双体船的总体性能设计
高速穿浪双体船船型及性能研究_何义（1）
⾼速穿浪双体船船型及性能研究_何义（1）⾼速穿浪双体船船型及性能研究*何义赵连恩(哈尔滨⼯程⼤学船舶与海洋⼯程系,哈尔滨150001)摘要穿浪双体船(WPC)是在⼩⽔线⾯双体船和⾼速双体船的基础上发展起来的⼀种新型⾼性能船,它保留了SWATH 船型的低阻⾼速、甲板⾯积宽敞等优点,同时融合了深V 船型优良耐波性作者对穿浪双体船的船型及阻⼒和耐波性等⽅⾯进⾏了研究关键词穿浪双体船;耐波性;阻⼒分类号 U 661.3Study of Form and Performance of High SpeedWave Piercing CatamaranHe Yi Zhao Lianen(Dept.of Naval Architecture and Ocean Eng.,Harbin Eng ineering U niversity ,Harbin 150001)Abstract Wave piercing catamaran is a new type of high speed multi-hull ship w hich is different from conventional high speed catamaran.In this paper the hydrody -namic research of w ave piercing catamaran is described.It includes the study of resis -tance and seakeeping perform ance.The results are compared w ith those of round-bilge and deep-Vee hulls.Key words wave piercing catamaran;seakeeping;resistance图1 艇体型线图0 引⾔穿浪双体船(WPC)是80年代在⼩⽔线⾯双体船(SWATH)和⾼速双体船的基础上发展起来的⼀种新型⾼性能船,它保留了SWATH 船型的低阻⾼速、甲板⾯积宽敞等优点,同时融合了深V 船型优良耐波性,克服了SWATH 船⽚体⽆储备浮⼒和空间⼩等缺点因此WPC 具有⾼效节能,综合性能优良,建造⼯艺简单,使⽤成本低,技术风险⼩等特点,已为许多先进国家所采⽤[1]收稿⽇期:1996-05-31* 船舶⼯业国防科技预研基⾦资助项⽬责任编辑:刘⽟明第18卷第4期哈尔滨⼯程⼤学学报 Vol.18, .41997年8⽉ Journal of H arbin Engineering University Aug.,19971 性能与船型1.1 主尺度及⽚体形状在排⽔量已确定的情况下,选择穿浪双体船的长宽⽐L /B ,或确定修长系数L / 1/3,应以付⽒数F 为根据,在F =1.0~3.0的过渡航态范围,其修长系数越⼤则对阻⼒性能越有利,因此相应的长宽⽐L /B 值就越⼤穿浪双体船的容积付⽒数通常在1.5~2.5的范围,较⼤的修长系数可获得较好的阻⼒性能⽚体采⽤深V 形的横剖⾯形状,艏部龙⾻甚⾄可下沉到基线以下,以增加V 形的程度,形成极深V 形,可避免艇艏底部出⽔,从⽽减⼩波浪的拍击⽔线进⾓,根据付⽒数和结构⽅⾯的允许,取得越⼩越好对⾼速轻型穿浪双体船艉底横向斜升⾓,可以根据阻⼒性能和耐波性能来确定,通常采⽤较⼩的的值可获得较⼤的动升⼒,能提⾼艇的快速性能,同时有利于采⽤喷⽔推进器但对于航速较低、排⽔量较⼤的⼤型穿浪双体船,采⽤使后体变平来产⽣有效升⼒的⽅法是不可取的,这是因为升⼒正⽐于尺度的平⽅⽽排⽔量正⽐于尺度的⽴⽅这不仅不能获得所谓的滑⾏特性,改善阻⼒性能,反⽽会使耐波性恶化因此,对于此类船可以采⽤较⼩的艉端收缩系数和较⼤的艉底部横向斜升⾓ 1.2 浮体⼲舷与常规双体船相⽐,WPC 具有较⼩浮体⼲舷,尤其在艏艉两端,⼲舷⼤幅度减⼩,甚⾄为负值,这使得浮体的储备浮⼒沿船长具有合理的纵向分布,以减⼩船体对波浪运动的响应,避免发⽣失速这使穿浪双体船在波浪中具有较⾼的航速,提⾼耐波能⼒,改善船体运动性能,在较⾼的海情下减⼩晕船率,能正常使⽤和发挥武备的威⼒1.3 连接桥和中央船体的形状连接桥和中央船体的形状与船舶在波浪中的运动性能有密切关系连接桥的形状关系到储备排⽔量的分布,因此影响到穿浪双体船的航态控制和耐波性能连接桥的⽔线⾯尖瘦,能提供的附加储备浮⼒很⼩,特别是在靠近艏艉端部连接桥采⽤拱形的横剖⾯形状,有利于减⼩波浪对船体的冲击作⽤,也有利于船体的横向强度中央船体在艏部的龙⾻采⽤下垂的形式,横剖⾯呈深V 形,可缓和在⼤波浪中中央船体艏底部所受到波浪的砰击,同时提供附加的储备浮⼒在⼀般海情下,中央船体不与波浪接触,只有在很⼤的海浪中,其图2 剩余阻⼒系数曲线附加的储备浮⼒可防⽌由于浮体的储备浮⼒不⾜,⽽使船艏过于陷⼊波涛中,以⾄甲板上浪或发⽣埋艏现象1.4 浮体间距浮体间距增⼤,当F r <0.5时,对于静⽔阻⼒的影响,规律性不太明显;当F r >0.5时,⼀般对静⽔阻⼒有利,对耐波性也有利,间距越⼤对艇在横浪中的运动越有利,可使其横向和纵向加速度明显减⼩,特别是在较短横波长的情况下更为有利同时,使甲板⾯积增⼤,有利于舱室布置9 第4期何义等:⾼速穿浪双体船船型及性能研究图3 阻⼒⽐较和甲板载货但是过⼤的浮体间距对船体的横向强度不利,使艇的结构重量增加2 船模试验及结果2.1 船模尺⼨及试验状态试验模型为玻璃钢材料制作,外观光滑平顺,尺度为船模总长1.740m ,⽔线长1.560m ,总宽0.744m ,⽚体宽0.136m ,吃⽔0.036m ,型线图见图1 2.2 试验数据处理2.2.1 阻⼒试验及数据处理阻⼒试验在静⽔中进⾏,试验前对模型重量、吃⽔和浮态等参数进⾏了严格调整,完成了三种排⽔量时,不同航速下阻⼒的测量试验结果见图2 将阻⼒曲线换算成600t 实船的阻⼒曲线,并与同吨位单体船进⾏⽐较,见图32.2.2 耐波性试验及数据处理试验前对重⼼位置和纵横向惯性矩进⾏了仔细调整和校验,完成了迎浪航⾏三种航速不同波长的试验,同时测量记录了纵摇、升沉、艏加速度、艉加速度、波浪增阻,还完成了正横波浪中静⽌横摇试验,测量记录了横摇、升沉值,试验结果见图4,其它结果见⽂献[2] 为了解实船在⼀定海情下的耐波性,需将船模在⽔池规则波试验结果换算成不规则波条件的运动响应,采⽤ITTC 单参数谱,根据试验值可确定幅频响应函数,从⽽计算出不同有义波⾼和航速下对应的运动有义值,计算通过编程在微机上完成图4 耐波性试验曲线3 理论计算由于穿浪双体船⽚体间距⽐较⼤,如计算迎浪情况,可忽略⽚体间的相互影响,细长的⽚体较好地满⾜了切⽚理论的假设,可采⽤切⽚理论进⾏耐波性计算10 哈尔滨⼯程⼤学学报第18卷(a +A 11) Z +A 12 Z +A 13Z +A 12 +A 13 +A 14 =F Zc cos e t +F Zs sin e t(J +A 21) Z +A 22 Z +A 23Z +A 22 +A 23 +A 24 =M c cos e t +M s sin e t⽅程两边除2,满⾜(a +A 11) Z /2+A 12 Z /2+A 13Z /2+A 12 /2+A 13 /2+A 14 /2=F Zc cos e t /2+F Zs sin e t /2(J +A 21) Z /2+A 22 Z /2+A 23Z /2+A 22 /2+A 23 /2+A 24 /2=M c cos e t/2+M s sin e t /2式中, Z Z Z 分别为升沉加速度、速度、位移;分别为纵摇⾓加速度、⾓速度、⾓度;a 船本⾝的质量;J 船本⾝的纵向转动质量;F =F Zc cos e t +F Zs sin e t 是分解成余弦项和正弦项的升沉波浪扰动⼒;M =M c cos e t +M s sin e t 是分解成余弦项和正弦项的纵摇波浪扰动⼒矩;系数A 11,A 12 ,A 21,A 22 是流体动⼒系数,与频率有关其它符号说明参见⽂献[3]由于两⽚体完全对称,因此可按单体船的切⽚理论进⾏⽔动⼒系数计算及求解,但当对该船计算时应做湿表⾯修正,此修正应根据试验进⾏另外,由于艏部的特殊性,也应特殊处理程序说明见⽂献[4] 本计算在单体计算的基础上计算其耐波性能,包括纵摇、升沉、艏艉加速度、波浪增阻等理论计算及试验⽐较见表1表1 穿浪双体船理论计算与试验⽐较(浪⾼2.0m )纵摇/( )升沉/m 艏加/g艉加/g波浪增阻速度/kn 18301830183018301830理论2.331.300.760.700.400.440.160.251.441.85试验2.481.440.850.730.600.450.240.300.951.51理论计算结果接近试验结果,可以作为迎浪时的耐波性预报4 结果分析及结论(1)由剩余阻⼒系数曲线可知(见图2),此船的阻⼒峰现象明显 F r =0.5时不利⼲扰相互叠加,剩余阻⼒达到峰值,阻⼒⽐同吨位单体船⾼10%,⽆效⼲扰点F r 0据有关资料分析,此类船为0.7附近当F r >F r 0以后,剩余阻⼒曲线明显平坦,所以对于⾼速双体船设计状态取在0.7以后与⼀般单体船⽐较,低速时阻⼒性能稍差⼀些,⾼速时阻⼒性较优(2)通过计算600t 穿浪双体船在航速18kn 和30kn ,波⾼为2.0m (4级海情)和3.5m (5级海情)下的耐波性,并与常规圆舭船及深V 船的⽐较可知(见表2,表3):低速时,由于不11 第4期何义等:⾼速穿浪双体船船型及性能研究能充分有效发挥其穿浪性能,因此耐波性较差;当⾼速时,由于船型发挥了穿浪性能,⽚体象尖⼑⼀样穿过波浪,⼩的⽚体⼲舷更增加了其过浪性能,其运动性能除升沉外,普遍优于⼀般船型表2 穿浪双体船耐波性(浪⾼2.0m )纵摇/( )升沉/m 艏加/g艉加/g波浪增阻速度/kn 18301830183018301830穿浪船2.481.440.850.730.600.450.240.300.951.51深V 船2.172.100.430.570.410.580.240.372.483.06圆舭船2.752.560.650.820.620.740.300.422.632.92表3 穿浪双体船耐波性(浪⾼3.5m )纵摇/( )升沉/m 艏加/g艉加/g波浪增阻速度/kn 18301830183018301830穿浪船5.253.871.842.060.830.820.370.573.317.30深V 船4.334.541.141.470.641.030.390.655.439.08圆舭船5.135.331.461.920.831.330.450.745.779.23(3)波浪增阻在各种速度海情下均优于⼀般船型,因此,该船在波浪中可保持⾼航速通过研究表明,穿浪双体船在⾼速时是⼀种耐波性优良的船型,特别适合于车客渡船和其它对耐波性要求较⾼的船型因此,作者认为穿浪双体船是我国⾼速船发展的重要⽅向,具有⼴阔的应⽤前景参考⽂献1 赵连恩⾼性能穿浪双体船的发展与军事应⽤前景 94⾼性能船学术会论⽂西安,19942 哈尔滨⼯程⼤学新型船舶研究室穿浪双体船模型试验报告哈尔滨⼯程⼤学,19933 李积德船舶耐波性哈尔滨:哈尔滨⼯程⼤学出版社,19924 戴遗⼭船舶适航性计算⽅法船⼯科技,1977,(1)12 哈尔滨⼯程⼤学学报第18卷。
双体起重工作船总强度有限元分析
本模 型 坐标 系为 ： 坐标 系统 的原 点 取 在船 体 中 心线 与基线 相 交处 。ｘ轴 指 向船 首 为 正 ； Ｙ轴 由原
点 指 向左舷 为 正 ； Ｚ轴垂直 向上 为正 。
第 ３期
张
彬： 双体起重工作船 总强度有 限元分 析
等均 采用 二维 ３ ４节 点壳单 元模 拟 ， 他纵 骨 、 强 、 其 加
双体交通艇 总强度进行 了有 限元分析 ， Ｊ管义锋 、 黄涣青 、 谷家扬等 根据 《 海上 高速船人级 与建造
规 范 （０５ 》 沿 海 航 区 的 ２ ． 双 体 铝合 金 高 ２０ ） 对 ７ ６ｍ 速 客船 强度进 行 了分 析 ， 据 计 算结 果 对 船 体 的结 根 构 设计 提 出了合理 建议 。
图 ４ 有 限元模 型板厚分布 图
Ｍ， １．２ ￣ ＝ ９６ Ｃ
芝
６
２ ２ 边界条 件及 载荷 施加 ．
式 中 ： 为 横 向扭 矩 ，Ｎ ・ｎ； 。为水 线 面 修 正 系 肘 ｋ ａＣ 数， “ 按 规范 ” 中表 １ ．． ． 定 ；、 分 别 为双 体 ４６ ２３确 ６ｂ 船 片体 宽度 和 连 接 桥 宽 度 ， ｂ＝８ ６ｍ，， ４ｍ； ． ６ ＝２ ｄ
强度计 算 中发现 ， 尾部 上层 建筑 对于 强度影 响很 大 。
由于 强度需 要 ， 层 建 筑 的 部分 区 域 板 厚 从 ４ ｍｍ 上 增 厚 到 了 ６ｍｍ。
分析应 力结 果 汇 总见 表 １ 。表 中 ： 为 板 单元 中面
相 当应力 ； 为板单元 与 板格 长 边 和短 边 平行 方 向 的表 面力 ； 为表 示板 或 梁 构件 剪 应 力 。７ ０ｔ 体 ０ 双 起重 工作 船整体 变 形如 图 ５ 图 ６所 示 。 、
双体船的总体性能设计
双体船的总体性能设计双体船，也称为双体船只，通过采用两个船体并行排列的设计，具有较高的稳定性和良好的操纵性能。
总体性能设计在双体船的设计过程中起着关键的作用，旨在确保船只的运输效率、舒适性、安全性和可靠性。
以下是双体船的总体性能设计的要点和考虑因素。
1.水动力性能：包括船只的阻力、航速、船体稳定性和操纵性能等。
通过对水动力性能的分析和计算，可以确定出船只的最佳尺寸、型线和布局。
双体船的双船体结构使得其具有较低的阻力和较好的航速性能，但也需要确保船体之间的流体动力特性协调一致。
2.结构设计：包括船体强度、船体刚度和船体的耐久性等。
双体船的结构设计需要考虑两个船体之间的连接和相互作用，在保证结构强度的同时，还需要平衡船体的重量和稳定性。
3.载重能力：双体船具有较高的载重能力，可以满足不同的运输需求。
在总体性能设计中，需要对船只的载重能力进行估算和计算，以确保船只能够安全、稳定地携带所需的货物或乘客。
4.舒适性设计：双体船的双船体结构可以提供更好的平稳性和减少颠簸感，从而提高乘坐舒适性。
在总体性能设计中，需要考虑船舶内部的布局设计、客舱的舒适性和设施等，以提供更好的乘坐体验。
5.安全性设计：双体船的设计应确保船只能够在不同的海况条件下保持稳定，并具备良好的自救能力。
在总体性能设计中，需要对船只的稳定性、操纵性和防浸能力等进行评估和优化，从而提高船只的安全性能。
6.可靠性设计：双体船需要具备良好的可靠性，确保在长时间运输过程中能够保持正常的运营状态。
总体性能设计中，需要考虑船只的系统设计、设备选型和维护保养等，以确保船只的可靠性和故障率的控制。
总体性能设计是双体船设计过程中的一个重要环节，需要综合考虑不同的因素并进行优化。
通过合理的总体性能设计，可以使双体船具备较高的运输效率、舒适性、安全性和可靠性，满足不同的航运需求。
海上高速双体风电维护船结构方案及其强度分析
海上高速双体风电维护船结构方案及其强度分析随着全球对清洁能源的需求不断增加，风电成为了一种广泛应用的清洁能源。
但随之而来的维护难题也愈发凸显，因此海上高速双体风电维护船就应运而生。
这种船可以快速到达风电场，对风力发电设备进行维护和修理。
本文将介绍海上高速双体风电维护船的结构方案及其强度分析。
1. 结构方案海上高速双体风电维护船是一种具有双体结构的船舶，它由上部和下部两个船体组成。
下部船体负责船体稳定性和浮力提供，上部船体则负责机器设备的安装和操作。
下部船体是一个宽厚的双漂浮体，可以提供足够的浮力和稳定性，减少在风力发电设备维护时的晃动。
双漂浮体中间采用空腔设计，确保船只在任何情况下都能保持浮力平衡，同时增加了防波性能。
上部船体采用全天候船舶的设计，主要用于设备的安装和操作。
上船体在工作时需要稳定，因此在设计上采用了抵抗动力的方式来增加防倾斜性能。
船体内部结构设计合理，便于机器设备的安装，大大提高了船体的适应性。
2. 强度分析为了保证海上高速双体风电维护船的强度和稳定性，在设计时需要对其进行强度分析。
下面将从以下两个角度进行分析。
2.1. 船体受力分析在设计海上高速双体风电维护船时，需要考虑船体所承受的一个最大载荷，即在航行过程中，船体所受的最大作用力。
常见的船体载荷有惯性载荷、水动力载荷、风载荷和重力载荷等。
强度分析的目的就是为了确定船体在承受这些载荷时是否稳定，承受能力是否足够，并在此基础上选择合适的材料和结构。
2.2. 船体安全性分析海上高速双体风电维护船有着复杂的船体结构，在进行设计时需要考虑安全因素。
对于海上高速双体风电维护船而言，涉及到的主要安全因素有抗风能力、防波性能、抗倾斜能力等。
在安全性方面的分析主要是为了保证海上高速双体风电维护船在工作过程中保持平稳、稳定的状态，避免出现意外情况。
综上所述，通过良好的结构设计，并加上恰当的强度及安全性分析，可以保障海上高速双体风电维护船在风力发电设备维护时的安全性和可靠性，同时也可以提高工作效率，减少维护成本。
对玻璃钢双体游艇结构可靠度设计的分析
对玻璃钢双体游艇结构可靠度设计的分析玻璃钢双体游艇是一种现代化的船艇设计，具有轻质、高强度、抗腐蚀等优点，因此备受游艇爱好者的青睐。
对于这种复杂的结构设计来说，可靠度是一个至关重要的因素。
在设计玻璃钢双体游艇结构时，需要考虑许多因素，以确保其在各种环境条件下都能够安全可靠地运行。
本文将针对玻璃钢双体游艇结构可靠度设计进行分析，探讨其设计原则、关键技术以及未来发展趋势。
一、设计原则玻璃钢双体游艇结构设计的基本原则是确保其在使用过程中能够满足安全性、稳定性和可靠性的要求。
要保证游艇的整体结构具有足够的强度和刚度，能够承受各种海上条件下的载荷作用。
要考虑到材料的耐久性和抗腐蚀性，在海水中长时间使用下，游艇的结构材料需要能够保持稳定的性能。
还需要考虑到游艇的航行性能和舒适性，确保设计的结构能够满足用户对于航行体验的要求。
二、关键技术为了实现玻璃钢双体游艇结构的可靠度设计，需要运用许多关键技术来保证其设计的合理性和实用性。
需要进行结构的有限元分析与强度计算，通过模拟不同工况下的受力情况，确定结构的强度和刚度要求。
需要选用合适的玻璃钢材料，并进行有效的防腐保护措施，以延长游艇结构的使用寿命。
还需要对游艇的水动力性能进行充分考虑，通过流场仿真和实验验证，优化游艇的外形设计，提高其航行性能和稳定性。
三、未来发展趋势随着科技的不断进步和船舶工程技术的发展，玻璃钢双体游艇结构可靠度设计也将面临新的挑战和发展机遇。
未来，随着材料科学和工程技术的发展，新型的玻璃钢材料将会被应用到游艇结构设计中，以满足更高的强度和轻量化要求。
智能化技术也将被引入到游艇设计中，通过船舶自动化系统和智能化监测设备，提高游艇的安全性和可靠性。
还有望通过先进的制造工艺，实现游艇结构的模块化设计和定制化生产，以满足用户个性化需求。
玻璃钢双体游艇结构可靠度设计涉及到多个方面的技术和理论知识，在实际应用中需要综合考虑材料选择、结构设计、水动力性能等多个方面的因素。
双体船的总体性能设计
2 2
1 双体船的性能特点
1. 1 甲板面积大
IX =
2Χ
双体船单位排水量甲板面积比单体船大 50% , 如果考虑到双体船可以有效地增加上层建筑层次, 上述比例可达100% , 而不用担心稳性不够。 对需要 足够甲板面积和追求多层次上层建筑的客船、 游览 [1][2] 船、 渡船来讲, 双体船具有独特的优越性。 双体船连接桥增加了大量甲板面积, 但亦带来 了钢料重量明显增加, 因此, 双体船不宜于要求载货 能力大的货船和冷藏船。 1. 2 兴波小 双体船将片体宽度做得很瘦削, L b = 8～ 15, 甚至达 22。 当 F n > 0. 3 时, L b 大者, 对降低兴波阻 力和减少船波具有明显效果。 当选择的主尺度范围 使双体船处于低兴波状态的所谓有利干扰区, 双体 船的快速性能明显优于相同排水量的单体船。 尤其 是当高速单体船掀起巨大船波, 严重危害内河道中 过往小船及冲刷两岸河堤时, 内河双体船成了人们 [3] 期望发展的船型。 1. 3 稳性好 它又是双体船显著突出的特点。 双体船有两个 分开的片体组成, 使水线面的横向惯性矩大大增加, 所以复原力矩很大, 稳性极好, 稳性储备比单体船大
L) L)
高速双体船适航性研究表明[ 5 ] , 高速时的横摇 角和横摇加速度分别比低速时缓和3- 3. 5 倍和22. 5倍; 高速时双体船纵摇角和纵摇加速度超过相同 参数的单体船。 图1是常规单体船和双体船横摇和纵
33
摇3% 保证率的角度摆幅。
图1 单体船和双体模型横摇纵摇3% 保证率的角度摆幅
排水体积佛氏数 F b 谐摇时 qm 谐摇时 am
双体船 单体船
45 45
k b
对玻璃钢双体游艇结构可靠度设计的分析
对玻璃钢双体游艇结构可靠度设计的分析
玻璃钢双体游艇是一种以玻璃纤维增强塑料（FRP）为基材的船体结构，具有轻质、高强度、耐腐蚀等特点。
如何设计其结构的可靠度成为制造商和设计师们需要考虑的重要问题。
玻璃钢双体游艇的结构可靠度设计需要考虑船体的强度和刚度。
由于双体船体的船身相对较窄，所以在设计过程中需要合理确定船体的纵向和横向强度。
这可以通过采用适当的纵向和横向加强结构来实现，例如加强梁和纵梁等。
玻璃钢双体游艇的结构可靠度设计还要考虑到船体的稳定性。
稳定性是指船体在静态和动态条件下保持平衡的能力。
为了确保船体的稳定性，设计师们需要充分考虑船体的形状、船宽、船重，以及船体上部结构的分布等因素，使船体能够在不同的条件下保持稳定。
玻璃钢双体游艇的结构可靠度设计还需要考虑到船体的耐久性和耐候性。
游艇通常会在各种不同的环境中使用，包括咸水、淡水和恶劣天气条件下。
设计师们需要选择合适的材料和涂层来增强船体的防腐蚀能力和抗紫外线能力，以延长船体的使用寿命。
玻璃钢双体游艇的结构可靠度设计涉及到船体的强度、刚度、稳定性、耐久性、耐候性和安全性等多个方面。
设计师们需要综合考虑这些因素，并采取合适的设计措施，以确保游艇的结构在各种不同的条件下都能保持稳定和安全。
高速双体船的总体性能
高速双体船的总体性能摘要：顾名思义，我们一般把由两个单船体横向固联在一起而构成的船称为双体船。
高速双体船由于把单一船体分成两个片体，使每个片体更瘦长，从而减小了兴波阻力，使其具有较高的航速，目前其航速已普遍达到35-40节；由于双体船的宽度比单体船大得多，其稳定性明显优于单体船，且具有承受较大风浪的能力；双体船不仅具有良好的操纵性，而且还具有阻力峰不明显、装载量大等特点，因而被世界各国广泛应用于军用和民用船舶。
以船舶结构力学、静力学、流体力学为基础，运用计算方法，简单分析高速双体船的结构性能，从而证明双体船在未来的实用性。
关键字：高速双体船；结构力学；结构性能；结构材料随着科学技术的发展和生活水平的提高，以及军事应用方面的要求，高性能船在世界上获得了蓬勃的发展。
在50至60年代，水翼船优先得到了发展；在60年代中后期，气垫船进入使用领域，占领了部分水上高速客运市场；在70年代后期，高速双体船迅速崛起，并在北欧地区首先得到发展，澳大利亚后来居上。
据并不完全统计，目前全世界已有40多个国家和地区的200多家公司经营水上高速客运业务。
双体船作为高性能船舶的重要成员之一，其发展尤其令人瞩目。
高速双体船是一种集优良的耐波性、快速性、稳性和回转等各种航海性能于一身的高性能船型。
它既保留了小水线面双体船的低阻，高耐波性及常规双体甲板面积宽敞的优点，同时融会变通了深V船型的特点，克服了小水线面双体的片体无储备浮力、空间狭小和要求复杂的航态控制系统和传动系统等缺点克服了常规双体船的片体干舷高储备浮力过大，对波浪响应敏感，船体纵摇和摇周期接近，易出现“螺旋状”摇摆而引起乘客不适等缺点。
1.高速双体船的性能特点[1]双体船，即由两条船型一样，尺度相同的船体又名片体，中间采用连结桥将它们连结起来的一种船型。
这类船舶的一大特点是甲板宽敞、平坦。
在每个片体尾部各装一台主机和推进器石直线航行时，左右两只螺旋桨可同时运转发出推力。
小型双体船的总体设计
第一章绪论近年来，越来越多的双体船占据了民用和军用船舶市场。
它们新颖的外观、独特的综合性能受到世界各国的瞩目。
据外电报道，美国海军新近欲按计划接收一艘高速双体船：“海上斗士”号，此消息再一次引起了人们对双体船的关注。
1.1双体船的概况与发展趋势1.1.1双体船的概况人类最早使用双体船是由于发现将两艘船横向连接在一起，可以从内河到海上航行而不容易翻船，早期曾将这种方法用在帆船上，建造了双体帆船，这种帆船在海上可以承受较大的风浪。
在此基础上，人们又发现双体船与同样吨位的单体船相比，具有更大的甲板面积和舱容，因此而被用于货船。
20世纪60年代后，随着海上高速客运的迅速发展，高速双体船由于有宽大的甲板面积、空间和便于豪华装饰而被普遍看好，成为近几十年来高性能船中发展最快、应用最广、建造数量最多的一种。
典型的高速双体船由两个瘦长的单体船（称为片体）组成，上部用甲板桥连接，体内设置动力装置、电站等设备，甲板桥上部安置上层建筑，内设客舱、生活设施等。
高速双体船由于把单一船体分成两个片体，使每个片体更瘦长，从而减小了兴波阻力，使其具有较高的航速，目前其航速已普遍达到35-40节；由于双体船的宽度比单体船大得多，其稳定性明显优于单体船，且具有承受较大风浪的能力；双体船不仅具有良好的操纵性，而且还具有阻力峰不明显、装载量大等特点，因而被世界各国广泛应用于军用和民用船舶( 。
1.1.2双体船的航海性能图1-1双体船的航海性能1.1.3双体船的发展趋势为进一步改善高速双体船的综合性能，人们在高速双体船的基础上派生了若干新型的双体船型。
（1）小水线面双体船和穿浪双体船的派生所谓小水线面双体船，是由潜没于水中的鱼雷状下体、高于水面的平台（上体）和穿越水面联接上下体的支柱三部分组成，其优点在于水线面面积较小，受波浪干扰力较小，在波浪中具有优越的耐波性。
另外，还具有宽阔的甲板面和充裕的使用空间。
但也存在船体结构复杂，对重量分布较为敏感等问题。
渤船重工建造小水线面双体船的优势
渤船重工建造小水线面双体船的优势渤船重工是一家国内领先的造船厂商，擅长建造各种类型的船舶，包括小水线面双体船。
小水线面双体船是一种双体船的类型，具有许多的优势，下面将一一介绍。
首先，小水线面双体船的水线面积小。
水线面积是指船舶与水接触的部分，也是船舶阻力的主要来源。
在小水线面双体船中，双体的设计降低了船舶与水的接触部分，从而减小了水线面积，降低了阻力。
这使得船舶的速度提高了，同等负载情况下，小水线面双体船的速度比常规船舶要快。
其次，小水线面双体船的载货量大。
由于该类型船舶的设计不需要传统单体船的中央舱壳，使得所占空间大大减少。
这样一来，小水线面双体船在维持稳定性和安全性的前提下，能够运输更多的货物，使得每次运输的效益提高。
第三，小水线面双体船的平稳性好。
小水线面双体船采用了双体设计，两个船体的分离使得船舶的平稳性大大提高。
即使在恶劣的天气下，也能够保证船舶的稳定性，从而降低了船舶的翻覆风险，使得整个运输过程更加安全可靠。
第四，小水线面双体船的维护费用低。
小水线面双体船没有中央舱壳，结构较简单，使得维护费用大幅降低。
此外，在设计方面，小水线面双体船采用的是平底和平行纵框历史上最早的“安瑞德”流线型双体型式，对于港口等地方滩涂等区域作业具有极大的优势。
总体而言，小水线面双体船具有载货量大，平稳性好，维护费用低等优势。
随着中国航运市场快速崛起，小水线面双体船将会成为未来船舶设计的重点发展方向。
而渤船重工，作为一家经验丰富的国内海洋工程转型优化发展一流品质的高水平制造企业，必将在该类型船舶的研发、生产和营销等方面走在前列，并持续造福行业，为境内外的用户提供更加贴心和优质的船舶产品和服务。
数据分析是当今社会经济和科学研究中不可或缺的一环。
通过数据分析，我们可以深入了解某一领域的现状和趋势，揭示出问题的本质，推断出未来的发展方向等。
以下是对一组关于手机市场的数据进行的分析。
数据一：2019年全球手机出货量为14亿台，同比下降2%。
双体船尺寸设计原理
双体船尺寸设计原理
1. 船体结构，双体船通常由两个平行排列的船体组成，它们之
间通过横梁或者桥梁连接。
在尺寸设计上，需要考虑两个船体之间
的间距以及连接结构的强度和稳定性。
设计师需要确保船体尺寸和
连接结构能够承受船舶在航行和波浪中产生的应力，保证船体的整
体稳定性和安全性。
2. 水动力学，双体船的尺寸设计也需要考虑水动力学特性，包
括船体的长度、宽度和型线等。
这些尺寸参数会影响船舶在水中的
运动性能和阻力特性。
设计师需要根据船舶的使用需求和航行环境，合理确定双体船的尺寸，以确保船舶具有良好的航行稳定性和航速
性能。
3. 载重能力和稳定性，双体船的尺寸设计还需要考虑船舶的载
重能力和稳定性。
设计师需要根据船舶的使用用途和载货量要求，
合理确定船体的尺寸和排水量，以确保船舶能够安全稳定地携带货
物或乘客进行航行。
4. 航海技术要求，双体船的尺寸设计也需要符合相关的航海技
术要求和标准，包括船舶的船型系数、稳性要求、船体结构强度等
方面的规定。
设计师需要在设计过程中充分考虑这些技术要求，确保双体船的尺寸设计符合相关的规范和标准。
综上所述，双体船的尺寸设计原理涉及船体结构、水动力学、载重能力和稳定性以及航海技术要求等多个方面。
设计师需要综合考虑这些因素，进行合理的尺寸设计，以确保双体船具有良好的航行性能和安全性能。
智能救援双体船毕业设计
智能救援双体船毕业设计智能救援双体船毕业设计在现代社会，灾害频发，人们对于救援力量的需求越来越迫切。
然而，传统的救援方法往往受限于各种因素，难以及时有效地展开行动。
为了提高救援效率和减少风险，智能救援双体船成为了一种备受关注的解决方案。
智能救援双体船是一种结合了先进技术和人工智能的复合型救援工具。
其主要特点是双体结构和智能控制系统。
双体结构使得船只具有更好的稳定性和抗风能力，能够在恶劣的环境下进行救援行动。
智能控制系统则能够通过传感器和数据分析，实时监测和判断灾害现场的情况，提供准确的救援方案。
在设计智能救援双体船时，需要考虑的因素有很多。
首先是船体的结构和材料选择。
双体结构需要具备良好的稳定性和承载能力，同时要考虑船体的重量和成本。
材料的选择也需要兼顾强度和耐腐蚀性能，以应对极端环境下的挑战。
其次是智能控制系统的设计。
这个系统需要能够实时获取和处理各种传感器的数据，如水深、气温、风速等。
通过数据分析和算法优化，可以快速判断灾害现场的情况，并提供最佳的救援方案。
同时，系统还需要具备自主导航和避障能力，确保船只能够安全到达目的地。
另外，智能救援双体船还可以配备无人机和机器人等辅助工具。
无人机可以通过空中侦察，提供更广阔的视野和实时图像，帮助救援人员更好地了解灾情。
机器人则可以在救援现场进行各种任务，如搜救、物资运输等，减轻救援人员的负担。
在实际应用中，智能救援双体船可以发挥重要的作用。
例如，在水灾发生时，它可以快速到达受灾地区，通过无人机进行空中侦察，为救援行动提供准确的信息。
同时，船只可以通过自主导航和避障功能，穿越淹没的道路，将受困的人员安全转移至安全地带。
此外，智能救援双体船还可以应用于海上救援。
当船只遇险时，它可以通过智能控制系统快速判断救援方向和距离，准确定位遇险船只，并通过机器人进行救援行动，提高救援效率和成功率。
综上所述，智能救援双体船是一种结合了先进技术和人工智能的复合型救援工具。
双体船
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高速双体船迅捷号
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“迅捷”号安装有一船艉坡道，具有直接从船尾或右 舷装卸载货物的能力。坡道能够装载或卸载多种军用车辆， 包括M1A1主战坦克。“迅捷”号同样也安装了一台起重 机，能够在航行时发射和回收重达11.8吨的小型快艇和无 人航行器。起重机还具有从飞行甲板上举起9.98吨货物的 能力。“迅捷”号的直升机飞行甲板可供MH-60S“骑士 鹰”、CH-46“海王”、UH-1“休伊”和AH-1“眼镜蛇” 等直升机作业。船上还有一个区域，可停放和保存两架 MH-60S直升机，以保护直升机免遭天气的侵蚀，从而改 善直升机在白天、夜晚和各种天气条件下的航空作业。另 外，“迅捷”号的每个船舱都安装有自动灭火系统。值班 人员也能远程启动灭火设备。
供装载车辆通行的船尾坡道
所装载的装甲车
停在高速双体船上的一架直升机
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2007年1月30日，美国海军公布了他们研制的最新型海上航行器 ――“普洛透斯”号。它是一艘外观如同水蜘蛛一样的双体船， 其先进之处在于，它会调整自己的形态，去适应多变的海面，而 目前的船只则都是要求水流去适应他们的外壳，因此，“普洛透 斯”号又被称为“波浪适应模块船”(Wave Adaptive Modular Vessels，缩写为WAM-V)。
与同吨位的单体船相比，双体船的 总宽度较大，因而往往有更大的甲板 面积和舱室容积
21
缺点：
主机推进系统、辅机、设备系统、仪器等 方面都要比单体船复杂、技术要求高、数 量多。因此双体船的造价比较高。 速度比较高，但航程有限，不能进行长距 离的运输。
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谢谢大家！
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图片欣赏
9
开 发年 出， 了中 我国 国航 首天 艘科 技 集 团 型公 穿司 浪与 双澳 体大 船利 “亚 飞 鹰 湖公 ”司 号合 作 ， AMD
双体船的总体性能设计续2
双体船的总体性能设计(续2)宋国华6 双体船阻力估算双体船阻力分成片体阻力和片体间干扰阻力两部分。
由于片体间干扰阻力反映在剩余阻力上,而片体间水流加快导致摩擦阻力的变化忽略不计,这样,双体船阻力估算可以像单体船一样,分为摩擦阻力、剩余阻力和空气阻力。
下面介绍估算方法。
6.1 参考文献[11]为内河双体船的阻力计算,它的标准片体线型见图46。
计算参数:片体相对间距比C=c2bc—在吃水T时两片体舯横剖面处内侧舷之间的距离 (m)b—在吃水T时片体舯横剖面处的宽度 (m)雷诺数R e=V・LL—在吃水T时船舶水线长度 (m)v—船速 (m s)Τ—在某水温下的运动粘性系数 (m s)排水体积佛氏数F r∃=F n L∃1 3F n=VgL佛氏数,F n=0.5为临界速度点∃—在吃水T时的双体船排水体积 (m3)计算公式及图表总阻力系数 C t=(C f+∃C f)+C R+C1+C2总阻力 R=12p sc t・V2其中,摩擦阻力系数 C f=0.455(logR e)2.58粗糙度补贴∃C f=(0.3～0.7)×10-3对高速船和较大的船取小值。
空气及附体阻力系数C1+C2=(0.1～0.15)×10-3剩余阻力系数:(1)C R=C L b R・x b T・x cb本公式用于F n<0.5的深水内河双体船。
C L b R、X b T、x cb由图41、42、47、48、49、50、51、52确定。
(2)C R=C L b R・x b T・x cb・k e本公式用于F n> 0.5的深水内河双体船。
C L b R、X b T、x cb由图43、44、45、53、54、55、56、57、58确定。
k e=C RC RO=实船的内侧间距比C时的剩余阻力值计算时采用的图谱内侧间距比C时的剩余阻力值由图59确定例如:F n=0.71,实船C=0.575,计算采用图谱C= 0.5查图59,分别为C R=1.24,C RO=1.315所以 k e=1.241.315=0.943例题11计算低于临界航速区域航行的双体船运动阻力,该船要素如下:片体计算船长 L=78.0m片体计算船宽 b=4.5m排水量为846t时吃水T=2.32m方形系数 C b=0.531相对内侧间距 C=0.775片体内侧间距 C=7.0m两个片体的湿表面积 S=998.4m2片体相对船长 L b=17.3片体相对船宽 b T=1.94在计算时,利用了《L b》组图表(见图42)、参数b T的影响系数图表(见图48)和参数C b的影响系数图表(见图52)。
最新双体搜救船设计船舶与海洋工程设计8740834
双体搜救船设计船舶与海洋工程设计8740834华中科技大学文华学院毕业设计（论文）题目：太湖双体搜救船（19.5m）设计学部（系）：机械与电气工程专业年级：船舶与海洋工程3班太湖双体搜救船（19.5m）设计摘要本课题为设计一艘19.5m双体搜救船,设计主要内容为主尺度论证、总布置设计、三维建模、型线设计、稳性校核。
确定双体搜救船的航区,航速等之后,进行双体搜救船的主尺度论证，根据主尺度进行双体搜救船的总布置设计，在总布置设计中参照母型船进行设计改造。
接着使用maxsurf的maxsurfpro模块进行三维建模、光顺模型，然后导出型线,进行型线的完善。
之后通过maxsurf的Hydromaxpro模块进行静水力的计算以及大倾角稳性的校核。
关键词：双体搜救船，总布置，三维模型,型线，静水力The Design of 19.5m Catamaran Rescue VesselsAbstractThe topic for the design of a 20m catamaran rescue vessels, the design of the main contents of the main-scale demonstration, the overall layout design, three-dimensional modeling, model design, calibration stability, .Twin-hull vessel to determine the aircraft search and rescue area, after the speed, etc. to carry out search and rescue boat catamaran-scale demonstration of the Lord, according to the main-scale search and rescue boat catamaran to the overall layout of the design, layout design in the light of the overall home-based transformation of ship design. Then use the maxsurfpro module maxsurf three-dimensional modeling, smoothing model, and then export the profile to carry out the perfect lines. After the adoption of the maxsurf Hydrostatic Hydromaxpro modules as well as the calculation of large angle stability check.Keywords:catamaran rescue vessels General arrangement Three-dimensional model Lines目录华中科技大学文华学院 (1)毕业设计（论文） (1)1.选题背景 (6)1.1太湖环境介绍 (6)1.2船型选择 (7)1.3存在的技术问题 (7)1.4国内外的研究情况及双体船的发展前景 (8)2.主尺度论证 (10)2.1设计任务书的分析 (10)2.2根据母型船估算排水量、主尺度、空船重量 (11)2.2.1主尺度初选 (11)2.2.2船型系数的初选 (12)3.性能校核 (16)4.主尺度方案的确定 (16)3．双体搜救船总布置设计 (17)3.1概述 (17)3.2总体区划 (17)双体搜救船总布置图见附录一 (19)4.双体搜救船三维建模及型线 (20)4.1基于Maxsurf建模及改造 (20)4.1.1maxsurf简介 (20)4.1.2使用maxsurfpro模块，对数据预处理、建立TXT标记点文件 (20)4.2使用maxsurf改造设计 (26)4.3型线完善 (30)5.性能计算 (31)5.1.2静水力计算 (31)5.1.3大倾角稳性的计算 (34)6 .船体说明书 (40)概述 (40)1.主要尺度 (40)2.主机 (40)3.航速与螺旋桨 (40)4.总布置 (40)5.定员 (41)6.船舶舾装 (41)7.门与窗 (41)8.消防与救生 (41)9.电器、照明、信号 (41)7.总结 (43)致谢 (44)附录 (45)参考文献 (46)1.选题背景1.1太湖环境介绍太湖是我国著名的五大淡水湖之一，湖岸总长405公里，湖泊面积2427.8Km2,湖区有52个岛屿，是典型的浅水型湖泊。
小型双体潜水艇的总体设计
小型双体潜水艇的总体设计概述本文档旨在介绍一个小型双体潜水艇的总体设计方案。
这个潜水艇被设计为用于海洋科学研究和浅海勘探任务。
设计要求- 总长度在10米左右，总负载能力不小于500千克。
- 最大潜水深度不小于100米，要求稳定性良好。
- 配备空气供应系统，以支持船员在潜水过程中的呼吸和生活需求。
- 配备高精度测量和感知设备，包括声呐、相机等。
- 设备可方便地运输和操作，便于在不同海区进行调查。
船体设计- 小型双体潜水艇的船体应采用轻质和高强度的材料，如碳纤维复合材料，以提高船体的强度和稳定性。
- 艇体应具有良好的流线型设计，减小阻力，提高航行速度。
- 潜水艇应该具备良好的浮力调节能力，以便在潜水和浮出水面时能够保持平衡。
- 潜水艇应配备紧急升降机制，以便在出现意外情况时能够快速浮出水面。
动力系统- 潜水艇应使用可靠的电池动力系统，以提供足够的动力和续航能力。
- 动力系统应具备充电和保养的便捷性，以方便进行长时间的任务执行。
- 潜水艇应同样配备备用能源，如备用电池或太阳能板，以应对可能出现的电力故障情况。
操纵和控制系统- 潜水艇应装备先进的操控和控制系统，便于船员操纵和监控潜水艇的状态。
- 控制系统应配备自动化功能，如自动潜水和浮出水面，以降低操控难度和减轻船员负担。
- 可以考虑使用遥控和自主导航技术，使潜水艇能够进行远程操作和自主执行任务。
总结这份文档提供了一个小型双体潜水艇的总体设计方案，包括船体设计、动力系统和操纵控制系统。
这个设计方案旨在满足海洋科学研究和浅海勘探任务的要求，提供稳定性、可靠性和操作便捷性等特点。
对玻璃钢双体游艇结构可靠度设计的分析
对玻璃钢双体游艇结构可靠度设计的分析玻璃钢双体游艇是一种新型船舶，其具有结构轻巧、抗风浪能力强、寿命长等特点。
然而，玻璃钢双体游艇在设计中需要考虑许多因素，包括设计载荷、材料性能、结构形式等，以确保其结构可靠度。
本文将针对玻璃钢双体游艇的结构可靠度设计进行分析。
首先，设计载荷是玻璃钢双体游艇结构可靠度设计的重要考虑因素之一。
在设计载荷方面，需要充分考虑游艇在使用过程中所遇到的各种环境条件和荷载。
例如，游艇在航行过程中需要承受的波浪荷载、风荷载、自重荷载等。
这些荷载都会对游艇的结构强度和稳定性产生影响，因此在设计中需要综合考虑这些因素，确定合理的载荷设计值，以确保游艇在使用过程中的安全性。
其次，材料性能也是玻璃钢双体游艇结构可靠度设计的重要因素。
玻璃钢材料具有轻质、高强度、防腐和抗老化等优点，是制造游艇的理想材料。
但是，玻璃钢材料在使用过程中也有一些问题，例如易于开裂、阴极纤维片脱落等。
在设计中，需要充分考虑材料的这些特性和问题，选择合适的玻璃钢材料以及合适的厚度等参数，以确保游艇结构的耐久性和可靠度。
再次，结构形式也是玻璃钢双体游艇结构可靠度设计的重要考虑因素之一。
在结构形式方面，游艇可以采用各种不同的形式，例如双体、单体、多体等，每种形式都有其优缺点。
在选取结构形式时，需要根据游艇的使用条件和载荷情况、材料特性等因素进行综合考虑和评估，选择合适的结构形式以确保其结构可靠度。
最后，为了确保玻璃钢双体游艇的结构可靠度，还需要进行结构优化设计和强度分析。
在优化设计方面，需要综合考虑船体形状、载荷状态、结构约束等因素，以达到良好的强度和稳定性。
在强度分析方面，可以采用有限元分析等方法，模拟分析游艇在各种载荷情况下的应力和变形特性，以评估游艇结构的可靠度。
综上所述，玻璃钢双体游艇结构可靠度设计需要充分考虑设计载荷、材料性能、结构形式等因素，进行结构优化设计和强度分析，并选择合适的材料和结构形式，以确保游艇的结构可靠度和安全性。
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图3 平均破损吃水和破损舱长度, 它沿船长的位置和 渗透系数的关系
(m )
L 船长 (m )
Λ 破损舱的渗透率 计算步骤: ( 1) 参数
a ′ ′ d = f (X L . Λl L ) →Η d Η B
950 t L B = 1. 961 L b = 5. 12 b T = 1. 79
K b= 1. 61。
同时测试的海上救助拖船 ( 功率588 kW , 排水 量 880 t ) , 平均横摇角达 18° - 20° , 谐摇时达 27° 30° 。
中国船舶及海洋工程设计研究院双体船模型摇 摆试验[ 7 ] 结果见表2。 双体船横摇自摇周期随间距比 k b 增大而略有减小, k b 愈大, 如 k b> 2. 5时, 不仅 横摇角大大下降, 而且舷边加速度接近于单体船, 这 点尤为人们注意。 表 2
5级海 5级海 况下 Η况下 a 10° 0. 25 g 45° 0. 25 g
2
双体船的横摇特点是: (1) 当波长等于片体间距时, 双体船的两个片 体始终同时处在波峰、 波谷或者其他波浪斜率相同 的位置, 这时双体船只会作升沉运动而不产生横摇。 当波长等于2 ～ 3 倍片体间距时, 一个片体处于 波峰, 另一个片体处于波谷, 这时双体船横摇最激 烈。 我国沿海多此海况, 故旅客对沿海双体船持批评 态度。 (2) 双体船在大风浪中将如小木筏随波面运 动, 这时双体船最大横摇角等于最大波面斜度 180 如长波的 Κ h ≥20, 则双 h Κ( h Κ为波浪的坡度比) 。
《船舶》 1998年第1期
1. 6 不沉性
双体船破损时极大多数为不对称破损, 甲板边 缘入水角及破损横倾角较难满足 SOLA S 客船规范 要求。 因此, 在双体船总布置时, 应缩短片体内舱室 长度, 尤其应尽可能缩短机舱长度; 进入片体内的主 甲板上开口尽可能靠中, 门槛和舱口围板高度要适 当提高; 片体内力求不设置旅客舱; 适当提高干舷以 [9] 及采取必要的扶正措施。 。 在方案初始阶段, 采用下述图谱估算双体船的 不沉性。 符号说明: a 片体纵中剖面至双体船纵中剖面 的距离 (m ) B 1 片体宽 (m )
L (m ) B (m ) b (m ) D ( t ) k b 谐摇时 qm 谐摇时 am
双体船 单体船
45 45
k b
16. 5
5. 5 2×511 2 5. 5 1023 1. 5 1. 24 21° 1. 432 0. 7 2 1. 16 15° 1. 365 0. 5
15° 30° 2. 5 1. 12 11° 1. 2 0. 37
高速双体船适航性研究表明[ 5 ] , 高速时的横摇 角和横摇加速度分别比低速时缓和3- 3. 5 倍和22. 5倍; 高速时双体船纵摇角和纵摇加速度超过相同 参数的单体船。 图1是常规单体船和双体船横摇和纵
33
摇3% 保证率的角度摆幅。
图1 单体船和双体模型横摇纵摇3% 保证率的角度摆幅
排水体积佛氏数 F r△ =
DC b (m 4 ) 11. 4C bT CW
2 2
1 双体船的性能特点
1. 1 甲板面积大
IX =
2Χ
双体船单位排水量甲板面积比单体船大 50% , 如果考虑到双体船可以有效地增加上层建筑层次, 上述比例可达100% , 而不用担心稳性不够。 对需要 足够甲板面积和追求多层次上层建筑的客船、 游览 [1][2] 船、 渡船来讲, 双体船具有独特的优越性。 双体船连接桥增加了大量甲板面积, 但亦带来 了钢料重量明显增加, 因此, 双体船不宜于要求载货 能力大的货船和冷藏船。 1. 2 兴波小 双体船将片体宽度做得很瘦削, L b = 8～ 15, 甚至达 22。 当 F n > 0. 3 时, L b 大者, 对降低兴波阻 力和减少船波具有明显效果。 当选择的主尺度范围 使双体船处于低兴波状态的所谓有利干扰区, 双体 船的快速性能明显优于相同排水量的单体船。 尤其 是当高速单体船掀起巨大船波, 严重危害内河道中 过往小船及冲刷两岸河堤时, 内河双体船成了人们 [3] 期望发展的船型。 1. 3 稳性好 它又是双体船显著突出的特点。 双体船有两个 分开的片体组成, 使水线面的横向惯性矩大大增加, 所以复原力矩很大, 稳性极好, 稳性储备比单体船大
2 ～ 4倍。
现提供两个近似公式, 在初步设计中校核稳 性
[4]
CW T CW + C b 2 b 1 k 2 横稳心高度 BM = C w [ ( ) + 0. 06 ] T Cb 4 b 式中 CW 、 C b —片体水线面系数和方形系数
浮心距基线高度 K B =
b、 T —片体水线宽度和吃水 (m ) K —双体船的片体间距 (m ) 或参考文献[ 9 ] 一个片体实际水线面积 S = 0. 793 L b (m 2 ) 一个片体水线面自身惯性距
0. 355 g 0. 26 g 3. 0 1. 1 8°
静水自由横摇周期 T Υ( s) 谐摇时最大横摇角 Η m 舷边加速度 am am a 单体船 Η m a 单体船
0. 37g 0. 355g 0. 31g 0. 25 g
～1 0. 27
申温线 1 500 客双体船的耐波性试验结果见表
3。
表 1
34
( 单幅) 。 体船最大横摇角≤9° ( 3 ) 双体船横摇阻尼系数比单体船大 4- 7 倍, 双体船横摇衰减强有力。 如果遇到强浪, 双体船将很 快地从横摇中恢复原状 ( 单体船还将继续摇摆, 会与 第二个强浪来时叠加, 情况危险) 。 由此可见, 在大风浪中双体船的横摇程度比单 体船好。 上述资料, 从适航性角度对选择双体船主尺度 提供依据。 (1) 双体船片体间距比增大到一定程度, 不仅 横摇角大大下降, 舷边加速度反向单体船接近。 因 此, 选择双体船宽度 B 时, 不必担心舷边加速度与 船宽之间的矛盾。 (2) 必须阻止双体船横摇周期和纵摇周期接 近, 以防形成人们难以承受的 “扭摇” , 即对角线摇 摆。 若双体船的 L B > 3, 并在片体上设置舭龙骨来 延长横摇周期, 可以减缓或防止扭摇。 (3) 由于双体船片体瘦削, 升沉和纵摇均比单 体船大。 为防止波浪对连接桥的迫击, 必须适当抬高 连接桥距水面高度, 并将连接桥首部向后移。
1
V
c
{ 2 [ ( ix + (
1
n
K
2
)2 Sx ]
Χ x Χ
式中 V C —给定吃水下双体船排水体积 (m 3 )
n —液舱数目 I x —液舱自由液面 S x 对此纵轴的自身惯性
矩 (m 4 )
2 S x —液舱自由液面 (m ) 3 Χ x —液舱内液体密度 ( t m ) —船舷外水密度 ( t m 3 ) Χ
V g △1
3
参考文献 [ 5 ] 介绍的船模试验结果见表4。 波浪 ( 波长×波高) = 36. 6 m ×2. 44 m 表 4
L (m ) B (m ) b (m ) D ( t ) k b
海洋调查 双体船 40. 4 7. 6 2. 53 2×254 海洋调查 5. 06 508 单体船 40. 4
1. 4 操纵性好
《船舶》 1998年第1期
双体船的两个片体保证它有良好的航向稳定 性, 即使单机航行, 仍然在很小舵角下保持直线航 行。 两个片体造成两个桨之间和两个舵之间的间距 大, 使双体船获得很好操纵性。 当一车正一车倒时, 船能原地回转或作侧向移动。 航向稳定性和迥转性跟双体船片体间距在正常
Α最大 0. 4g 0. 35g 0. 5g 0. 25g 0. 2g 海浪 舷边加速度 Α 横浪 Η = 90° V = 8. 6 kn 时 Α平均 Α最大3 3 平均横摇角 横摇角3
《船舶》 1998年第1期
5 0. 07g 0. 24g 2. 7° 8. 4°
6 0. 17g 0. 5g 3. 3° 9. 6°
32
双体船重心高度 Z g = H (m ) 双体船的浮心位置
Zc =
1 1+
Cb Cw
T (m )
双体船的初稳性高度
GM =
2Χ( I x &
)2
s
+ Z C - Z g (m )
式中 D c —双体船的排水量 ( t ) H —型深 (m ) —海水比重 ( t m 3 ) Χ 双体船液舱自由液面修正 ∃GM =
1
= f (x L , Λl L ) →d d ′d dd′ = f ( x L . Λl L ) →Υ Υ d′ d′ 分别由图2、 图3、 图4求得。
图4 破损纵倾角与破损舱长度, 它沿船长的位置和渗 透系数的关系
( 2) 修正系数 K 1Η= f (C B , X K d = f (C B , X
7 0. 12g 0. 36g 3. 7° 7- 12°
纵摇角 升沉 (m ) 艏加速度舯部加速度 2. 25° 0. 58 0. 22g 0. 13g 3. 9° 1. 19 0. 39g 0. 23g 横摇角 升沉 (m ) 艏加速度舯舷加速度 9. 2° 0. 75 0. 06g 0. 17g 13. 5° 1. 24 0. 1g 0. 25g
[ 20 ] 范围内变化几乎没有影响。
航速 (kn )
5级海况横浪下的平均摇角
0 2. 5° 5. 6 0. 09g 0. 26g
3. 8 3. 2° 5. 8 0. 07g 0. 2g
8. 6 2. 7° 5 0. 07g 0. 24g
平均横摇周期 ( s)
Α 平均
最大 Α
3 每小时仅出现5- 6次, 7 级海浪及以上的横摇角仅是 推算, 实际上均未超过波倾角。 3 3 出现次数少, 时间短, 船员对此加速度反应不敏感, 甚至没有反应。