高性能船-小水线面双体船.
高性能小水线面双体船的船型设计及优化
机械化工科技风2019年10月DO#10.19392/k>1671-7341.201928133高性能小水线面双体船的船型设计及优化张旭杰杜友威!张栋楠青岛黄海学院智能制造学院山东青岛266427摘要：小水线面双体船具有推进效率高、耐波性能好、高速航行时阻力小等优点，本文将针对小水线面双体船在波浪中的阻力性能特点进行分析，并根据片体支柱距离的变化设计出优化方案，利用MAXSURF仿真模拟验证设计方案，得到不同支柱间距t 时的兴波阻力系数变化规律,并分析其优化的合理性与实用性。
关键词:小水线面双体船；减阻优化;船型设计ShipDesign and Optimization of High Performance SWATHZhang Xujiz Du Youwei Zhang DongnanQingdao Huanghai University ShandongQingdao266427Abstract:Small waterplane catamaran has the advantages of high propulsion efficiency,good wave resistancc and low resistancc during high-speed navigation.This paper will analyze the resistancc performancc chaocteOstics of small waterplane catamaran in the wave,and ac-ccrding ta the distancc of the strut pilar.The change design is designed ta optimiee the design scheme by using MAXSURF simulation ta obtain the veriation law of the wave-making resistancc coefficient when the distancc between dOferent卩：100is t,and analyee the otionality and peacaicabiaiazooaheopaimieaaion.Key word：SWATH；deg reduction optimization；ship-form design小水线面双体船(small waterplane aree twin-hull ship,简称为SWATH)，又称半潜式双体船，是一种重要的高性能船型，具有推进效率高、耐波性能好、高速航行时阻力小、操作灵活、生存性高等优点⑴⑵#过去人们想尽方法要制造一种具备良好的耐波性能使其满足在恶劣海况下行驶的条件，同时又不能够超出尺度使得建造运营维护成本超额的船舶。
国外小水线面双体船发展状况及趋势
国外小水线面双体船发展状况及趋势在过去几十年里，短航线和近海运输市场一直是全球航运业的重要组成部分。
而小水线面双体船（Small Waterplane Area Twin Hull Vessel，简称SWATH）在这一市场中已经成为了一种受欢迎的船舶类型。
SWATH被设计为能够在险恶的浪涛中保持稳定，尽可能减少运输中的摇晃和颠簸。
目前，SWATH已经成为了全球近海运输中的重要船舶类型，其发展状况和未来趋势备受关注。
SWATH最初由美国的约翰·W·普雷斯特垂直获得专利。
其设计思想是利用两个圆柱形的船体支撑一个平口船底，减少了水面接触面积，提高了稳定性和耐波性。
SWATH通常采用高浸入度的漂浮船体托盘，以减少风和海浪对船舶的影响，从而使SWATH在近海航行中的航行安全得到增强。
随着SWATH技术的不断发展，越来越多的国家将SWATH船舶投入近海运输。
目前，美国、日本、韩国、荷兰、法国等国家已经拥有了一定规模的SWATH船队，其占据了近海运输市场的很大一部分。
SWATH船舶的设计特点使其在油气勘探、深水潜水、海上搜救等特殊领域有很大的应用潜力，目前SWATH船舶已经被广泛应用于油田物资运输、水下科学和海洋石油开采等领域。
随着全球经济和海洋工程的不断发展，SWATH船舶的市场前景将会越来越明朗。
未来，SWATH技术将进一步提高其性能、适应更广泛的运输需求和降低生产成本。
同时，在规模化生产的同时，SWATH船舶将与新型材料、新工艺、新技术相结合，通过数字化设计、虚拟仿真、智能化装备等手段提高在设计、制造、使用等过程中的高效性和优势化，从而进一步提高其市场竞争力。
综上所述，SWATH船舶作为一种创新型运输工具已经在全球近海运输市场开辟了一片新天地。
通过不断优化设计和技术提高，SWATH船舶在未来将有更大的应用场景和市场空间，成为目前航运领域的一道亮丽风景线。
SWATH船舶的发展已经获得了全球市场的广泛认可，并在过去的几十年里取得了显著的发展。
舰艇新贵小水线面双体船
舰艇新贵小水线面双体船2009年0蒲月24日最近几年来,愈来愈多的双体船占领了平易近用和军用船舶市场。
它们新颖的外不雅、奇特的综合性能受到世界列国的注目。
据外电报道,美国水师新近欲按规划接收一艘高速双体船："海上斗士"号,此消息再一次导致了许多人对于双体船的存眷。
那末,什么是双体船?它又有何优异特征呢?顾名思义,咱们一般把由两个单船体横向固联在一路而构成的船称为双体船。
所说的小平行面接触线面双体船,是路程经过过程流线型支柱对于排水体积和主体部门举行毗连的船舶。
即由潜没于水中的鱼雷状下身、高于水面的平台(上身)和穿越水面联接上下身的支柱三部门组成,其长居于于平行面接触线面平面或者物体表面的大较小,受波浪滋扰力较小,在波浪中具备优越的耐波性。
另外,还具备宽广的船面面和充裕的施用空间。
但也存在船体布局庞大,对于重量漫衍较为敏锐等需要别人解答的题目。
小平行面接触线面双体船布局图.jpg小平行面接触线面双体船由常规双体船成长而来,具备常规双体船的加班平面或者物体表面的大宽敞、横不变性能好的长处,又有耐波性能杰出的独特之处。
这个之外,还具备噪音小、恬静性好和航向不变性好的独特之处。
但小平行面接触线面双体船因为反转辗转直径较大,船舶载量对于浮态产生敏锐影响。
跟着技能的前进,小平行面接触线面双体船有大型化的趋势。
典型的高速双体船由两个瘦长的单体船(称为片体)组成,上部用船面桥毗连,体内配置动力装配、电站等装备,船面桥上部安设上层建筑,内设客舱、糊口举措措施等。
高速双体船因为把纯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,使其具备较高的航速,今朝其航速已遍及到达35-40节；因为双体船的宽度比单体船大患上多,其不变性较着优于单体船,且具备蒙受较大风浪的能力；双体船不仅具备杰出的把持性,并且还具备阻力峰不较着、装载量大等独特之处,故而被世界列国广泛应用于军用和平易近用船舶。
双体船详图.jpg双体船.jpg世界列国成长小平行面接触线面双体船的基本大概情况与趋势从70年月初至2000年底,世上有1二个国度已经研发和拥有小平行面接触线面双体船共57艘。
小水线面双体船抗冲击特性数值研究
小水线面双体船抗冲击特性数值研究高峰;况贶【摘要】文章介绍了小水线面双体船型的特点,阐述其在军事领域的应用和发展前景.运用数值仿真方法计算水下非接触爆炸作用下小水线面双体船的结构变形和冲击环境,分析此船型结构抗冲击特性和全船冲击环境特点,提出在抗冲击设计时的重点设计区域和优化方向,为其军事应用提供技术积累.%The characteristics of SWATH have been described in this paper, as well as its application and prospect in military field. The structural deformation and shock environment of SWATH in underwater non-contact explosion have been calculated by numerical stimulation method, and the overall ship's structural impact resistance and the shock environment have been analyzed. The specific design area and the optimization direction during the impact resistance design have been put forward, which could be the technical experience for its military application.【期刊名称】《船舶》【年(卷),期】2015(026)005【总页数】5页(P46-50)【关键词】小水线面双体船;结构抗冲击;冲击环境【作者】高峰;况贶【作者单位】海军装备部北京100841;海军驻上海沪东中华造船(集团)有限公司军代表室上海 200129【正文语种】中文【中图分类】U661.43引言小水线面双体船（SWATH船）是一型高科技、高附加值、高性能船舶。
小水线面双体船研发生产方案(二)
小水线面双体船研发生产方案1. 实施背景随着全球经济的快速发展，海洋运输业在全球贸易中占据了重要的地位。
中国作为世界第一造船大国，却在高性能船只领域一直存在短板。
小水线面双体船作为一种高性能船只，具有高速、稳定、节能等优点，是未来海洋运输的重要发展方向。
近年来，国家对于海洋产业的发展越来越重视，提出了产业结构改革的要求，其中之一便是提高海洋高端装备制造水平。
在此背景下，开展小水线面双体船研发生产具有重要的战略意义。
2. 工作原理小水线面双体船是一种双体船型，其工作原理主要是通过将船体分成两个部分，即中央船体和两个侧体，中央船体负责承载大部分的重量，而两个侧体则负责提供浮力和稳定性。
这种船型的设计能够有效地减少波浪阻力，提高船只的航行速度和稳定性。
此外，小水线面双体船还采用了水动力学的设计理念，通过对船只的形状和结构进行优化，使其在航行过程中能够产生更小的涡流和阻力。
3. 实施计划步骤（1）技术研究：组织专业技术人员进行技术研究和开发，了解小水线面双体船的设计理念、结构特点、制造工艺等方面的知识。
（2）设计阶段：根据技术研究的结果，进行小水线面双体船的设计工作，包括船体结构、设备配置、性能指标等方面的设计。
（3）模型试验：制作小比例的模型船进行试验，通过模拟实际航行条件下的性能，对设计进行验证和优化。
（4）施工设计：在模型试验的基础上，进行小水线面双体船的施工设计，包括详细的结构设计、设备安装、建造工艺等方面的设计。
（5）建造阶段：按照施工设计图纸进行小水线面双体船的建造工作，确保建造质量和进度。
（6）测试验收：在船只建造完成后进行各项性能测试和验收工作，确保小水线面双体船能够达到设计要求和性能指标。
4. 适用范围小水线面双体船适用于各种海洋运输领域，包括客轮、货轮、渡轮等。
由于其优良的高速和稳定性性能，还被广泛应用于海上巡逻、海洋科学考察、海上救援等特殊领域。
同时，小水线面双体船也被认为是未来高速客滚船的发展方向之一。
小水线面双体船发展与推广使用研讨会侧记
小水线面双体船发展与推广使用研讨会侧记近日，在我国的一处沿海城市举行了一场小水线面双体船发展与推广使用研讨会，吸引了来自各行各业的专家学者、企业家以及相关从业者参加。
本人作为一名业余爱好者，有幸得以参加此次会议，并获得了诸多启迪与收获。
会议伊始，主办方首先介绍了小水线面双体船的基本概念和特点。
小水线面双体船是一种具有较高速度、较好稳性和抗风浪性能的新型船只。
它较传统的单体船具有较宽的船体平面，两侧各自呈现出一定的纵向凹陷，形成了两个向内凸起的双体，从而使得整个船体呈现出一种“锥形”的态势。
这种船型的优势在于，船体宽度的增加和双体结构的改进，使得小水线面双体船具有更好的安全性，可以更好地适应复杂的海上环境。
同时，它能够大幅度提高船舶的速度，达到更为经济高效的行驶方式。
此外，基于其设计特点，小水线面双体船还可以更节约能源，减少环境污染。
在介绍完小水线面双体船的基本状况之后，会议进入了专家学者们的精彩发言环节。
他们从不同的角度，就小水线面双体船的发展现状、技术特点、市场前景、行业需求等方面，进行了深入的交流与研讨。
其中，一些参加本次研讨会的船舶设计师和船厂代表，就小水线面双体船的设计和生产工艺进行了分享。
他们介绍了小水线面双体船的结构特点和设计要点，并详细阐述了这种船型的生产流程和建造技术。
此外，会议还邀请了来自海运、渔业、旅游等领域的现场从业者，分享了小水线面双体船在实际应用过程中的优点和使用体验。
他们从自己实际的工作经验出发，就小水线面双体船的使用情况、操作技巧、维护保养等方面，进行了深度分析，并提出了一些建议和改进措施。
此次研讨会的收获不仅在于交流学习的丰富性，更体现在对行业发展的启示。
在现场，一些企业家发表了自己的看法和见解，并热议了小水线面双体船在商业开发、海洋科研等领域的巨大潜力。
他们认为，小水线面双体船的广泛应用将是船舶产业转型升级的有效途径之一。
而且，相较于传统的船舶类型，小水线面双体船的技术门槛并不太高，具有较大的市场竞争力。
小水线面双体无人船阻力数值模拟方法分析
小水线面双体无人船阻力数值模拟方法分析摘要：小水线面双体船是突破常规单体船以及双体船诸多性能限制的高性能船舶。
当前对小水线面双体船耐波性能研究大多集中于直支柱布局的耐波性预报。
但流体动力学的研究表明，斜支柱对船舶运动性能有很多有利影响。
针对斜支柱小水线面双体船水动力性能研究，Peng Qianl 运用 STE法，通过比较直支柱、倾斜支柱和 NPI 双体船的频率响应曲线，证明支柱倾斜可提高小水线面双体船的耐波性能，并通过比较数值模拟和实验结果，证明该船波浪增阻较小，因为倾斜支柱可利用波浪能量，减小船在波浪中的能量消耗。
Stefano Brizzolara等通过对斜支柱小水线面双体船的阻力优化研究，证明了斜支柱较传统小水线面双体船的优越性。
Latorre运用 Hooft 法研究了斜支柱小水线面双体船的运动性能，通过与实验的比较，得出粘性阻尼对于预报垂荡、纵摇峰值时具有重要影响的结论。
由此可知，对斜支柱小水线面双体船的水动力性能研究具有重要意义。
根据船舶在波浪中的运动理论，本文对比不同支柱倾斜角度的小水线面双体船在波浪中的运动响应，以探究不同支柱倾斜角度对耐波性的景响。
关键词：小水线面；双体无人船；阻力数值；模拟方法引言小水线面双体船(SWATH)由于改善了耐波性并提高了某些特定任务的作业效率,从而使美国海军对该类船产生了兴趣.由于该船型的新颖性,传统的设计方法已不适用。
因此，大卫泰勒研究中心投入了大量费用来研究其主要载荷、二次载荷和响应的合适标准.提出一个确定SWATH船最大波浪载荷的方法,并概括了用简单设计算法得到的结果吗，同时给出从模型试验得到的二阶砰击栽荷、主要结构应力分布的预报算法，以及替代常规钢质板格次要结构的轻型结构方案。
1.小水线面双体船概述1.1 小水线面双体船小水线面双体船，SmallWater planeAreaTwinHull，简称SWATH船，又叫半潜式双体船，其主要是由两个船体构成，且有水线面面积小等特点。
国外高性能船舶发展综述
研 究与 探讨
国 外 高 性 能 船 舶 发 展 综 述
王 班
当前 ，国外造 船 界 日益重 视 高性 能 舶船 的研 发 和推 广 应 用 ． 有关 船 型 的研 究 已成 为许 多著名
国际学 术会议 的热 点议 题 ．各军
系列 高性 能 的精密 加 工设 备 。而 电力推进 系统 ，喷水 推进 器等 先 进设 备也 常常 是保 障 这些船 舶 高
性能 所不 可或 缺 的 。高性 能船舶 突 ｍ的军 民两用 性 和高 新技 术密
测 算 ，０ ４０吨级 的 小 水 线 面 双 体
船 的 甲板 面 积 与 １０ ６ ０吨 级 的 常
规单 体 船相 当。宽 阔 的甲板 有利 于总体 布局 并提供 了充裕 的作业 空 问 ， 船舶 上 可起 降直 升机 ， 使 下 可 收放深 潜 器 、 作 艇 。 工
为 ：ＷＴ Ｈ 船 型 用 作 海 岸 警 卫 Ｓ Ａ 队的巡逻 艇是很 有 前 景的 ，其较 大 的 甲板 面 积和 内部 容积 为在 小 艇 上 使用 直 升机 创 造 了条 件 ， 使 艇 上武备 和探 测设 备 的使用 效果
两 个 片 体 都 破损 ， 由于 水 上 船 体 容积相当大 ， 在水 上 船 体 水 密 性
小 水线 面双 体 船 （ＷＡ Ｈ） Ｓ Ｔ 、 穿浪 双体船 是 高性 能船 舶 中发展 较快 、 于成熟 的船 型 ， 军事 和 趋 在
民用领 域 的应用 愈来 愈广 。 １ 小水 线面 双体 船 ．
取 得 了一 系列 成 果 ， 拥 有 相 当 并 的技 术储 备 。 国海 军早 在 １ ８ 美 ９６ 年 就订 购 了采用小 水线 面双 体船
高性能船舶往往采用不同于常规
小水线面双体船研发生产方案(一)
小水线面双体船研发生产方案1. 背景与目标随着中国水路运输业的快速发展，船舶技术的更新换代需求日益增强。
小水线面双体船作为一种新型的船舶设计，凭借其出色的稳定性和安全性，逐渐受到业内关注。
但是，国内在这方面的研发生产工作尚处于初级阶段，尚未形成具有国际竞争力的核心技术和产品。
因此，本方案旨在通过产业结构改革，推动小水线面双体船的研发生产，提升我国在此领域的竞争力。
2. 工作原理小水线面双体船是一种双体船型，其结构主要由两个平行且连接在一起的船体组成。
与传统的单体船相比，其优点在于提供了更大的浮力，增强了船只的稳定性，并能在恶劣的海况条件下保持良好的操作性。
同时，小水线面双体船的船体设计使得其吃水浅，可在浅水区域行驶。
3. 实施计划步骤3.1 技术研发在技术研发阶段，我们将与高校、科研机构合作，投入足够的研发资源，进行船体设计、制造工艺、材料选择等方面的研究。
同时，积极引进国际先进技术，开展技术交流与合作，缩短研发周期，提高研发效率。
3.2 实验验证完成设计后，我们将在实验场进行模拟实验，验证小水线面双体船的性能指标是否达到预期效果。
根据实验结果对设计进行优化，确保生产出来的船舶能够满足实际需求。
3.3 生产制造在生产制造环节，我们将采用先进的生产设备和技术，提高生产效率和质量。
同时，严格控制成本，确保产品的市场竞争力。
3.4 市场推广完成生产后，我们将通过各种渠道进行市场推广，如参加展览会、举办推广活动、与航运公司建立合作关系等，以增加产品知名度和市场份额。
4. 适用范围本方案适用于内河、近海及近岸海域的航运市场。
这些区域的特点是航道复杂、气象条件多变，对船舶的稳定性、安全性和操作性要求较高。
小水线面双体船的设计特点使其在这些区域具有显著的优势。
5. 创新要点5.1 船体设计优化通过对船体结构的优化设计，减小船舶阻力，提高航速和燃油效率。
同时，优化船体的内部布局和设备配置，提高船舶的载货能力和适居性。
小水线面双体型远洋调查作业船设计
2017年第5期 总第168期小水线面双体型远洋调查作业船设计葛兴国（中国船舶及海洋工程设计研究院 上海200011）［摘 要］小水线面双体型科学调查作业船因其优良性能而深受人们青睐，又因其设计难度大且前期研究工作投入多而使船舶设计人员望而却步。
该文以某型小水线面双体远洋调查作业船的设计为例，简述了设计中应重点关注的要点（即线型设计、质量控制、电力推进、低噪声螺旋桨设计等），可供同类型船舶设计参考应用。
［关键词］小水线面双体船；远洋调查作业船；设计要点［中图分类号］U674.951 ［文献标志码］A ［文章编号］1001-9855（2017）05-0023-05On design of ocean research SWATHGE Xing-guo(Marine Design & Research Institute of China, Shanghai 200011, China)Abstract : The ocean research Small Waterplane Area Twin-hull (SWATH) is popular because of its excellent performance. However, the difficulties in the design and the massive preliminary research work impose hindrance for the ship designers. It briefly introduces the design points of an ocean research SWATH, such as the line design, weight control, electric propulsion and low-noise propeller design. It can provide reference for the design of the similar ships.Keywords : small waterplane area twin-hull (SW A TH); ocean research ship; design point收稿日期：2017-07-10；修回日期：2017-08-05作者简介：葛兴国（1933-），男，研究员。
小水线面双体船结构及优化设计研究2900字
小水线面双体船结构及优化设计研究2900字摘要：本文对小水线面双体船的应用现状以及其优缺点的分析，重点论述了其航海性能特点，并从外载荷分析和结构数值分析，探讨了水面航行和水下航行的小水线面双体船结构优化设计措施，并就未来发展进行了展望。
关键词：小水线面双体船；结构；优化设计中图分类号：U662 文献标识码：A 文章编号：1006―7973（2017）11-0034-021 小水线面双体船概述1.1 小水线面双体船小水线面双体船，SmallWater planeAreaTwinHull，简称SWATH船，又叫半潜式双体船，其主要是由两个船体构成，且有水线面面积小等特点。
2000年，由汕头大洋船舶工业总公司设计、建造了我国第一艘小水线面双体船――“海关201”艇（见表1），弥补了我国在此领域内高性能船型科技领域的空白。
小水线面双体船的船体与支体均为流线型设计，舵和螺旋桨设在船体的主体后端支体宽度较小，小水线面双体船即便是满载其吃水线主要在支体中上部，所占的水线面面积小，航行时兴波阻力也小。
从目前市场上投入运行的小水线面双体船的应用来看，其航速一般在20kn左右。
1.2 小水线面双体船优缺点与常见的单体船舶相比，在相同排水量的设计参数下，小水线面双体船通常其船长小30%-40%，船宽则增大60%-70%；船舶吃水深度要大60%-70%；满载吃水线以下的船体面积大65%-85%。
因此，从实际应用来看，小水线面双体船具有：①良好的耐波性。
由于支柱与水面所接触的水线面很小，受到水中波浪的扰动力影响很小，运动周期长，运动加速度相对很小。
②良好的操纵性。
小水线面双体船的两个螺旋桨安装在船尾，能够保证两个螺旋桨有较大的回转力矩，回转性能良好。
③较宽的甲板。
虽然其排水量只有227t，但其甲板的总宽达到了13.3m，有利于船体布置。
④生命力强。
小水线面双体船上体采取的密闭箱形设计。
具有很好的破损稳性和完整稳性，船体的复原力臂大等优势。
小水线面双体船阻力计算【开题报告】
开题报告船舶与海洋工程小水线面双体船阻力计算一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义：小水线面双体船是近年来才开发的一种高速船 ,我国经过20年的研究 ,于2000年建成了我国第一艘小水线面双体船。
由于这种船在船体结构上的特殊性 ,其航海性能与其它高速船、常规单体船相比有很大不同。
小水线面双体船是上世纪 70 年代初出现的一种新型高性能船舶 ,它具有优良的耐波性、快速性、稳定性及操纵性等显著的航行优点 ,但由于其结构载荷独特 ,结构强度要求高 ,导致其结构复杂、自重大 ,结构重量往往比同吨位的单体船舶重 20～30 %。
再考虑到小水线面双体船水线面积小 ,纵向倾斜的调整余地小 ,很容易发生纵倾现象 ,对船体结构重量分布有较高的要求。
从我国 2000 年设计建造的第一条小水线面双体海关监管艇的实际情况看 ,也存在着结构重量较大问题。
因此很有必要对小水线面双体船结构进行优化设计。
小水线面双体船,以深置水下的双下潜体、小水线面的双支柱和宽敞的上船体三部分组成。
它的特点是由于水线面比单、双体船都小很多,受波浪扰动小,所以拥有优良的耐波性, 能平稳执行海上作业,人员晕船率低, 适于全海候 ,坚持高出勤率;波浪中失速小,能在恶劣海情下保持高航速,各种航速下运动响应平缓, 适于在复杂海情下工作,上可起降直升机, 下可收放深潜器、工作艇; 在相对小的排水量下,甲板面积及有效舱容宽敞,利于总体布局,适于承担海上特种作业; 操纵性良好, 利于安全实施海上靠舷登船;生存能力较强,正常与破损稳性较高;船体表现外形简单, 通常是二线曲面,建造工艺没难度,而且适宜采用电磁波和水声隐身结构, 提高全船隐蔽性。
但船体结构复杂,重量比相当排水量的单体常规船大;载重量变化使吃水变化十分敏感;双体配套设备量大, 控制系统复杂,造价相对高。
可以说,小水线面双体船的性能好, 在高海情下适用范围宽, 相当排水量下比常规单体船功能强。
小水线面双体船
世界上小水线面双体船自20世纪80年代开始迅速发展，应用繁多。按功能划分，海上作业用得最多；交通客 运和油田服务次之；军用靶场保障、水声监听为第三；旅游娱乐为第四；其他用于试验演示。
美国1983年建成的“海影”号，是隐身先进技术演示船，显示出小水线面双体船在未来高性能船和水面舰艇 发展中的重要地位；1991年建成的“胜利”号，是世界上首次成批建造的小水线面双体船；1998年建成的“完美” 号，排水量和拖带水声阵的能力都加大，耐波性更好，作为美海军对核潜艇监视的勤务保障船。在高速小水线面 发展的过程中还出现了四支柱、四潜体小水线面船“SLICE”号。SLICE的基本设计目标是在保持SWATH原有耐波 性能的前提下减小阻力，提高航速。
小水线面双体船的排水容积大部分深浸于水中，支柱的水线面积很小，可大大减小兴波阻力，并使海浪的干 扰作用明显减弱，从而减少船在波浪中的摇荡运动和波浪拍击，其耐渡性优于普通船型和一般双体船。同时具有 双体船的各项优点，即甲板面积大；稳性、操纵性、高速时的快速性均优于普通船型。但其低速时的功率消耗较 大，吃水较深，为保证其纵向运动稳定性需加装自动控制水平鳍，增加了技术的复杂性和造价。
(4)湿面积大，摩擦阻力较大。小水线面双体船的湿表面积与同等排水量的单体船相比增大80%左右。故小水 线面双体船低速航行时。由于摩擦阻力所占比例较大，其总阻力也较大。
(5)机器设备布置维护与检修比较困难，主要是因为水下潜体与支柱体内部空间狭小。小型的小水线面双体 船由于其下潜体容积小，难于布置主机，故将主机设于上船体内，通过垂直传动来驱动螺旋桨，这增加了技术复 杂度。
优点
小水线面双体船的主要优点有：
(1)耐波性好。远离水表面的下潜体占小水线面双体船排水量大部分，当它在波浪中航行时，所受到的波浪 扰动力比常规单体船和常规双体船小很多。所以，小水线面双体船的耐波性比同等排水量的单体船好，且横摇周 期长，经实船验证小水线面双体船千吨级的横摇周期与万吨级的单体船相当，横向运动小。另外，小水线面双体 船的几何形状变化调整空间大，这与单体船是不同的，设计人员可以通过改变下潜体的几何形状、重量分布等多 种手段，调整小水线面双体船的垂荡、纵摇和横摇运动固有周期来避开海区中波浪出现频率高的周期，从而降低 其在海上的运动响应。
高性能小水线面双体船的船型设计及优化
高性能小水线面双体船的船型设计及优化作者：张旭杰杜友威张栋楠来源：《科技风》2019年第28期摘要：小水线面双体船具有推进效率高、耐波性能好、高速航行时阻力小等优点，本文将针对小水线面双体船在波浪中的阻力性能特点进行分析，并根据片体支柱距离的变化设计出优化方案，利用MAXSURF仿真模拟验证设计方案，得到不同支柱间距t时的兴波阻力系数变化规律，并分析其优化的合理性与实用性。
关键词：小水线面双体船;减阻优化;船型设计ShipDesign and Optimization of High Performance SWATHZhang Xujie Du Youwei Zhang DongnanQingdao Huanghai University ShandongQingdao 266427Abstract：Small waterplane catamaran has the advantages of high propulsion efficiency，good wave resistance and low resistance during high-speed navigation.This paper will analyze the resistance performance characteristics of small waterplane catamaran in the wave，and according to the distance of the strut pillar.The change design is designed to optimize the design scheme by using MAXSURF simulation to obtain the variation law of the wave-making resistance coefficient when the distance between different pillars is t，and analyze the rationality and practicability of the optimization.Key words：SWATH;drag reduction optimization;ship-form design小水線面双体船（small waterplane area twin-hull ship，简称为SWATH），又称半潜式双体船，是一种重要的高性能船型，具有推进效率高、耐波性能好、高速航行时阻力小、操作灵活、生存性高等优点[1][2]。
双体测量船
“南测429”的新型双体测量船, 该型船主要用于水文勘测和水声测量，是潜艇水下作战和情报收集的重要核心作战舰艇.小水线面双体船是指由水下浮体、水上平台和穿过水面的连接支柱构成的船。
早期的只有单个水下浮体，以后的用两个相互平行的流线型水下浮体，分别由支柱与平台连接构成。
它的排水容积大部分潜没水中，支柱的水线面很小，使海浪的干扰作用明显减弱，船在波浪中的摇荡、冲击力和失速均显著减小，具有常规船难以达到的良好的耐波性；甲板面积较大，有利于总体布置；但浸湿面积比常规船大，船体较重，吃水较深；在静水中单位装载重量所消耗的功率通常较大，高速航行时需靠自动控制水平鳍确保纵向运动稳定性，技术较复杂；造价较高。
1969年，荷兰建成第一艘半潜小水线面双体船“道格拉斯”号，排水量1200吨，航速9节。
1973年，美国建成“卡玛林诺”号小水线面试验工作船，排水量约200吨，可携带直升机。
世界上已建成10余艘半潜小水线面双体船，用于水文调查、海洋工程作业、渔业或客运等，排水量由20余吨到3000余吨，航速9～30节。
不少国家正在积极研究或设计小水线面战斗舰艇，从数百吨的巡逻艇到数千吨的驱逐舰，乃至数万吨的航空母舰等。
小水线面双体船与常规单体船相比较具有优越的耐波性能（在风浪中运动量最小，失速不严重）和宽广的甲板面积，引起了造船界和船东的极大兴趣。
美国、日本等国更掀起了建造小水线面双体船的热潮，从二十世纪70年代开始建造了40多艘用于海洋考察、水声监听、车客摆渡以及旅游观光的小水线面双体船。
我国从1994年开始开展了小水线面双体船的实用设计研究工作，并于2001年建成了第一艘200t级的海关监管艇，随后又陆续设计并正在建造最高吨位达到2500t 可在全球航行的小水线面双体船，开创了中国造船界一个崭新的领域。
小水线面双体船波浪中载荷不同于单体船，此时，其主要波浪载荷为横向波浪载荷，而总纵波浪载荷下降为次要载荷。
由于小水线面双体船具有较大的表面积，因此结构质量占总排水量的比例较大，通常为总重的50％左右。
小水线面双体船
小水线双面体船不少船型科学家预言，不久的将来，世界上许多船舶，都会采用小水线双面体船型。
那什么是小水线双面体船？它究竟有些什么优缺点呢？小水线双面体船，以深置水下的双下体，小水线面的双支柱和宽敞的上船体三部分组成。
它的特点是优良的耐波性，能平稳执行海上作业，晕船率低；波浪中失速小，能在恶劣海情下保持高航速，零航速下运动响应小，适于“全海勤”坚持高出勤率；甲板面积及有效舱容宽敞，利于总体布局。
上可起降直升机，下可收放深潜器；操纵性良好，利于安全实施海上靠舷；生存能力较强，正常与破损稳性较高；船体表面外形简单，通常是二维曲面，建造工艺没难度。
当然小水线双体船也存在船体结构复杂，重量比相当排水量的单体常规船大；载重量变化使吃水变化十分敏感；双体配置设备量大，控制系统复杂，造价相对高等问题。
但这并不妨碍性能优越的小水线面双体船得到广泛应用。
如小水线面双体船十分适于用作交通艇、客船、调查船、工作船、救生船、巡逻艇、导弹艇、反潜护卫艇、直升机母舰等等。
Small water plane and twin hull craft (SWATH) Many experts in the ship style realm has predicted that in the near future there will be more SWATH in the world .However what is SWATH ,what virtue and defect it has ?here comes the details.SWATH is composed of twin hull which is deep located below the water ,small water plane double stanchion and the capacious superstructure.so it has good seakindliness and low seasickness rate and could carry out sea works smoothly;it hardly lose its power in the strong seawave so it can keep high speed during the bad weather ,in addition this kind of vessel has low static movements under the zero speed and is suitable for all-weather sailing.it has a large deck area which can be used for air plane to take off and landing and available cabin capacity, all of these arrangement is useful for its whole layout.otherwise it has good maneuvering condition and can execute safety approach with other vessels during in the sea. It has good normal and damaged stability which can keep the strong viability of this vessel. Its hull surface is always simple which is planar curve ,and is easy to make out. Although there have some defects for it such as the complicated hull structure and the more heavy weight compared with the vessel has same tonnage.and its draft is very sensitive to the variety of its loading .in addition there have more equipments , complex control system and high coast for its twin hull arrangement .But these cannot stop the comprehensive using of this kind of vessel ,for example it has bright future using for traffic boat ,passenger ship ,survey ship ,task boat ,saving ship ,patrollingboat,missile boat ,antisubmarine frigate,mothership for helicopter etc.。
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%。
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1938年
柯立德(Frederick G.Creed)加拿大人向英国海 军部提出小水线面双体航空母舰的设想，几 年后，被允许转交给美国海军，但他们都未 注意这一新概念。
6
小水线面双体船发展简史
1968年 麻雀理工学院学生提出将“莫霍”平台发展 为流线型的改进型设计方案，并开展了模型试 验，被称为半潜双体船(SSC)。
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鳍及其位置对SWATH纵向运动的影响
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艉鳍尺度对SWATH纵向运动的影响
1、为1.2倍；2、为1.0倍；3、为0.8倍；4、为0.6倍；5、为0.4倍；6、为无鳍
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艏、 艉鳍 的联 合作 用 对 SWA TH纵 向运 动的 影响
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1、无鳍 2、艏艉鳍 3、仅艉鳍 4、仅艏鳍
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鳍对SWATH横向运动的影响
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三、SWATH的船型 与性能的关系
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1、SWATH的阻力性能
RT=RW+RV+RAPP+RAW
式中：RW—兴波阻力 RV —粘压阻力 RAPP —附体阻力 RAW —波浪中航行时的波浪曾阻
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兴波阻力理论公式
RW=RWB+RWS+2RWBS
式中:RWB——主体自身兴波阻力； RWS——支柱自身兴波阻力； RWBS——主体与支柱之间的干扰阻力
37m Passenger / Bicycle Swath Ferry Nigel Gee and
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Sea_SLICE
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SWATH主要优点
在高航速时，静水阻力性能和波浪中阻力性能好 推进效率高 耐波性能好，能在恶劣的海况下平稳的航行 具有宽广的甲板面积和充裕而规整的使用空间，有利于总体布置 航向稳定性好，低速时，船的回转性较好 建造成本低，建造周期短 静稳性好，具有较强的生存能
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船 型 SW AT H6A
LS ／ LB
LS ／ t
0 .7 1 8
2 3. 8 5
鳍对耐波性的影响
(1)设置鳍有利于提高SWATH的耐波性，尤其是有利于 减小艇的运动幅度。加鳍后使谐振区的λ／L增大，自然 频率下降。 (2)鳍的纵向位置对SWATH的耐波性影响不大。 (3)鳍尺度对SWATH纵向运动的影响较大。 (4)艏鳍和艉鳍联合使用比单独使用更有利于改善 SWATH的耐波性 (5)固定鳍对纵向运动影响很大，但对横向运动幅值的减 少甚微
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在波浪中的失速较单体小得多
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推进效率高
SWATH在快速性方面的另一个优点是其推进效 率要比单体船高出10％一45％o其原因有二：
SWATH片体的下部主体是比较规则的细长体，在其尾 部桨盘处的伴流既均匀又比较丰满，有助于船身效率的 提高； 与单体船相比，SWATH的螺旋桨直径选取时所受的限 制较少，在设计时可选用敞水效率较高的大直径低转速 螺旋桨方案。
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SWATH性能特点
1、双体问题
◦ ◦
阻力->兴波干扰、阻塞效应 耐波性->螺旋运动（横摇与纵摇的耦合） 容易利用线性兴波理论计算 粘性阻尼与兴波阻尼相当
2、片体的细长(或窄长)性所引起的问题
◦ ◦
3、纵向运动稳定性问题 4、横向波浪诱导载荷问题
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二、SWATH的快速性
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1．中、高速时阻力性能较优
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小水线面双体船发展简史
美国洛克希德· 马丁 公司在美海军投资 领导下，开发出 “斯菜司”号 （SLICE)小水线面
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几种SWATH的主要尺度与性能
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Silver Cloud SWATH
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PRINSES MAXIMA渡船
37米旅客/ 船 脚踏车小 型水线面双 体渡船 设 NGA公 计 司
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支柱兴波阻力
采用薄船理论
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主体兴波阻力
采用细长体理论
式中，Ax(x)代表下部主体部分的横剖面面积曲线纵向坡度 hB为主体轴线的浸沉。
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主体与支柱间兴波干扰阻力
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船型对兴波阻力影响
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长径比LB／D对兴波阻力的影响
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两种SWATH兴波阻力分解
单支柱SWATH的兴波阻力曲线
1、无鳍 2、有鳍
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四、SWATH的船型优化和改进
高性能船舶水动力学
第四章 小水线面双体船
综述 SWATH的快速性 SWATH船型与性能的关系 SWATH的船型优化与改进 隐身船型
2
一、综 述
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需 求
中小排水量下 大幅提高耐波性
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小水线面双体船
Small Water-Plane-Area Twin Hull
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小水线面双体船发展简史
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小水线面双体船发展简史
197 美海军水下中心的工 2年 程师们在经过18个月 的研究和约30个月的 设计和船模验证试验， 1972年6月开工建造 190吨级“卡玛利诺”
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小水线面双体船发展简史
198 70年代末日本运输省 0年 考虑新建一艘高性能 海上测量船，要求高 耐波性、高适居性、 高操纵性、宽敞的甲
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SWATH主要缺点
湿面积大，摩擦阻力较大
船体结构重量比相同排水量的单体船要大 SWATH的吃水和船宽要大于相当排水量的单体船 保证在较高航速时的纵向运动的稳定性比较困难 高速回转半径较大 对小型SWAIH主机布置比较困难 舾装、辅机设备数量较多，要求高，重量大
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船型的优势在于其优异的耐 波性、宽阔的甲板面积和充裕的 使用空间；其不足之处也许是它 的船体结构强度、设备复杂而重 量较大，以及由此而导致的一系 列问题。
单支柱SWATH的兴波阻力曲线
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单体与SWATH耐波性的比较
横摇角(度)
横摇角(度)
垂向加速度(g)
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三艘SWATH纵向运动之比较
Fr=0.5
SWATH—IV与SWATH—6A相比，首斜浪时升沉峰值减少11.8％，纵摇峰值减少14.7 0.78 28.34 ％；正横浪时，升沉峰值减少34.4%,纵摇峰值减少35.5%。 36
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小水线面双体船发展简史
199 “胜利”级小水线面 1年 双体水声监听井戒船， 从1986年起设计建造， 1991年建成，由美海 军组织开发。该船长 71.5米，排水量约
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小水线面双体船发展简史
199 美国海军委托海事应 4年 用物理公司开始研制 单支柱单下体带可控 水翼的小水线面试验 艇"搜寻"(QUEST)号， 1995年进入海上试验，