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新船型——三体高速消波船

 

 


英国海神号

    三体高速消波船是近几年才研究开发出的新形船型。它是对常规滑行单体折角线型船的一次革命,目前全国仅有广州广船国际股份有限公司、总后勤部设计院二单位各自独立开发出大小不等的高速消波客船。

多年来,在旅游湖面景点,狭窄航道,边防界河及航道繁忙地段水域的各种滑行艇,均因兴波大而不能高速航行,否则其尾浪对河床的冲刷和对航道中其他船只造成浪损或影响他船的正常工作。为了解决上述问题,广船和总后勤部设计院二单位进行了深入细致的研究工作,取得了突破性的进展,并将成果用于实船获得成功。自己根据二单位独立研究的最新成果,针对旅游市场,独立开发了4-6人、8-12人适合江河、湖面的三体高速消波船。由于该船制造工艺较简单,只要拥有建造一般玻璃钢高速艇的工艺技术,均可制造三体高速消波船。

船型的产生

近年来,世界各国、各大高速艇设计与生产集团都竞相开发新产品市场,加速了高速船更新换代的过程。如40年代,单体滑行船独占鳌头,50年代到60年代水翼船的崛起,而60年代中后期气垫船进入了实用领域,到70年代后期高速双体船迅猛发展,几乎独撑高速艇的天下。

无论是单体滑行艇、水翼船、气垫船还是高速双体船,前三者都属于动力支撑型船,后者为静浮态型船,在特定的航行环境中,它们发挥各自的优势,然而都无法同时具备高速、低功率、消波、适航性好,高稳性、机动灵活和经济效益好的优点。

在90年代初,人们在总结经验教训中想到,把这些船型的各自的特点集中反映在一个新船型上那该多好。于是就出现了三体高速消波船型。该船型是常规滑行艇、高速双体船和气垫船的组合船型,它集中三种船型之长处,将流体力学和空气动力学较好地组合起来,其消波性能,有效载荷,操纵性以及在逆风逆浪中高速航行的效果更显出其卓越的性能,是各类船型中最具竞争力的一种新船型。

船型的创新点

三体消波船和常规滑行船相比,主要是与水动力性能密切相关的几何形状不同。常规滑行船艏艉都是单体折角线型,而三体消波船艏中部为主船体,两侧为消波船体,从舯部逐步过渡并由三体变形为异型滑行单体并设有异型断阶。

工作原理

三体消波滑行船应用了空气动力学和流体力学原理,依靠随航速而增加的水动升力支持了绝大部份的船舶重量,使得被托起后的船体只形成非常小的排水量且吃水很浅,艏部三个船体均较尖瘦,这种几何形状既有利于劈浪,降低艏浪,缓和波浪对船体的拍击,又具有明显的消波性能。三体之间形成两个喇叭口槽道,航行时高速气流从大口进入槽内形成气垫,产生附加升力,进一步托起船体,减少船体湿表面积,促进高速滑行。

三体高速消波船的技术特点

较小的L/B比值(L船长,B型宽)

该船型因独特的几何形状,决定了其独特的几何尺度。它同常规滑行船相比,排水量相当的情况下,船长L一般是常规单体船的0.7倍,型宽B都是1.2-1.3倍,甲板面积是1.2-1.45倍。

优良的消波性能

该船型最大的特点是消波性能卓越。在航行中,从艏部进入槽内的气流和水流被压在船体以下,很少向横向溢出和飞溅,气水混合通过艉滑行面冲击艉板,因此,船波明显减弱,尤其在高速时,这一特点更明显。一般消波船只能消除约20%的艏波;而三体船消波明显,不仅兴波小,耐波性好,且消波性能大大优于双体船和单体消波船。根据试验资料统计,约80%的艏波被消除,而艉波只相当于常规艇的45%。这一优点不仅能提高了快速性和经济性,而且可明显减少波浪对河床的冲刷和对航道中其他船只、人员的影响。

良好的稳性和操纵性

三体船型的复原力矩(或力臂)大,稳性好。船的储备浮力大,破舱后不会出现翻沉的危险,抗沉性好。该船型具有三个滑行支撑点,航行时航向稳定性好。而高速回转时只需4.5-5.5倍船长,而常规滑行船则需12-15倍船长。若采用双机因桨间距和舵间距大,舵效快,操纵性得到明显改善,在微速下,利用螺旋桨的反转,基本可实现原地回转。

良好的经济性

该船作为交通艇或游艇,在装载人数相等,航速相当的情况下,三体高速船比常规单体船节省约15%的主机功率,在航程相等的情况下,三体高速消波船可节省燃油15%。

乘坐舒适性及空气润滑的优越性

三体高速消波船航行时,高速气流从大口进入槽内形成艏部气垫,该气垫可起到缓冲减振,减少波浪对船体拍击作用,无疑提高了乘坐舒适性。进入槽内的高速气流沿槽道喷向艉部滑行面,增强了空气润滑作用,减少了航行阻力。尤其是该船在逆风、逆浪中航行时,不仅启滑快,且具有失速小的优点。

宽敞的甲板面积及有效载荷

三体船因水上部份是个长方形的箱体,所以,具有宽阔的甲板面积,大约是同等长度单体船的1.45倍。这一特点对甲板布置非常有利,可为旅客提供宽敞的人均占有面积或活动场所。

综合上述特点,三体高速消波船是常规滑行船、气垫船和高速双体船的组合船型,无疑是一种颇具创意的新船型。由于它消波性能好,航速高,机动性能强,稳性好。所以适用于内河、湖泊、沿海水域,特别在狭窄急流航道水域(乌江、小三峡等)是交通、旅游、公安、水利、监督等部门理想的水上交通工具。当三峡大坝建成,重庆港成为库区后,三体高速消波船将会在三峡库区广泛被采用,该船型不失为各快艇制造厂家的最佳投资项目。

 

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