高性能船舶的类型及特点

高性能船舶的类型及特点

Types and Characteristics of High-Performance Ships

WU Jiaming

(South China University of Technology, Guangzhou ***** )

Abstract: High-performance ship is a kind of ship characterized with high speed, good navigability and cost effectiveness. The ship is of distinct difference with ships of normal displacement type. Different types of highperformance ships possess different features of excellent sea-keeping and maneuverability, amphibian, small draught and low physical field radiation besides its high-speed performance. The characteristics of different types of highperformance ships are introduced and analyzed in this paper.

Key words: High-performance ship; Gliding boat; Hydrofoil Craft; Air-cushion vehicle; Wing-in-ground-effect aircraft; SWATH ship

1 高性能船舶的类型及特点^[1-6]

高性能船舶是指：与常规排水量型船有显著差异，以能实现高航速、良好的适航性和相应的经济性为主要目标的船舶。高性能船舶在高速航行时全部或部分脱离水面，以减小水的阻力，尤其是兴波阻力，同时大幅度地减轻由波浪造成的船体的摇摆，从而能有效提高船舶的航速和耐波性。这类船舶在高速航行时，船体所受的浮力很多时候已经不作为支承船舶重量的主要因素。一般认为，高性能船舶包括以下类型：滑行艇、水翼艇、气垫船、掠海地效翼船、小水线面双体船等，以下对这几种类型高性能船舶的主要特点进行简要的介绍和分析。

1.1 滑行艇^[7-12]

1.1.1 常规滑行艇（无断级滑行艇）

常规滑行艇的特点是在高速航行时，仅部分船底与水面接触。滑行艇的船型与一般的船不一样，它的底部比较平坦，当船高速前进时

由于艇底向前挤压水，从而使底部的水压力升高，形成水动升力，艇体的重量主要是靠所形成的水动升力支承。这种艇在纵长方向没有设置断级，所以也称为“无断级滑行艇”。这种艇一般采用舭部带折角的V型线型，艇底与舷侧以折角线连接，以使艇底水流在舷侧处抛出，从而使艇体表面湿表面积减少。同时，艇底也成为一个滑行面，所产生的升力将艇体大部分托离水面，从而达到减少水阻力的目的。为了改善滑行艇的喷溅性能，增加艇底升力，滑行艇舭部一般都装有防溅板条—舭板。当滑行艇的航速达到某个临界值时，艇体在水动升力的作用下从水中被托起，达到全滑行速度后，艇的浸水长度和湿面积大为减少，较大幅度地降低摩擦阻力从而实现其高速航行。常规滑行艇的航速可达40～60节。

常规滑行艇的主要缺点是耐波性较差，不适于在大风浪中航行，滑行状态时波浪对艇体产生很大的砰击力。因此需要对艇体结构强度提出较高的要求。

1.1.2 断级滑行艇

常规滑行艇高速航行时经常会由于艇体重心与水动力中心的纵向位置不重合，引起较大的纵摇运动。同时，因为浸水长度过长而使滑行艇摩擦阻力较小的特长未得到充分发挥。为此，对于超高速滑行艇，通常可以在艇底肿部沿纵向设置一个或多个横向断级，这样可以增加艇底与水体之间的气隙空间，利用空气润滑减阻原理，降低艇的滑行摩擦阻力，从而实现进一步提高其滑行效率和减少其纵摇运动的目的，这种艇称为断级滑行艇。

断级滑行艇与无断级滑行艇的差别在于它是由两个或多个滑行面支持，由于断级的存在，艇底浸湿表面积比无断级滑行艇少，因而阻力减少，升阻比大，断级滑行艇适用于较高航速的要求。但断级滑行艇的耐波性能不如无断级滑行艇。

1.1.3 槽道滑行艇

槽道滑行艇是70年代末期出现的一种新型滑行艇。槽道滑行艇的主要特征是：主船体底部有一条对称于纵中剖面并纵向贯通艏艉的

槽道，该槽道将艇体分成左右两个片体。这种槽道滑行艇，既不同于常规滑行艇，也有别于常规双体船。常规双体船没有滑行面，无论是静浮状态还是航行状态，槽道顶部均处于通气状态，而槽道滑行艇在静浮或低速航行时，槽道内充满了水。当高速滑行时，槽道顶部的艇体和水体之间形成一种空气隔层效应，避免了槽道顶部与水的接触，发挥了空气的减阻作用，从而进一步减少了水的摩擦阻力；由于槽道左右两个片体的端板作用，阻止了空气隔层中气体的从艇体二侧溢出，使其有较高的滑行效率；此外，空气隔层有一定吸收能量的作用，可减缓艇体在波浪中所受到的拍击，槽道中所形成的空气隔层具有显著的缓冲、减振、减少砰击的作用；槽道中的水流在尾部以喷柱形式射出，减少了艇的升沉和纵摇。因此，在降低了滑行艇高速航行时阻力的同时，槽道的作用也提高了滑行艇的耐波性和航向稳定性。

1.1.4 槽道水翼滑行艇

槽道水翼滑行艇是在槽道滑行艇的基础上，加装具有升力效应的槽道水翼和压浪板所形成。槽道水翼滑行艇的支持力主要是来自于槽道滑行面所产生的流体动升力，其次