高速双体船的总体性能

⾼速穿浪双体船船型及性能研究_何义（1）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。

第21卷　第2期1998年12月 交通部上海船舶运输科学研究所学报JOU RNAL O F SSSR I V o l .21N o.2D ec .1998高速双体船“飞翼”轮研制综述许统铨　杨春勤　谢克振(运输系统部)摘　要　介绍该船的船型概况,船型设计优化,航行性能评价以及其它关键因素,可供研究设计与推广应用该类船型参考。

关键词　高速双体船;船型设计;航行性能19982421收稿.序言“飞翼”轮是一艘铝合金高速双体船,按内河A 级航区设计,主要航行于长江口吴淞至崇明、长兴、横沙三岛。

1995年完成设计,1996年建造,1997年初投入营运,1997年7月29日通过交通部科技成果暨新产品鉴定。

该轮研制成功结束了我国铝合金高速双体船长期依赖进口的局面。

本文介绍该船的船型概况,主要的研究成果及达到的主要技术经济指标,可供研究设计与推广应用此类船型时参考。

高速双体船具有甲板面积大,布置宽敞,稳性好,吃水浅,操纵灵活,没有水翼船或气垫船那样的易损或复杂部件,使用可靠,维修方便等优点。

近20年该船型发展迅速,在国际高速客船市场上雄踞首位,据统计全球高速船订货总数中高速双体船约占一半。

我国自80年代中期以来的10年中已进口了近百艘高速双体船,大多数分布在珠江三角洲,此外长江三角洲及渤海湾也有若干艘进口双体船在营运。

本船是国内建造的第一艘航速25kn 以上的铝合金双体船。

1　船型概况1.1　船舶主尺度本船属双机双桨铝合金双体船型,船舶主尺度如下:总长31.5m 设计水线长28.8m 总宽9.30m 型宽9.0m 型深3.20m 设计吃水1.35m 片体宽2.52m 设计排水量98.0m 最大航速25.0kn 服务航速23.0kn 旅客总数205名船员定额8名1.2　船舶总体布置船舶总体布置见图1。

全船以主甲板为分舱甲板,其下设置4道水密横舱壁,把每个片体图1　“飞翼”轮总布置简图划分为5个舱,即舵机舱,主机舱,辅助设备舱,船员舱和首尖舱。

1、稳性好。

为了追求快速性能，现代军舰基本都是细长的，长宽比7：1，甚至9：1。

船倾斜后的回复力矩和水线面的惯性矩有关，简单来说细长的船体横摇时回复力矩小，很容易左右摇晃。

但是双体船船体分为左右两个，横摇时回复力矩是同样排水量的单体船的若干倍。

就好比一个扁担和一块木板扔在水面上，扁担能左右晃不停而木板很稳。

2、速度快。

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。

3、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，与同吨位的单体船相比，双体船的总宽度较大，因而往往有更大的甲板面积和舱室容积，尤其适合于装载那些体积很大而重量不大的低密度货物，可以具有较高的运输效率。

解决了水翼艇一旦翼航中出现船体触水或者水翼出水的意外，如果不能及时恢复航行姿态，有可能会导致船的倾覆的问题。

仿照中国新型双体船尺寸结构，根据水翼艇要求改进船体，以双体船的优势弥补水翼艇的不足。

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。

861_中国海军穿浪双体“快中国海军穿浪双体“快目录 1 简介 2 海峡号总体性能：展开全部 1 简介 2 海峡号总体性能：中国海军穿浪双体“快速攻击艇”（FAC）简介基本能够肯定，2208穿浪艇型技术来自澳大利亚AMD系列铝合金喷水推进穿浪船。

2208由上海求新造船厂新南船舶有限公司建造，这个公司在早前建造了“飞鸿号”AMD183穿浪型高速双体客船。

AMD183总体性能：总长30m型宽9.6m吃水1.8m深4.5m载客153人船员3人轻载航速29kn满载航速27.5kn续航力220nm在网络公布的图片中，804号猎雷艇、2208艇、飞鸿号三船同时停泊在求新厂的码头上，以30米长的飞鸿号做标准，可以简单判断出2208是40米以上级的。

AMD300系就是42米级的，不难看出2208与AMD300系的技术渊源很深。

AMD350总体性能：总长42.50m型宽12.50m吃水1.40m载客350人主机功率2×2000kw主机型号MTU航速32/36kn广州海上巴士工程有限公司与AMD公司合作开发AMD系穿浪高速双体客船，作为第二代小型穿浪船飞鸿号的设计者，海上巴士公司已经完成了72米级AMD1000P客船的设计。

新近交通部救助局的招标中，包括海军专家在内的评估人员首选海上巴士公司设计的近海快速救助船，50米级铝质穿浪船型战胜了深V型与小水线面型，投资3亿元的首批三条近海快速救助船已经在英辉南方造船公司正式开工建造。

广西的造船厂开始批量建造2208后续艇，早前广西的桂江船厂开工的“海峡号”铝质穿浪双体工作船也将在今年交付边防武警部队。

中国海军穿浪双体“快速攻击艇”（FAC）海峡号总体性能：总长45m型宽13.6m型深4.6m满载排水量252t最大航速36kn建造周期17个月从建造2208的各厂设备来看，拥有铝合金快艇的建造能力是相同点。

由于建造各厂并非都拥有建造复合材料艇体上建的能力，基本确定2208的艇体与上建使用铝合金，而非隐身效果更好的复合材料。

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。

双体船的优势：速度与稳定性o.LUMN专栏卢1双体船的优势:速度与稳定性双体船是未来大势所趋如今的赛艇,高速渡轮,委会.双体船潮流席卷世界.这一点.但她们真的十全十美々双体船是商业用船和休闹娱乐游艇市场发展最快的一大部分.但她们真的十全十美'或者说,相比单体船.她们的优势和弱势又在何处'为什么取体船总体上速度更快而人们是否真的在乘坐豫体船时更币易晕船'很少有专家对两者都充分了解并且理性客观地对此作出分析而我,既是船主.也是卖家.更是参与过两种船体设计的设计师30年来驾驶过很多款单体或职体船出航因此,榭&amp;乐意与大家分享我对遗两种船的看法.讨论—下双体船的优点与缺点.许多^都下知道职体船起源与中国有关.这能够追溯到千年以前.与古老的中国造船工艺类似的一点是,双体船也是完全用压条来固定帆的.当时远航的中国舰队为了自如地控制风向,采用了竹果结合其他编织物缝制成帆,与今天的现代双体船用帆很类似历史上深受古代中国帆船影响的恐怕也只有职体船了千百年过去了我们的社会在进技术也太大提高但仍然不能取代单要分析双体船的优劣,就需要了解她和单体船的区别.虽然两者的船体建造上大体类似但控制船体稳定性的方法却是不同的.以45英尺标准单林船与裂体巡航船比较.两者的特性各有不同.速度高速恐怕是吸j单体船船主的职体动力船可以少用几升燃料或者速度决定了你美国—名传奇的设计师LBFL=trsch~曾经说过.航行的乐趣与速度成正比.让我们诚实点吧无论何时.你若看见海面—有另一艘游艇迎着海风航行.你难道就l币想超过她'很多时候我们都在无意识地暗中较劲自动把对方当做对毛竞争是航行者永恒的乐趣.更别提在真实的比赛中堕双体船之司这种速度的较量最明显的体现就是在年度的长岛周围赛(ALIr~)上.单#舶舰队和]2只双体船一同经过纽约.总里程220英里环长岛航行通常双体船出发就要比领航船只晚上约一个小时但基本上在全程的前d0英里之内划n就能超越整个舰队,我参加过五届长岛周围赛.几乎每一年都是在逆风状沉下出发.单体船拥护者们总是说逆风航行不是职体船的长项.但在这第一回台的天气之争下我们还是能够超越到队伍的前列速度是一艘船的关键.对于稳定性也有很大影响.而我个人认为速度这一性eB上的优良.对于一艘艇在恶劣天气—阿驶的能力也有所影响.一艘平均速度11节的职体船就比速度为8节的单体船更能有嫂地避开恶劣天气凭借她更快抵达安全的避风港.尽管如今天气预报的机制已经十分成熟但遣种优良性能依旧能够使你更从客安全地计划航行路线,殛时采取决策以及争取时间.稳定性单体船依靠压也物来帮助实现稳定.但这样就增添了船身不必要的重量.龙骨的重量龙骨结构的支撑物等都在重量方面占据很大比重.造成一个恶性循环.而且.220年前阿基米德就曾指出过单体船的倾斜会产生拖水现象和更宽的单体宽度i样会导致速度受限而双体船的宽度通常是长度的一半.比如说一艘45英尺的双体船其宽度就太约在22英尺这不仅使得空司更加宽敞也使得船体更加稳固.哑斜时的稳定性也更强去除了压仓物的问题职体船船身实际上要更轻.也有助于提升速度.大多数单体船船主转用双体舱的另太因素是单体船的固定轴问题.单体船的转轴稳定系统对控制偏航效果下显着.抛锚时问题就更氩职体船就不存在遗个司题.鉴于单体船压仓物增重以及船身设计导致的低效职体船在遮方面柏戎为了更为成熟的选择.吏快的速度更带来更多乐趣.也能为你节省燃料.在环保意识如此重要的今天这样高妓的航行才是在蓝色疆域驰骋的至上追求.(预告:下期《双体船的优势l1》中{I}fn将介绍敢体船的安全性浅吃水和空间问题,井总结其优势及劣势)CO【lIMNMI7ITIH1『IIAD,,ANLGESCatam3mnsamtJ1eFuture111sisastatementbycurrentheadsofAmerica'sCup.Butarethey theperfectcraftordotheyhavedisadvantagesovertheirmonohullbm~em?Fewexpertskno w bothtypesintimatelywellandhaveneverrationalizedtheirdifferencesobjectively.1wouldli ke tosharewithyouacriticallookatbothtypesanddiscusscatamaranadvantagesaswellas sonicdrawbackscatamaransaretheFuturelThIslsastatementbycurrenfheadsofAmerica.sCupSyndicatesaroundfheworldCatamaraflsareIleretostayandareoneoflhe fasstdevelopingsector8offhecommercialmarineand pleasureyachtingmarketButaretheythepedectcrafter dotheyhavedisadvantagesoverfheirmonohul【brother FewexpertsknowbothtypesingmateIywelIandhave neverrationalizedfheirdifferencesobiectivelyNotonly havelownedbothbutalsodesignedsailedmanyofthem Transatlanticandsoldbethcatamaransandmonohullsfer over30years1wouldlikelosharewithyouacriticajfook atbothfypesanddiscusscatamaranadvantagesasweiI assomedrawbacks LetsfirstlookbackattheoriginsManypeopledonot evenknowChina.s}mportantnfluenceonthecatama[an develoPmenlMuItlhu¨genesl8canbeIeadback fhousandsofyearsCatamaransailboatsand2000year oldChineseyachtshaveonesignificanttechnicaaspect Jncommon:ThefullybattenedsailThefamousChinese fleetoflhefirstMillenniumharnessedthewindbyutilizing salIsfha{hadhamboosfipssewn lrtothefabric—verysimilartotodays moderncatamaransa{IsFewbeats lrlhistoryhadasmuchinfjuenceon presentsailingmultihullsastheancient ChineselunkThousandsofyearshave passedandoursecietiesandchnical abilitieshaveprogressedyetmonohull powerandsailingyachtssli]ldominate【hesceneInorderforusloaPPreclatetheadv8ntagesofacatamaranitIsimportant把beawareoftheirdifferent attributescomparedlolheirballasted counterpartsAlthoughbothtypes ofvesselsrelyotlwatertighthullsto safelyseparateseawaternOmprecious cargotheirstabHEyisachievedviatotallydifferentmeans Dataofatypical45monohullwillbecomparedtoa45' cruisingcatamaran+illustratingthediversecharacteristics ofbothtypesofboatsSpeed HighermaxImumandaveragespeedsarewhatmultihulls areaIIabeLIlandlh{sismaybethemost}mportonl characteristicwhich『uresmonohullsailorstocatamarans Whethert1siass1itresofdiese{fue{usedenyourpower catamaranoraSoonerarrivalatlheyachtc{ubbar speediswhatcountsLFrancisHer~schoff.alegendary Americandesigneroncesald.Thefunofsa1Ing}s propodionaltothespeedofsailingLetsbehonestIsn't ittruethaleverysinglefimewesailandseeanotherboal heelinginthebreezewewanttocatchuptoit?Frequently wedo{tquite{nc0nsDlcu0ussolhalnoonerealizes thatweareactuallytryingtoovertakeacompetitor,but lnlhebackofourmindswearealwaysracingSpeeds一morethanIustfunTherearelimeswhenweareactually participatinginaraceandbyhavingafastboatour chancestowinareobviouslyhigherAndwhataloy¨isto winI Thedefinitivespeedcomparisonbetweenmonohuilsand multihullsismostapparentattheannualAroundLongIsIandRacefALIR)whIchtakesa whichw…resisltheheeiingforceoffhewindUsuaIly thisballastIsInformofaweightedfln0fnwithabulb attachedtothebettomThismeansfhattheonlyreason brtheexistenceoftonsofIeadIstheneeessitytokeeplts carrieruprightTheweightofthekeelisJustthebeginning ofaviciouscycle.becausethestructuresupportingthe品.嚣:doze:Theheelingmonohullwillproducemorcwater miteoffshoreracearoundLongIslanddragandalsobynecessityhasawiderhull Themultihullsusuallystartaboutonebeam.whichwiIIsucktheboatintoawave houraftertheleadersanditisnotpattern,1imitingitsspeed,somethingthat0om0totustohav00vertakefamedancjentmathematicianArchimedes.mile:alreadynoticed2200yearsago.oIⅡ1etoursein3aveDafIcIDa刚i0 ALIR'sandeverysingleyearhadan upwindstartintostrongheadwindsManyproponentsof monohullswillsaythatsailingupwindisnotthestrength ofcatamaransyettisalwaysonthatfirstlegsailingtoweather,wherewepassalmosttheentirefleet Speedhaswonwarsturnedcommerciafisherman}nto wealthyentrepreneursandhasalsobeenacontributor ofsafetylnbattieafastwarshipcouldoutmaneuverIts adversaryorevenescapefromaboalwithmorefirepower. Higherperformancemeantthatfishingboats,100years agocouldraceagainsteachotherbacktoportandoffer lhefreshestcatchallhehighestpriceJustasprovennhistory.speedofasailingyachtisimportantandgivesa fasteryachtmoreopUonsPersonally.1find.themostimportantbenefitofspeedof asailingorpowercatamaranIslheabilitytooutrunbad weatherBeingabletoaverage11knotsonacatamaranratherthan8knotsonamonohu¨w…giveyOUmore optionsinyourstrategytoavoidbadweatherGetting toyourdestinationquickerandshavingoffdaysona transatlanticvoyagewillsimplymeanthatyouhave. mathematicallyestimated.1esschanceofgeeingthetoilet clogged.runningintoasubmergedcontainerorfalling overboardThanksloadvancesInradarsatel{Ifeandcomputer technology.afive-dayforecasttodayisasaccurateasa two-day佃recasfwasln1980Amultihull'shigherspeed willgreat]ycontributetoeasierandsaferplanningofocean passagesaroundweatherwindowssinceexposuretime willbelessandmete0rOIOgIca1predictionforshorter periodsmoreaccurateStability Inordertokeepamonohulluprightshewillneedballast. keelhastobeevenstronger(andheavier)topreventthe kee【ffa{lingoffThehee¨ngmonohu¨wiIproduce morewaterdragandalsobynecessityhasawiderhull beam,whichwillsucktheboat1ntoawavepattern.1imiting Itsspeedsomethingfhatfamedancientmathematician Archimedesalreadynoticed2200yearsagoThismeans thatpowercatsgofasteronjessfuelthantheirmonohull counterparis Typicallycruisingcatamaranswillhaveabeamtolength ratioofroughly50%,meaninga45.longcatwillbeabout 22wideThiswilInotonlyresulllnatremendousamount ofspacebutalsolna佃rmidablystirfbeatThisresultsIn alighterboat.1engthforlength.andavesselwithahigher speedpotentia1.sincethepowertoweightratiowillbehigher. Mostofourcustomerswhoareswitchingfromlheirpower monohu¨toapowercatamaranaremakinglhemove becauseoftheannoyingrollingmotionofamonohullThis neverhappensonawidesailorpowercatamaran WhenlheextraweightofaballastedmonohuI}andltsl几efficienthulIshapeIstakenIriteaccountonecaneasily seethatasailorpowercatamaranl8farmoreefficientand issimplyamorehydrodynamicallyproficientstructure Thisfactusuallytranslatesintohigherspeeds,moremiles sailedinaday.fasterpassagetimesandgallonsoffuel savedlnece-conscioustimessuchaslhedecadeweIive lrlsntthiswhatsailingisallabout?Traveringasefficiently aspossibleacrosstheseaS?1nnextmonth'ssecondpartofthisarticlewewilcompare thesafety.shallowdraftspaceandboathandling characteristicsofsai1andpowercatamaransandconclude withasummaryofadvantagesanddrawbacksofboth types。

双体船的总体性能设计(续2)宋国华6　双体船阻力估算双体船阻力分成片体阻力和片体间干扰阻力两部分。

由于片体间干扰阻力反映在剩余阻力上,而片体间水流加快导致摩擦阻力的变化忽略不计,这样,双体船阻力估算可以像单体船一样,分为摩擦阻力、剩余阻力和空气阻力。

下面介绍估算方法。

6.1　参考文献[11]为内河双体船的阻力计算,它的标准片体线型见图46。

计算参数:片体相对间距比C=c2bc—在吃水T时两片体舯横剖面处内侧舷之间的距离　(m)b—在吃水T时片体舯横剖面处的宽度　(m)雷诺数R e=V・LL—在吃水T时船舶水线长度　(m)v—船速　(m s)Τ—在某水温下的运动粘性系数　(m s)排水体积佛氏数F r∃=F n L∃1 3F n=VgL佛氏数,F n=0.5为临界速度点∃—在吃水T时的双体船排水体积　(m3)计算公式及图表总阻力系数　C t=(C f+∃C f)+C R+C1+C2总阻力　R=12p sc t・V2其中,摩擦阻力系数　C f=0.455(logR e)2.58粗糙度补贴∃C f=(0.3～0.7)×10-3对高速船和较大的船取小值。

空气及附体阻力系数C1+C2=(0.1～0.15)×10-3剩余阻力系数:(1)C R=C L b R・x b T・x cb本公式用于F n<0.5的深水内河双体船。

C L b R、X b T、x cb由图41、42、47、48、49、50、51、52确定。

(2)C R=C L b R・x b T・x cb・k e本公式用于F n> 0.5的深水内河双体船。

C L b R、X b T、x cb由图43、44、45、53、54、55、56、57、58确定。

k e=C RC RO=实船的内侧间距比C时的剩余阻力值计算时采用的图谱内侧间距比C时的剩余阻力值由图59确定例如:F n=0.71,实船C=0.575,计算采用图谱C= 0.5查图59,分别为C R=1.24,C RO=1.315所以　k e=1.241.315=0.943例题11计算低于临界航速区域航行的双体船运动阻力,该船要素如下:片体计算船长 L=78.0m片体计算船宽 b=4.5m排水量为846t时吃水T=2.32m方形系数 C b=0.531相对内侧间距 C=0.775片体内侧间距 C=7.0m两个片体的湿表面积　S=998.4m2片体相对船长 L b=17.3片体相对船宽 b T=1.94在计算时,利用了《L b》组图表(见图42)、参数b T的影响系数图表(见图48)和参数C b的影响系数图表(见图52)。

期刊网址：引用格式：蒋中沅, 丁江明, 李凌勋, 等. 高速槽道双体艇船型设计与阻力性能评估[J]. 中国舰船研究, 2024, 19(增刊 1): 18–27.JIANG Z Y, DING J M, LI L X, et al. The ship design and resistance performance estimation of high-speed planning tun-nel catamaran[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2024, 19(Supp 1): 18–27 (in Chinese).高速槽道双体艇船型设计与阻力性能评估蒋中沅1，丁江明*1，李凌勋1，赵辉21 武汉理工大学 船海与能源动力工程学院，湖北 武汉 4300632 中国舰船研究设计中心，上海 201108摘 要:［目的］槽道双体艇是一种中部贯通含有两个滑行片体的特殊滑行艇船型，中部槽道受到气旋抬升作用能使艇体脱离水面达到更高的航速，具有良好的快速性，同时在高速航行时能很快进入稳定状态。

针对高速槽道双体艇的艇型参数化设计与阻力性能评估对于高性能船舶的船型开发与设计具有重要意义。

［方法］采用clamped B 样条曲线定义槽道双体艇的主要型线进行艇体船型参数化构型，并通过STAR-CCM+软件设置多船型方案对比，研究双体艇槽道尺寸和斜升角大小对艇体阻力性能的影响。

［结果］得到比初始设计船型阻力降低17.3%的优选船型方案。

［结论］与同尺度同排水量单体滑行艇对比，结果证明，在中高速工况下，本文所研究的高速槽道双体艇具有更加优良的航行性能。

关键词：槽道艇；参数化设计；船型优选；计算流体力学中图分类号: U661.311文献标志码: ADOI ：10.19693/j.issn.1673-3185.03365The ship design and resistance performance estimation ofhigh-speed planning tunnel catamaranJIANG Zhongyuan 1, DING Jiangming *1, LI Lingxun 1, ZHAO hui21 School of Naval Architecture, Ocean and Energy Power Engineering, Wuhan University of Technology,Wuhan 430063, China2 Shanghai Division, China Ship Development and Design Center, Shanghai 201108, ChinaAbstract : ［Objectives ］The tunnel catamaran is a special type of planing craft with two planing bodies con-nected in the middle channel. The central channel is lifted by a cyclone which can lift the hull off the surface of the water to achieve a higher speed. It has good rapidity and can quickly enter a stable state during high-speed navigation. The parametric design and resistance performance estimation of a high-speed planing tunnel catamaran play important roles in the development and design of catamarans.［Methods ］The parameterized configuration of the hull is carried out by defining the main lines of the planing tunnel catamaran hull with a clamped B-spline curve. The influence of the channel size and deadrise angle of the catamaran on its hull res-istance performance is then studied by setting multiple hull designs in STAR-CCM+.［Results ］An optim-ized hull design is obtained with 17.3% resistance reduction compared with the original.［Conclusions ］Compared with a planing hull of the same scale and displacement, this study proves that a high-speed planing tunnel catamaran has superior sailing performance under medium and high-speed working conditions.Key words : planing tunnel catamaran ；parametric design ；ship selection ；computational fluid dynamics (CFD)0 引　言槽道双体艇是一种中部贯通，具有两个滑行片体的特殊滑行艇船型。

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、三体船双体船归属排水量船型，以其特殊的船体结构求取最大的排水量(水浮力)。

双体船的甲板面积宽敞，稳性良好，吃水较浅，制造技术要求不复杂，成本不高，还有使用可靠、维修方便等优点。

但也有缺点：船体阻力大、功率消耗多，特别是在船体处于纵向摇摆和横向摇摆耦合时，船舶的舒适性很差，即耐波性不佳。

为了克服这些缺点，新型的双体船相继问世。

超细长双体船由单体船发展，将船体改设计成两个关联的细长片体，降低了兴波阻力，获得较高的航速，于是有了高速双体船的船型概念。

该型船较适用于沿海高速客运，不太适应内河航道，因其生成的尾浪大，需要的回旋半径大，易掀翻其周围的小船。

为提高船舶的耐波性能，为取得更高的航速，澳大利亚新南威尔士大学的学者于20世纪末开发了一种超细长双体船，其两个片体各长35米，宽仅1米(单体船船体的长宽比一般不超过10)，长度排水量系数约为11．2(即整个船体的长度值除以排水体积的立方根值之数，该数显示船体的肥瘦程度)，用335千瓦功率的柴油机2台推进61吨排水量的船，航速达到23海里／小时，快速性能极佳，最大波高只有0．3－0．4米。

开发成功后不久，有6艘此型船下水，投入客运。

英国泰晤士河的水上巴士“Thames23”号也系双体船，单个片体的长宽比为18，整艘船可载客62位，用2台功率各为250千瓦的柴油机推进，航速达25海里／小时。

现在，泰晤士河上有3艘此型客船在营运。

日本石川岛播磨重工业公司于上世纪90年代起，就开始研究开发高速双体船。

该公司的第一艘实船被命名为“Toraidento”号，其片体的长宽比为21，整艘船总吨位40吨，载客量68人，用2台功率各为455千瓦的柴油机推进。

海上航行试验的数据是：在绝对风速20米／秒、波高3米的海况下，最大航速可达28．2海里／小时，船体横摇仅1°，纵摇几乎感觉不到，耐波性优良，因此获得1992年日本造船学会奖励。

1998年又建造了一艘超细长双体车客渡船，命名为“Ocean Arrow"号，航速提高到31．3海里／小时，总吨位增加到。

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。