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双体船的总体性能设计双体船，也称为双体船只，通过采用两个船体并行排列的设计，具有较高的稳定性和良好的操纵性能。
总体性能设计在双体船的设计过程中起着关键的作用，旨在确保船只的运输效率、舒适性、安全性和可靠性。
以下是双体船的总体性能设计的要点和考虑因素。
1.水动力性能：包括船只的阻力、航速、船体稳定性和操纵性能等。
通过对水动力性能的分析和计算，可以确定出船只的最佳尺寸、型线和布局。
双体船的双船体结构使得其具有较低的阻力和较好的航速性能，但也需要确保船体之间的流体动力特性协调一致。
2.结构设计：包括船体强度、船体刚度和船体的耐久性等。
双体船的结构设计需要考虑两个船体之间的连接和相互作用，在保证结构强度的同时，还需要平衡船体的重量和稳定性。
3.载重能力：双体船具有较高的载重能力，可以满足不同的运输需求。
在总体性能设计中，需要对船只的载重能力进行估算和计算，以确保船只能够安全、稳定地携带所需的货物或乘客。
4.舒适性设计：双体船的双船体结构可以提供更好的平稳性和减少颠簸感，从而提高乘坐舒适性。
在总体性能设计中，需要考虑船舶内部的布局设计、客舱的舒适性和设施等，以提供更好的乘坐体验。
5.安全性设计：双体船的设计应确保船只能够在不同的海况条件下保持稳定，并具备良好的自救能力。
在总体性能设计中，需要对船只的稳定性、操纵性和防浸能力等进行评估和优化，从而提高船只的安全性能。
6.可靠性设计：双体船需要具备良好的可靠性，确保在长时间运输过程中能够保持正常的运营状态。
总体性能设计中，需要考虑船只的系统设计、设备选型和维护保养等，以确保船只的可靠性和故障率的控制。
总体性能设计是双体船设计过程中的一个重要环节，需要综合考虑不同的因素并进行优化。
通过合理的总体性能设计，可以使双体船具备较高的运输效率、舒适性、安全性和可靠性，满足不同的航运需求。
海上高速双体风电维护船结构方案及其强度分析随着全球对清洁能源的需求不断增加，风电成为了一种广泛应用的清洁能源。
但随之而来的维护难题也愈发凸显，因此海上高速双体风电维护船就应运而生。
这种船可以快速到达风电场，对风力发电设备进行维护和修理。
本文将介绍海上高速双体风电维护船的结构方案及其强度分析。
1. 结构方案海上高速双体风电维护船是一种具有双体结构的船舶，它由上部和下部两个船体组成。
下部船体负责船体稳定性和浮力提供，上部船体则负责机器设备的安装和操作。
下部船体是一个宽厚的双漂浮体，可以提供足够的浮力和稳定性，减少在风力发电设备维护时的晃动。
双漂浮体中间采用空腔设计，确保船只在任何情况下都能保持浮力平衡，同时增加了防波性能。
上部船体采用全天候船舶的设计，主要用于设备的安装和操作。
上船体在工作时需要稳定，因此在设计上采用了抵抗动力的方式来增加防倾斜性能。
船体内部结构设计合理，便于机器设备的安装，大大提高了船体的适应性。
2. 强度分析为了保证海上高速双体风电维护船的强度和稳定性，在设计时需要对其进行强度分析。
下面将从以下两个角度进行分析。
2.1. 船体受力分析在设计海上高速双体风电维护船时，需要考虑船体所承受的一个最大载荷，即在航行过程中，船体所受的最大作用力。
常见的船体载荷有惯性载荷、水动力载荷、风载荷和重力载荷等。
强度分析的目的就是为了确定船体在承受这些载荷时是否稳定，承受能力是否足够，并在此基础上选择合适的材料和结构。
2.2. 船体安全性分析海上高速双体风电维护船有着复杂的船体结构，在进行设计时需要考虑安全因素。
对于海上高速双体风电维护船而言，涉及到的主要安全因素有抗风能力、防波性能、抗倾斜能力等。
在安全性方面的分析主要是为了保证海上高速双体风电维护船在工作过程中保持平稳、稳定的状态，避免出现意外情况。
综上所述，通过良好的结构设计，并加上恰当的强度及安全性分析，可以保障海上高速双体风电维护船在风力发电设备维护时的安全性和可靠性，同时也可以提高工作效率，减少维护成本。
穿浪双体船主要船型资料1、北海救201近海快速救助船是我公司为中国交通部救助打捞局建造的新型船舶，首制船“北海救201”，于2006年1月8日出厂。
该船型用于承担我国近海海上人命快速救助的社会公益性任务，具有良好的适航性、耐波性、快速性和操纵性，并有夜间搜寻救助能力，可在恶劣气象、海况条件下，迅速到达海难现场，对海上遇险人员实施快速有效的救助。
该船为全铝质穿浪型双体船，是世界上首次将穿浪双体船型应用到专业救助船。
英辉南方造船（广州番禺）有限公司版权所有©1992 - 2006主要技术参数总长：49.9 总宽：13.1吃水：1.63 客位：60航速：32.5 续航力：500海里推进方式：喷水泵入级：CCS材质：铝合金服务航线：中国近海海域2、南海救201穿浪双体由交通部投资6700万元建造的近海快速救助船“南海救201”于近日正式进驻琼州海峡执行春运救助值班待命任务。
近海快速救助船是我国自行设计建造的近海海上专用人命快速救助船，首批近海快速救助船共3艘，由英辉南方造船（广州番禺）有限公司建造，“南海救201”是第3艘，也是南海海域服务的第一艘近海救助船。
该船采用全铝质全焊接穿浪双体船型，船长49.90米，船宽13.10米，采用2套德国V16高速柴油机和喷水推进装置推进，最大航速大于33.1节，船速达到我国专业救助船之最，便于快速抵达出事海域施救。
总造价达4800多万元人民币的“海峡号”穿浪双体工作船3、海峡号由中船重工七○一所设计的穿浪双体船“海峡号”近日在广州沙角试航，获得圆满成功。
这是我国第一艘自行研制设计的具有完全自主知识产权的新型穿浪双体工作船。
“海峡号”的成功研制，填补了我国穿浪双体船自主研制领域的空白。
用户对“海峡号”给予了很高的评价。
穿浪双体船是上世纪九十年代迅速崛起的一型高性能船，具有良好的快速性、耐波性、操纵性和稳定性，其特有的宽敞甲板面积和装载容积特别适于客货和车辆运输，而且没有诸如水翼、气垫等复杂的附加装置，维护简单，使用方便，在近海高速客运、车客联运等领域得到迅速发展。
穿浪双体船的船型优化卢晓平 工学博士 海军工程大学船舶与海洋工程系[430033]陈 军 工学博士 海军工程大学船舶与海洋工程系[430033]摘 要 以计算线性兴波阻力的切比雪夫多项式法为基础,以片体水下横剖面面积曲线作为优化目标,用变分法对穿浪船WPC 进行船型优化,通过逐次增加几何约束数目,得到了在较高速度下(Fn=0.4)实用的优化横剖面面积曲线,并用切比雪夫多项式法计算优化后的片体兴波阻力,经比较可以看出优化的横剖面取得较好的降阻效果。
关键词 船舶 穿浪双体船 船型优化 切比雪夫多项式法 兴波阻力中图分类号 U674.951.02符号表水的密度g 重力加速度B 片体宽度T 吃水L 片体半长U 船速K=g/U2 波数c 浮心到水面的距离(无因次)A 横剖面面积x 船长方向的无因次坐标L 站距(横剖面间距)Fn 傅氏数Rw兴波阻力C w 兴波阻力系数0 绪 言穿浪双体船属高速双体船,与一般双体船在几何形状上的差别主要是:(1)片体水下部分类似于深V型船,具有一贯穿首尾的折角线;(2)片体细长,其修长系数 可大于7.5~8.5,亦有文献[1]报道 大于9.0;长宽比L/B大于12~14;水线进角 /2可取为7~11 ,乃至6 ;(3)采用方尾。
在对穿浪双体船片体进行的船型优化设计研究中,应用线性兴波阻力理论是有效的。
基于线性理论的船型优化方法有两类:以横剖面面积曲线代表船形[2];以船体函数代表船形[3]。
本文采用线性兴波阻力理论中的切比雪夫多项式法来进行船型优化,以片体横剖面面积曲线作为优化目标,用变分法得到使兴波阻力最小的穿浪双体船优化片体横剖面,并用切比雪夫多项式法计算优化后的片体兴波阻力,经比较可以看出优化的横剖面取得较好的降阻效果,最大减阻量可达15%。
1 船型优化的数学模型船型优化问题一般属于有约束条件的极值函数问题,即有约束变分问题,解出变分问题求出使兴波阻力最小的船形f(x,z)或横剖面面积曲线A(x)[4][5]。
高速双体船的总体性能摘要：顾名思义，我们一般把由两个单船体横向固联在一起而构成的船称为双体船。
高速双体船由于把单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，使其具有较高的航速，目前其航速已普遍达到35-40节；由于双体船的宽度比单体船大得多，其稳定性明显优于单体船，且具有承受较大风浪的能力；双体船不仅具有良好的操纵性，而且还具有阻力峰不明显、装载量大等特点，因而被世界各国广泛应用于军用和民用船舶。
以船舶结构力学、静力学、流体力学为基础，运用计算方法，简单分析高速双体船的结构性能，从而证明双体船在未来的实用性。
关键字：高速双体船；结构力学；结构性能；结构材料随着科学技术的发展和生活水平的提高，以及军事应用方面的要求，高性能船在世界上获得了蓬勃的发展。
在50至60年代，水翼船优先得到了发展；在60年代中后期，气垫船进入使用领域，占领了部分水上高速客运市场；在70年代后期，高速双体船迅速崛起，并在北欧地区首先得到发展，澳大利亚后来居上。
据并不完全统计，目前全世界已有40多个国家和地区的200多家公司经营水上高速客运业务。
双体船作为高性能船舶的重要成员之一，其发展尤其令人瞩目。
高速双体船是一种集优良的耐波性、快速性、稳性和回转等各种航海性能于一身的高性能船型。
它既保留了小水线面双体船的低阻，高耐波性及常规双体甲板面积宽敞的优点，同时融会变通了深V船型的特点，克服了小水线面双体的片体无储备浮力、空间狭小和要求复杂的航态控制系统和传动系统等缺点克服了常规双体船的片体干舷高储备浮力过大，对波浪响应敏感，船体纵摇和摇周期接近，易出现“螺旋状”摇摆而引起乘客不适等缺点。
1.高速双体船的性能特点[1]双体船，即由两条船型一样，尺度相同的船体又名片体，中间采用连结桥将它们连结起来的一种船型。
这类船舶的一大特点是甲板宽敞、平坦。
在每个片体尾部各装一台主机和推进器石直线航行时，左右两只螺旋桨可同时运转发出推力。
高速单、双体滑行艇的区别、特点、适用范围及发展趋向中国玻璃钢综合信息网日期: 2007-08-10 阅读: 1321 字体:大中小双击鼠标滚屏（一）单、双体滑行艇的区别传统的单体滑行艇在风浪中失速较大、航行拍击较重、限制了航行区域，特别是对军用滑行艇的发展受到了较大的限制。
双体滑行艇是近三十年来发展的一种新型的组合式船型，其区别于常规滑行艇的技术所在是影响水动力性能的艇体几何形状完全不同（见图1），有别于单体滑行艇的主耍特征是：主船体的中部有一条纵通的、处于较佳配合的不规则槽道，此槽道将艇体分成左右两个片体。
这种双体滑行艇，既不同于单体滑行艇，又有别于常规型和过渡型双体船型。
常规双体船型没有滑行面，且槽道较宽、较深，无论是静浮状态还是航行状态，其槽顶均处于通气状态，而双体滑行艇在静浮或低速航行时，槽道内是充满水的，当高速滑行时，槽顶处于全通气状态，槽顶滑行面与水之间形成空气润滑层，从而较大幅度地减少了磨擦阻力，使艇处于两点支撑的稳定滑行状态，高速滑行时空气润滑层还具有明显的缓冲、减振、减少砰击的作用，相比常规单体滑行艇而言，大大提高了适航性、乘坐舒适性和作为武器平台的稳定性，较大幅度地拓宽了军用滑行艇的航行区域。
当然槽道的深、浅、宽、窄及纵、横向斜升角的变化，对不同用途、不同速度段的艇型是不同的，这是双体滑行艇船型关键技术之所在[1]。
(二)双体滑行艇的特点根据单、双体滑行艇系列模型试验和二十八型实艇的试验研究结果[1～2]，我们归纳总结出双体快滑行艇有六个有别于常规单体滑行艇的技术特点，即：1．优良的快速性—从国内外单、双体滑行艇试验结果对比曲线图K.η-Frd(见图2)可以看出：双体滑行艇在高速段比单体滑行艇具有更为优良的高速性能，特别是在风浪中航行的快速性，这一点已被1977年以来历次美洲狮双体滑行艇所保持的全部近海竞速世界记录所证实[6～8]。
图2列出了360余条单、双体滑行艇快速性汇总对比曲线，其中表1和图2保留了38条艇的K.η-Frd对比值。
双体船波浪载荷测试技术研究双体船是现代船舶中一种广泛应用而备受关注的船型，其主要特点是船身中央分隔成两个几乎对称的船体，具有良好的稳定性和抗风浪性能。
在海上工作和运输过程中，双体船必须面对着极具挑战的海浪环境，其中波浪载荷成为了一个非常重要的研究课题。
本文旨在就双体船波浪载荷测试技术进行探讨和研究。
一、波浪载荷的特点波浪载荷是指海浪在船舶上的作用力，常常发生在双体船船体中心处。
波浪载荷受到海浪波动频率、波高、波长、入射角等多种因素的影响，其特点包括：1、波浪载荷受到波浪入射角的影响非常明显。
如果船只前进方向与波浪入射角垂直，则波浪载荷最小；如果前进方向与波浪入射角保持一定角度，则波浪载荷最大。
2、波浪载荷的幅值与海浪能量的分布有很大关系。
在海浪能量大的区域内，波浪载荷通常比较集中；在海浪能量小的区域内，波浪载荷则比较小。
3、波浪载荷是一个动态载荷，它随着船体的运动而不断变化。
因此，进行波浪载荷测试需要采用较高的采样频率。
二、波浪载荷测试技术基于以上对波浪载荷的描述，可以看出波浪载荷测试是一项非常有挑战性的工作。
其中最具代表性的测试方法包括：1、数值计算方法数值计算方法是在线性场合下比较实用的方法，其原理是基于有限元方法和计算流体力学理论，通过运用数值计算的手段分析和计算波浪载荷的分布和变化规律。
数值计算方法的优点是可以对多个因素进行考虑，可以在计算中增加或删除特定的因素，更加方便，而且可以进行多次的计算和比较，帮助人们更好地理解波浪载荷的规律。
缺点是计算速度较慢，需要一定的计算资源，并且只能在推演分析中得到结果，无法得到实际数据的支持。
2、物理试验方法物理试验方法是通过在模型实验装置中模拟实际波浪环境，并通过测量设备对模型进行测试从而得出波浪载荷的数据。
物理试验方法的优点是最接近实际情况，可以得到更加准确和可靠的数据，另外通过对模型实验技术的改进和创新，可以获得高质量的试验数据，不断推动科学技术的发展。
高速穿浪船——一种新型的复合型高性能船
钟本基;方志云
【期刊名称】《民船船型开发通讯》
【年(卷),期】1992(000)002
【摘要】80年代后期，一种由高速双体船和小水线面船概念复合的新型高性能船舶--高速穿浪船得到非常迅速的发展。
它保留了调整双体船高速、低耗、甲板面积宽敞之优点，融合了小水线面船高耐波能力之优点，去除了小水线面船复杂的操纵控制系统及动力传递要求，使技术结构相对较为简单，建造使用成本随之下降。
调整穿浪船出现后短短几年内获得迅速发展，产品已进入欧亚二洲，跻身于现代高性能船行列中成为重要成员之一。
【总页数】5页(P13-17)
【作者】钟本基;方志云
【作者单位】七O二研究所;七O二研究所
【正文语种】中文
【中图分类】U674.94
【相关文献】
1.穿浪船型对高速双体船耐波性的改进 [J], 马涛;明通;马如仁
2.高速穿浪船：一种新型的复合型高性能船 [J], 钟本基;方志云
3.一种新型的高性能船用座椅 [J], 唐国明;章海忠
4.大型高速穿浪船性能分析 [J], 管义锋;姚震球;方智勇
5.船首对单体穿浪船水动力性能的影响 [J], 魏成柱;易宏;李英辉
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49卷 第3期(总第182期)中 国 造 船Vol.49 No.3(Serial No.182) 2008年9月SHIPBUILDING OF CHINA Sep.2008文章编号:1000-4882(2008)03-0118-009高速轻型穿浪双体船船型及性能试验研究董文才1,2, 夏 翔1, 左文锵1, 陆文理1(1.中国舰船研究设计中心,湖北 武汉 430060; 2.海军工程大学船舶与海洋工程系,湖北 武汉 430033)摘要开展了140t级高速穿浪双体船船型研究及阻力、耐波性系列模型试验,比较分析了三种典型穿浪船船型阻力、纵向运动性能的差别,确定了综合性能最佳的型线方案。
对优选的型线方案,进一步开展了航态优化试验、变间距比、变长宽比、变重心纵向位置的阻力对比试验,不同间距比的静水横摇及不规则波横摇试验。
指出了高速轻型穿浪双体船阻力和耐波性能的影响因素及其变化规律。
关 键 词:船舶、舰船工程;穿浪双体船;阻力;耐波性;模型试验 中图分类号:U661.32 文献标识码:A1 引 言穿浪双体船综合了深V船和小水线面船的优点,具有优良的耐波性能,在较高的海况下能保持较高航速。
尖削的艏部线型使得它在中小浪中能穿浪而过、保持较平稳的航行姿态;深V型线型的中间船体能防止船体在大浪中钻浪并减小艏底砰击。
自1984年澳大利亚INCAT公司的1.1t的试验艇问世以来,穿浪双体船就得到了国际造船业和先进国家海军的重视,已有众多的实船在营运。
中国舰船研究设计中心自上世纪90年代起,就开始对穿浪双体船进行了长期的、深入的研究,在轻型高速穿浪船型开发、穿浪船大型化研究等方面取得了多项成果:自主设计的250t“海峡号”穿浪双体船试航速度达到42kn,航行于福建沿海海域,表现出优良的适航性和快速性;参与设计的海军某型穿浪艇已投入部队使用;400t级的“东远01号”穿浪船正在建造中;发明了具有自主知识产权的适合穿浪船航态控制及减阻的技术[1];开发出140t轻型高速穿浪船。
穿浪双体船主要船型资料1、北海救201近海快速救助船是我公司为中国交通部救助打捞局建造的新型船舶，首制船“北海救201”，于2006年1月8日出厂。
该船型用于承担我国近海海上人命快速救助的社会公益性任务，具有良好的适航性、耐波性、快速性和操纵性，并有夜间搜寻救助能力，可在恶劣气象、海况条件下，迅速到达海难现场，对海上遇险人员实施快速有效的救助。
该船为全铝质穿浪型双体船，是世界上首次将穿浪双体船型应用到专业救助船。
英辉南方造船（广州番禺）有限公司版权所有©1992 - 2006 主要技术参数总长：49.9 总宽：13.1吃水：1.63 客位：60航速：32.5 续航力：500海里推进方式：喷水泵入级：CCS材质：铝合金服务航线：中国近海海域2、南海救201穿浪双体由交通部投资6700万元建造的近海快速救助船“南海救201”于近日正式进驻琼州海峡执行春运救助值班待命任务。
近海快速救助船是我国自行设计建造的近海海上专用人命快速救助船，首批近海快速救助船共3艘，由英辉南方造船（广州番禺）有限公司建造，“南海救201”是第3艘，也是南海海域服务的第一艘近海救助船。
该船采用全铝质全焊接穿浪双体船型，船长49.90米，船宽13.10米，采用2套德国V16高速柴油机和喷水推进装置推进，最大航速大于33.1节，船速达到我国专业救助船之最，便于快速抵达出事海域施救。
总造价达4800多万元人民币的“海峡号”穿浪双体工作船3、海峡号由中船重工七○一所设计的穿浪双体船“海峡号”近日在广州沙角试航，获得圆满成功。
这是我国第一艘自行研制设计的具有完全自主知识产权的新型穿浪双体工作船。
“海峡号”的成功研制，填补了我国穿浪双体船自主研制领域的空白。
用户对“海峡号”给予了很高的评价。
穿浪双体船是上世纪九十年代迅速崛起的一型高性能船，具有良好的快速性、耐波性、操纵性和稳定性，其特有的宽敞甲板面积和装载容积特别适于客货和车辆运输，而且没有诸如水翼、气垫等复杂的附加装置，维护简单，使用方便，在近海高速客运、车客联运等领域得到迅速发展。
专利名称：一种深V穿浪双体船船型专利类型：实用新型专利
发明人：杨帅,吴启锐,岳蕾
申请号：CN201420126676.0
申请日：20140320
公开号：CN203864916U
公开日：
20141008
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种深V穿浪双体船船型。
使用本实用新型能够有效改善大型穿浪双体船的耐波性能。
本实用新型片体线型从首部至尾部均采用V形剖面，其中，船体首部至中后部，至少3/4水线长的船体的舭部斜升角为20度以上，并通过逐渐抬高船体尾部龙骨线高度，使得船体尾部的舭部斜升角β光滑过渡至5°～7°。
本实用新型的深V穿浪双体船线型经船模试验验证具有比圆舭型好的耐波性：在同等级海况下，采用深V剖面的大型穿浪双体船型线与圆舭型相比纵摇、垂向加速度有明显减小。
申请人：中国舰船研究设计中心
地址：430064 湖北省武汉市张之洞路268号
国籍：CN
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高速穿浪双体船船型及性能研究*何 义 赵连恩(哈尔滨工程大学船舶与海洋工程系,哈尔滨150001)摘 要 穿浪双体船(WPC)是在小水线面双体船和高速双体船的基础上发展起来的一种新型高性能船,它保留了SWATH 船型的低阻高速、甲板面积宽敞等优点,同时融合了深V 船型优良耐波性 作者对穿浪双体船的船型及阻力和耐波性等方面进行了研究关键词 穿浪双体船;耐波性;阻力分类号 U 661.3Study of Form and Performance of High SpeedWave Piercing CatamaranHe Yi Zhao Lianen(Dept.of Naval Architecture and Ocean Eng.,Harbin Eng ineering U niversity ,Harbin 150001)Abstract Wave piercing catamaran is a new type of high speed multi-hull ship w hich is different from conventional high speed catamaran.In this paper the hydrody -namic research of w ave piercing catamaran is described.It includes the study of resis -tance and seakeeping perform ance.The results are compared w ith those of round-bilge and deep-Vee hulls.Key words wave piercing catamaran;seakeeping;resistance图1 艇体型线图0 引 言穿浪双体船(WPC)是80年代在小水线面双体船(SWATH)和高速双体船的基础上发展起来的一种新型高性能船,它保留了SWATH 船型的低阻高速、甲板面积宽敞等优点,同时融合了深V 船型优良耐波性,克服了SWATH 船片体无储备浮力和空间小等缺点 因此WPC 具有高效节能,综合性能优良,建造工艺简单,使用成本低,技术风险小等特点,已为许多先进国家所采用[1]收稿日期:1996-05-31* 船舶工业国防科技预研基金资助项目 责任编辑:刘玉明第18卷第4期 哈 尔 滨 工 程 大 学 学 报 Vol.18, .41997年8月 Journal of H arbin Engineering University Aug.,19971 性能与船型1.1 主尺度及片体形状在排水量已确定的情况下,选择穿浪双体船的长宽比L /B ,或确定修长系数L / 1/3,应以付氏数F 为根据,在F =1.0~3.0的过渡航态范围,其修长系数越大则对阻力性能越有利,因此相应的长宽比L /B 值就越大 穿浪双体船的容积付氏数通常在1.5~2.5的范围,较大的修长系数可获得较好的阻力性能 片体采用深V 形的横剖面形状,艏部龙骨甚至可下沉到基线以下,以增加V 形的程度,形成极深V 形,可避免艇艏底部出水,从而减小波浪的拍击 水线进角,根据付氏数和结构方面的允许,取得越小越好 对高速轻型穿浪双体船艉底横向斜升角,可以根据阻力性能和耐波性能来确定,通常采用较小的的值可获得较大的动升力,能提高艇的快速性能,同时有利于采用喷水推进器 但对于航速较低、排水量较大的大型穿浪双体船,采用使后体变平来产生有效升力的方法是不可取的,这是因为升力正比于尺度的平方而排水量正比于尺度的立方 这不仅不能获得所谓的滑行特性,改善阻力性能,反而会使耐波性恶化 因此,对于此类船可以采用较小的艉端收缩系数和较大的艉底部横向斜升角 1.2 浮体干舷与常规双体船相比,WPC 具有较小浮体干舷,尤其在艏艉两端,干舷大幅度减小,甚至为负值,这使得浮体的储备浮力沿船长具有合理的纵向分布,以减小船体对波浪运动的响应,避免发生失速 这使穿浪双体船在波浪中具有较高的航速,提高耐波能力,改善船体运动性能,在较高的海情下减小晕船率,能正常使用和发挥武备的威力1.3 连接桥和中央船体的形状连接桥和中央船体的形状与船舶在波浪中的运动性能有密切关系 连接桥的形状关系到储备排水量的分布,因此影响到穿浪双体船的航态控制和耐波性能 连接桥的水线面尖瘦,能提供的附加储备浮力很小,特别是在靠近艏艉端部 连接桥采用拱形的横剖面形状,有利于减小波浪对船体的冲击作用,也有利于船体的横向强度 中央船体在艏部的龙骨采用下垂的形式,横剖面呈深V 形,可缓和在大波浪中中央船体艏底部所受到波浪的砰击,同时提供附加的储备浮力 在一般海情下,中央船体不与波浪接触,只有在很大的海浪中,其图2 剩余阻力系数曲线附加的储备浮力可防止由于浮体的储备浮力不足,而使船艏过于陷入波涛中,以至甲板上浪或发生埋艏现象1.4 浮体间距浮体间距增大,当F r <0.5时,对于静水阻力的影响,规律性不太明显;当F r >0.5时,一般对静水阻力有利,对耐波性也有利,间距越大对艇在横浪中的运动越有利,可使其横向和纵向加速度明显减小,特别是在较短横波长的情况下更为有利 同时,使甲板面积增大,有利于舱室布置9 第4期 何 义等:高速穿浪双体船船型及性能研究图3 阻力比较和甲板载货 但是过大的浮体间距对船体的横向强度不利,使艇的结构重量增加2 船模试验及结果2.1 船模尺寸及试验状态试验模型为玻璃钢材料制作,外观光滑平顺,尺度为船模总长1.740m ,水线长1.560m ,总宽0.744m ,片体宽0.136m ,吃水0.036m ,型线图见图1 2.2 试验数据处理2.2.1 阻力试验及数据处理阻力试验在静水中进行,试验前对模型重量、吃水和浮态等参数进行了严格调整,完成了三种排水量时,不同航速下阻力的测量 试验结果见图2 将阻力曲线换算成600t 实船的阻力曲线,并与同吨位单体船进行比较,见图32.2.2 耐波性试验及数据处理试验前对重心位置和纵横向惯性矩进行了仔细调整和校验,完成了迎浪航行三种航速不同波长的试验,同时测量记录了纵摇、升沉、艏加速度、艉加速度、波浪增阻,还完成了正横波浪中静止横摇试验,测量记录了横摇、升沉值,试验结果见图4,其它结果见文献[2] 为了解实船在一定海情下的耐波性,需将船模在水池规则波试验结果换算成不规则波条件的运动响应,采用ITTC 单参数谱,根据试验值可确定幅频响应函数,从而计算出不同有义波高和航速下对应的运动有义值,计算通过编程在微机上完成图4 耐波性试验曲线3 理论计算由于穿浪双体船片体间距比较大,如计算迎浪情况,可忽略片体间的相互影响,细长的片体较好地满足了切片理论的假设,可采用切片理论进行耐波性计算10 哈 尔 滨 工 程 大 学 学 报 第18卷(a +A 11) Z +A 12 Z +A 13Z +A 12 +A 13 +A 14 =F Zc cos e t +F Zs sin e t(J +A 21) Z +A 22 Z +A 23Z +A 22 +A 23 +A 24 =M c cos e t +M s sin e t方程两边除2,满足(a +A 11) Z /2+A 12 Z /2+A 13Z /2+A 12 /2+A 13 /2+A 14 /2=F Zc cos e t /2+F Zs sin e t /2(J +A 21) Z /2+A 22 Z /2+A 23Z /2+A 22 /2+A 23 /2+A 24 /2=M c cos e t/2+M s sin e t /2式中, Z Z Z 分别为升沉加速度、速度、位移;分别为纵摇角加速度、角速度、角度;a 船本身的质量;J 船本身的纵向转动质量;F =F Zc cos e t +F Zs sin e t 是分解成余弦项和正弦项的升沉波浪扰动力;M =M c cos e t +M s sin e t 是分解成余弦项和正弦项的纵摇波浪扰动力矩;系数A 11,A 12 ,A 21,A 22 是流体动力系数,与频率有关其它符号说明参见文献[3]由于两片体完全对称,因此可按单体船的切片理论进行水动力系数计算及求解,但当对该船计算时应做湿表面修正,此修正应根据试验进行 另外,由于艏部的特殊性,也应特殊处理 程序说明见文献[4] 本计算在单体计算的基础上计算其耐波性能,包括纵摇、升沉、艏艉加速度、波浪增阻等 理论计算及试验比较见表1表1 穿浪双体船理论计算与试验比较(浪高2.0m )纵摇/( )升沉/m 艏加/g艉加/g波浪增阻速度/kn 18301830183018301830理 论2.331.300.760.700.400.440.160.251.441.85试 验2.481.440.850.730.600.450.240.300.951.51理论计算结果接近试验结果,可以作为迎浪时的耐波性预报4 结果分析及结论(1)由剩余阻力系数曲线可知(见图2),此船的阻力峰现象明显 F r =0.5时不利干扰相互叠加,剩余阻力达到峰值,阻力比同吨位单体船高10%,无效干扰点F r 0据有关资料分析,此类船为0.7附近 当F r >F r 0以后,剩余阻力曲线明显平坦,所以对于高速双体船设计状态取在0.7以后 与一般单体船比较,低速时阻力性能稍差一些,高速时阻力性较优(2)通过计算600t 穿浪双体船在航速18kn 和30kn ,波高为2.0m (4级海情)和3.5m (5级海情)下的耐波性,并与常规圆舭船及深V 船的比较可知(见表2,表3):低速时,由于不11 第4期 何 义等:高速穿浪双体船船型及性能研究能充分有效发挥其穿浪性能,因此耐波性较差;当高速时,由于船型发挥了穿浪性能,片体象尖刀一样穿过波浪,小的片体干舷更增加了其过浪性能,其运动性能除升沉外,普遍优于一般船型表2 穿浪双体船耐波性(浪高2.0m )纵摇/( )升沉/m 艏加/g艉加/g波浪增阻速度/kn 18301830183018301830穿浪船2.481.440.850.730.600.450.240.300.951.51深V 船2.172.100.430.570.410.580.240.372.483.06圆舭船2.752.560.650.820.620.740.300.422.632.92表3 穿浪双体船耐波性(浪高3.5m )纵摇/( )升沉/m 艏加/g艉加/g波浪增阻速度/kn 18301830183018301830穿浪船5.253.871.842.060.830.820.370.573.317.30深V 船4.334.541.141.470.641.030.390.655.439.08圆舭船5.135.331.461.920.831.330.450.745.779.23(3)波浪增阻在各种速度海情下均优于一般船型,因此,该船在波浪中可保持高航速通过研究表明,穿浪双体船在高速时是一种耐波性优良的船型,特别适合于车客渡船和其它对耐波性要求较高的船型 因此,作者认为穿浪双体船是我国高速船发展的重要方向,具有广阔的应用前景参 考 文 献1 赵连恩 高性能穿浪双体船的发展与军事应用前景 94高性能船学术会论文 西安,19942 哈尔滨工程大学新型船舶研究室 穿浪双体船模型试验报告 哈尔滨工程大学,19933 李积德 船舶耐波性 哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,19924 戴遗山 船舶适航性计算方法 船工科技,1977,(1)12 哈 尔 滨 工 程 大 学 学 报 第18卷。
