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雙體船 資料百科

簡體版 2019-10-9 14:26| 查看數: 786
雙體船顧名思義,人們壹般把由兩個單船體橫向固聯在壹起而構成的船稱為雙體船。

人類最早使用雙體船是由於發現將兩艘船橫向連接在壹起,可以從內河到海上航行而不容易翻船,早期曾將這種方

法用在帆船上,建造了雙體帆船,這種帆船在海上可以承受較大的風浪。在此基礎上,人們又發現雙體船與同樣噸位的單體船相比,具有更大的甲板面積和艙容,因此而被用於貨船。20世紀60年代後,隨著海上高速客運的迅速發展,高速雙體船由於有寬大的甲板面積、空間和便於豪華裝飾而被普遍看好,成為近幾十年來高性能船中發展最快、應用最廣、建造數量最多的壹種。

典型的高速雙體船由兩個瘦長的單體船(稱為片體)組成,上部用甲板橋連接,體內設置動力裝置、電站等設備,甲板橋上部安置上層建築,內設客艙、生活設施等。高速雙體船由於把單壹船體分成兩個片體,使每個片體更瘦長,從而減小了興波阻力,使其具有較高的航速,其航速已普遍達到35-40節;由於雙體船的寬度比單體船大得多,其穩定性明顯優於單體船,且具有承受較大風浪的能力;雙體船不僅具有良好的操縱性,而且還具有阻力峰不明顯、裝載量大等特點,因而被世界各國廣泛應用於軍用和民用船舶。

雙體船優缺點
1 穩性好。為了追求快速性能,現代軍艦基本都是細長的,長寬比7:1,甚至9:1。船傾斜後的回復力矩和水線面的慣性矩有關,簡單來說細長的船體橫搖時回復力矩小,很容易左右搖晃。但是雙體船船體分為左右兩個,橫搖時回復力矩是同樣排水量的單體船的若幹倍。就好比壹個扁擔和壹塊木板扔在水面上,扁擔能左右晃不停而木板很穩。穩定性對於艦船而言,當然是十分重要的。橫搖的厲害,艦炮就打不準。除了艦炮之外,雷達,聲納等很多設備工作也要求船體平穩。

2 甲板開闊,方便布置。軍艦上的東西多,雷達天線等等打架搶位置是很正常的,尤其是現在開始流行帶直升機,還要擠地方放停機坪。雙體船在這方面有明顯優勢,甲板面積比同排水量的單體船大出許多,船上設備的布置方便許多。

3 隱身性能好。主機排煙口是十分明顯的紅外輻射源,有隱身性要求的軍艦要在煙囪上裝隱蔽裝置-價格不菲呢。雙體船可以把排煙口放在連接橋下,利用兩側船體擋住紅外輻射。

4 雙體船的壹個分支-小水線面雙體船(swath)是壹種不錯的高速船型,最典型的是022導彈艇。

雙體船的缺點
1 船體自重高,排水量有瓶頸。海上無風三尺浪,單體船左右舷浮力都會有差異,雙體船左右兩個船體受到的浮力肯定不會壹樣,在連接橋處就會產生應力和力矩。 力矩=力x距離, 雙體船比單體船寬的多,應力的力矩自然比單體船大的多。為了保證同等海況下船體不至於扭曲變形or解體,雙體船就必須設計更強的結構,占用更多的船體重量,犧牲的是載重量。以目前技術而言,五千噸大概是鋼質雙體船的排水量上限。

2造價極高,由於結構強度要求高,材料規格比壹般軍艦還要好,美國的第壹艘獨立級瀕海戰鬥艦造價7億美元,要知道我軍同級別的054A不過才3億美元。

發展迅速船體各異
為進壹步改善高速雙體船的綜合性能,人們在高速雙體船的基礎上派生了若幹新型的雙體船型,主要著名的有小水線面雙體船和穿浪雙體船等。

所謂小水線面雙體船,是由潛沒於水中的魚雷狀下體、高於水面的平臺(上體)和穿越水面聯接上下體的支柱三部分組成,其優點在於水線面面積較小,受波浪幹擾力較小,在波浪中具有優越的耐波性。另外,還具有寬闊的甲板面和充裕的使用空間。但也存在船體結構復雜,對重量分布較為敏感等問題。美國小水線面雙體船發展大致經歷了三個階段:第壹階段創立了小水線面雙體船新概念,在線型、流體、結構、耐波性、操縱性等基礎理論與研究試驗方面取得了壹系列成果,並擁有相當的技術儲備;第二階段,在1990年至1995年,堅持軍民結合,向實用化、大型化、高速化、多功能和隱身化方面發展,其技術日益成熟;第三階段是1995年以後,建成並正在建造壹批技術更加先進的實用型小水線面船,且已出現第二代新型號。1997年,美國建造了“司萊斯”號小水線面四體四支柱船,在五級海情下可保持30節的高速,代表了新壹代小水線面船型。近年來,國外許多有關的研究機構對小水線面雙體船在軍事上的應用前景做了專門的分析論證。北約組織對高性能船長期規劃探討後認為,小水線面雙體船最適用於3000噸-6000噸左右的反潛護衛艦、6000噸-12000噸左右的護航航空母艦和12000噸-24000噸左右的小型航空母艦。此外,還可用於其他1500噸-3000噸左右的海洋作戰艦船。

而穿浪雙體船型是吸收常規雙體船高速低耗、小水線面船優良耐波性的優點設計的壹種新的復合船型,它由左右兩個瘦長的主船體、中央船體和上層建築組成。兩個瘦長主船體的舷部非常尖,因而其脯部的貯備浮力很少,加上特殊的船體線型,使船在波浪中航行時能平滑地切人波浪作穿浪運動,使船體的橫搖、垂蕩和縱搖都大大小於常規船型;在中央船體還有壹個中央船艏,靜水或小風浪時離開水面,在惡劣海況,特別是有較大隨浪的情況下,它能提供足夠的貯備浮力,避免出現埋舶現象;中央船體距水面較高,有效地減少了甲板上浪的次數,甲板面寬敞,便於總體布置。由於穿浪型船的上述特點,使其具備了阻力較小、運動響應少,具有較好的快速性、優良的耐波性和在波浪中失速小等優點。從實驗船驗證情況看,穿浪船還具有良好的操縱性,在全速航行時,回轉直徑只有2-4倍船長,慣性距離只有1.5-2倍船長,總體性能優於其他高性能船型。澳大利亞在穿浪型船的研制和應用方面走在各國的前列,率先應用於高速車客渡船,從1985年至今,已建造船長為25米、37米、45米、74米、101米等系列型號的30多艘穿浪船,營運於歐洲、美洲、亞洲和大洋洲等海域。隨著穿浪船技術的不斷成熟,在軍事領域的應用得到了重視。美國海軍、陸軍、海軍陸戰隊及特種作戰司令部和海岸警備隊成立了聯合試驗小組,探索以高速、遠距離投送大量部隊裝備為目標的海運新手段,穿浪型船以高航速、大承載量、優良的適航勝能及載運方式的靈活性,被聯合試驗小組選用作為試驗艇型。美軍從澳大利亞租借了兩艘商用穿浪型船,長96米的“HSV-Xl”號和長101米的“西太平洋快遞”號。從現在的資料來看,美軍將會對兩艇進行適應改裝,使其滿足運載武裝人員和重型裝備的要求,改裝後能壹次運送400-500名武裝人員及壹部分Ml主戰坦克等重型武器裝備,貨運能力達600噸,還將設直升機甲板,可以搭載SH-60、CH-46等型號的直升機。改裝完成後,壹個陸戰隊整營的人員和裝備從日本本島到沖繩之間的運送只需24小時就能完成,比空運的時間還大大縮短。

發展趨勢
雙體船為滿足使用要求大都在逐步向大型化發展,並為改善快速性和耐波性嘗試向復合船型發展。其中,小水線面船型將從雙體演化成單體或三體、四體、五體等。為提高雙體船在高海況下的航行能力,各國的研究方向大都集中在開發超細長體雙體船的系統技術、優化線形設計和采用大功率噴水推進系統等方面。

1969年,荷蘭建成第壹艘半潛小水線面雙體船“道格拉斯”號,排水量1200噸,航速9節。1973年,美國建成“卡瑪林諾”號小水線面試驗工作船,排水量約200噸,可攜帶直升機。

世界上已建成10余艘半潛小水線面雙體船,用於水文調查、海洋工程作業、漁業或客運等,排水量由20余噸到3000余噸,航速9~30節。不少國家正在積極研究或設計小水線面戰鬥艦艇,從數百噸的巡邏艇到數千噸的驅逐艦,乃至數萬噸的航空母艦等。

各種產品
雙體帆船
和單體帆船相比,雙體帆船的速度較快。帆船除了在各類體育賽事中普遍可見,用於家庭度假、休閑娛樂、商務交際的巡航雙體帆船在歐美非常風靡盛行,這類雙體船在中國也開始流行起來,在各大主要遊艇港口都到處可見。

這類雙體船的設計通常考慮到家庭使用的方便性,裝潢也體現出家庭氛圍的溫馨舒適性,適合於家庭出航休閑度假、放松身心的選擇。裝潢考究、豪華的雙體船,也可以說是豪華遊艇,壹般被大型企業集團的老總或私人老板購買用於商務會議、公司聚會、小型Party等。

動力雙體船
雙體船設計的壹個最新發展是動力雙體船, “動力”型雙體船薈萃了機動船的所有優點,並融合了多體船的很多特點。

通常,動力雙體船沒有任何航海儀器,如圖所示。動力雙體船使用兩個瘦長的船體,多數配合渦輪噴氣發動機的推動,以噴射水流的方式,把水快速推向船後,根據牛頓第三定律,可獲得巨大的向前推進力(反作用力),比采用普通的螺旋槳推動更快速,而在高速時,瘦長船身的阻力更會大幅的降低。

高速雙體船和雙體風帆壹樣,擁有較為穩定,水阻少,較輕,不易翻船等優點。是發展較快的壹種,經常被應用在渡輪及軍事運輸上。

由於雙體船的船體較長,在高速行駛時興波阻力比單體小,而且艦寬較闊亦較為穩定。用以運載低密度的貨物(例如作渡輪、觀光船)十分合適。

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