高性能船舶船型介绍

高性能船舶船型介绍

发布: 2010-3-11 18:07 | 作者: lowellzhu | 来源: 龙de船人

[i=s] 本帖最后由lowellzhu 于2010-3-11 18:27 编辑

接触高性能船舶时一直不太理解什么是高性能船以及高性能船舶船型的分类，经过翻阅各类书籍及论文，总结一下，供船人参考，并希望专业人士斧正！

当前，高性能船舶的研发与推广应用备受国内外造船界的青睐，其船型更是国际著名学者机构研究的热点。这类船舶种类繁多，新船型层出不穷，日新月异，在各类船舶中是新思想最丰富、最有创新、也最有活力的领域；其高航性、优良的耐波性、低物理场辐射特征、舒适安全性、良好的经济性等性能受到军事和民用领域的极大关注，拥有良好的发展前景

依据支持船重的方式和作用原理的差异对高性能船舶船型进行分类，并分别介绍各类船型。

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高性能船舶的分类

高性能船舶按其特性可分为气垫船，水翼船，小水线面双体船，多体船，地效翼船，高速单体船等各式各样的显著不同于常规船舶的船型。而按照支承船重的方式和作用原理差异，把高性能船舶分为：浮力支承型、静态气垫升力支承型、动态升力支承型、复合型。本文将按照后者分类方式分别对各种高性能船舶的船型进行介绍。

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船型介绍

2.1

浮力支承型

1)高速深V型船

船首部横剖面呈深V形，并突出到船体基线的下方，其V形断面比U形断面的船体可以更好的满足适航性的要求。深V船型具有两种基本的舯剖面形式，即单折角线或双折角线（见下图）。当要求设计艇有较大内部容积和较低的相对航行速度（低傅氏数）时采用双折线型，而单折角线型的艇则更适合于要求较低的排水量和较高的相对航行速度（较高傅氏数）的情况。然而，对船舯剖面形式的选择不存在确定性的规则，因为其它的参数也起重要作用。所以双折角线型也可以应用于快艇，反之亦然。

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2) 小水线面双体船

小水线面双体船基本上由三大部分组成，即水下体(提供浮力)、桥体结构(生活与工作平台)、支柱(星双凸流线形截面，作为前二者之联结体)。

小水线面双体水下体（如图）有两个深置水下承受大部分浮力的鱼雷状下潜体，它的宽敞的船体高出水面，船体和鱼雷状下潜体之间由狭长的流线型支柱连接。

小水线面双体船有几种形式：下图所示的为“单体单支型”，还有“单体双支柱型”（即一个潜体用前后两个支柱连接），或者“双体双支柱型”（每一侧有前后两个潜体，每个潜体各有一个支柱）。下潜体后端安装有两个螺旋桨，内侧装有前后各两个稳定鳍，前小后大[5]。

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3) 穿浪双体船

穿浪双体船是一种铝质轻型喷水推进高速船。它是由深置于水下的双下片体、连接上体和下体的双支柱以及宽敞的高出水面的上船体三部分组成。穿浪双体船综合了深V

船和小水线面船的优点，具有优良的耐波性能，在较高的海况下能保持较高航速。

尖削的艏部线型使其在中小浪中能穿浪而过、保持较平稳的航行姿态；深V型线型的中间船体能防止船体在大浪中钻浪并减小航道底砰击。片体间距与兴波附加阻力有关，并决定两个片体间散波交汇点的位置和横波重合程度，一般穿浪双体船的片体间距比K/b＝

3.0~5.0[6]，比常规双体船要大，片体间距的加大可以增加甲板面面积，增加横稳性，提高抗风能力。片体的长宽比（L/B）一般在12~14以上远大于常规船的长宽比。

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4) 高速三体船

高速三体船水下部分由中体(主船体) 和两个小侧体(辅船体) 组成，3 个船体均为细长片体，中体比普通单体船更加瘦长( L/B大约在12到18之间)，侧体排水量不超过中体排水

量的10 % ，连接桥将侧体与中体连接成一体。这种船型构造使高速三体船的兴波阻力小，2个侧体又能提供足够的稳性，连接桥还具有提高总纵强度的功能，同时还有利于形成宽阔甲板面，为设备布置提供更大空间。

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2.2 静态气垫升力支承型

1)全垫升气垫船

全垫升气垫船船是靠静升压力支承，利用垫升风扇将压缩空气注入船底，与支承面之间形成“空气垫”，使船体全部离开支承面的高性能船舶。艏部有浮箱，在水上可提供足够支承船重的浮力。浮箱底下安设着落垫，供陆上停放使用。船上设置垫升风扇，用以产生增压空气，船底部四周安装柔性围裙，用以封闭气垫，防止气体外逸。采用空气螺旋桨作为推进装置。用空气舵和喷射空气装置进行操纵。选用船用燃气轮机或高速风冷柴油机作为垫升

和推进动力[7]

。

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2) 侧壁气垫船

侧壁气垫船船底两侧有刚性侧壁插入水中，首尾有柔性围裙形成气封装置，可以减少空气外逸。航行时利用专门的升力见机向船底充气形成气腔，使船体飘行于水面。

2.3动态升力支承型

1) 水翼艇

水翼艇是利用艇体下的水翼在高速航行时产生的水动升力，将艇体托离水面航行的高性能船舶。水翼艇种类较多，按水翼数量的多少，分为双水翼艇（前后水翼）、单水翼艇（只有前水翼，又称翼滑艇）；按翼航时水翼是否穿越水面，分为割划式、全浸式两种。其中全浸式水翼艇又分为深浸式和浅式；按前后水翼承受的载荷不同，分为机式（首水翼承受70%，尾水翼承受30%）、鸭式（首水翼承受30%、尾水翼承受70%）、串列式（首尾水翼各承受50%）三种[8]。

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2) 地效翼船

地效翼船作为一种介于船舶和飞机之间的新型运载器，其布局有常规布局、串翼式布局、短鸭式布局、三点式布局以及盒翼布局。目前应用最广的为由主浮舟、主翼、平尾、垂尾和端板等部件组成布局[9]（如图）。其主翼所受外载荷主要包括翼面的气动载荷、端板底部所受水动撞击载荷、发动机载荷以及结构惯性载荷等。

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2.4复合型

将上述两种(或多种)支承原理加以复合而形成的新型高性能船，它兼有原型之长，而无原型之短，如由高速双体船与气垫船杂交的型双体气垫船，这种船型具有大气垫长宽比、深气垫、宽侧壁的特征；由双体部分和安装于船体底部的水翼复合而成的水翼双体船；此外还有小线面水翼船，气垫水翼船，水翼潜体船，双体气垫水翼船等。