高性能船-小水线面双体船.

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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
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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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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，
1880年 兰德堡(C.G.Lundburg)以其首次提出单体半 潜船概念获专利
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。
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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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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
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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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
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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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。
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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
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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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
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
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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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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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Baidu Nhomakorabea
二、SWATH的快速性
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1．中、高速时阻力性能较优