下速度和入水阻力可能会同时达到最大，特别是在舭部附近的入水阻力将急剧增大。因此深凹V型船的冲击加速度要比深凸V型或常规尖舭型艇略大，通常很少采用。

日内瓦水动力研究机构(HRS)对1000t左右、船长相近的深V和圆舭两种船型的砰击概率作了理论计算，如图3所示。计算结果与迎浪状态下的船模耐波性试验结果相一致，深V型船的砰击概率要比与它相当的圆舭型船低得多，这主要是因为深V型船的吃水较深，尖舭的折角线无论是对横摇运动还是对纵摇运动都有更大的阻尼作用，因此在同等情况下横摇幅度和纵摇幅度均比一般圆舭型船要小。同时,由于横向斜升角越大，吃水较深，对减小纵摇运动幅度有利。深V型船的后体均保持有较大的底部横向斜升角，这使得其纵摇轴更接近于艇的重心纵向位置。因此纵摇固有周期应当比常规的圆舭型艇要短，在风浪中更容易引起谐振。但由于纵摇轴移到舯部，则不仅转动惯性半径减小而且转动力矩减小。可以认为这是深V型船首部冲击加速度明显减小的主要原因。

由规则波和模拟不规则波中的船模试验结果也证明，深V型船与常规圆舭型船相比，其纵摇性能和垂荡性能都要好些，首部和尾部的垂向加速度相应地也较小，随着航速和海况的提高，深V型船的纵向运动性能与圆舭型船相比的优势会更加显著。静水横摇自由衰减试验与规则波中的横摇试验结果显示，当安装有相类似的附体时，深V型船在不同航速时的横摇阻尼明显地大于圆舭型船，图4给出了在同吨位、同样环境条件下的优秀圆舭型船和两种不同横向斜升角的深V型船的横摇运动性能比较。

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