三體高速消波船是近幾年才研究開(kāi)發(fā)出的新形船型。它是對(duì)常規(guī)滑行單體折角線型船的一次革命,目前全國(guó)僅有廣州廣船國(guó)際股份有限公司、總后勤部設(shè)計(jì)院二單位各自獨(dú)立開(kāi)發(fā)出大小不等的高速消波客船。
多年來(lái),在旅游湖面景點(diǎn),狹窄航道,邊防界河及航道繁忙地段水域的各種滑行艇,均因興波大而不能高速航行,否則其尾浪對(duì)河床的沖刷和對(duì)航道中其他船只造成浪損或影響他船的正常工作。為了解決上述問(wèn)題,廣船和總后勤部設(shè)計(jì)院二單位進(jìn)行了深入細(xì)致的研究工作,取得了突破性的進(jìn)展,并將成果用于實(shí)船獲得成功。自己根據(jù)二單位獨(dú)立研究的最新成果,針對(duì)旅游市場(chǎng),獨(dú)立開(kāi)發(fā)了4-6人、8-12人適合江河、湖面的三體高速消波船。由于該船制造工藝較簡(jiǎn)單,只要擁有建造一般玻璃鋼高速艇的工藝技術(shù),均可制造三體高速消波船。
船型的產(chǎn)生
近年來(lái),世界各國(guó)、各大高速艇設(shè)計(jì)與生產(chǎn)集團(tuán)都競(jìng)相開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品市場(chǎng),加速了高速船更新?lián)Q代的過(guò)程。如40年代,單體滑行船獨(dú)占鰲頭,50年代到60年代水翼船的崛起,而60年代中后期氣墊船進(jìn)入了實(shí)用領(lǐng)域,到70年代后期高速雙體船迅猛發(fā)展,幾乎獨(dú)撐高速艇的天下。
無(wú)論是單體滑行艇、水翼船、氣墊船還是高速雙體船,前三者都屬于動(dòng)力支撐型船,后者為靜浮態(tài)型船,在特定的航行環(huán)境中,它們發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì),然而都無(wú)法同時(shí)具備高速、低功率、消波、適航性好,高穩(wěn)性、機(jī)動(dòng)靈活和經(jīng)濟(jì)效益好的優(yōu)點(diǎn)。
在90年代初,人們?cè)诳偨Y(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)中想到,把這些船型的各自的特點(diǎn)集中反映在一個(gè)新船型上那該多好。于是就出現(xiàn)了三體高速消波船型。該船型是常規(guī)滑行艇、高速雙體船和氣墊船的組合船型,它集中三種船型之長(zhǎng)處,將流體力學(xué)和空氣動(dòng)力學(xué)較好地組合起來(lái),其消波性能,有效載荷,操縱性以及在逆風(fēng)逆浪中高速航行的效果更顯出其卓越的性能,是各類船型中最具競(jìng)爭(zhēng)力的一種新船型。
船型的創(chuàng)新點(diǎn)
三體消波船和常規(guī)滑行船相比,主要是與水動(dòng)力性能密切相關(guān)的幾何形狀不同。常規(guī)滑行船艏艉都是單體折角線型,而三體消波船艏中部為主船體,兩側(cè)為消波船體,從舯部逐步過(guò)渡并由三體變形為異型滑行單體并設(shè)有異型斷階。
工作原理
三體消波滑行船應(yīng)用了空氣動(dòng)力學(xué)和流體力學(xué)原理,依靠隨航速而增加的水動(dòng)升力支持了絕大部份的船舶重量,使得被托起后的船體只形成非常小的排水量且吃水很淺,艏部三個(gè)船體均較尖瘦,這種幾何形狀既有利于劈浪,降低艏浪,緩和波浪對(duì)船體的拍擊,又具有明顯的消波性能。三體之間形成兩個(gè)喇叭口槽道,航行時(shí)高速氣流從大口進(jìn)入槽內(nèi)形成氣墊,產(chǎn)生附加升力,進(jìn)一步托起船體,減少船體濕表面積,促進(jìn)高速滑行。
三體高速消波船的技術(shù)特點(diǎn)
較小的L/B比值(L船長(zhǎng),B型寬)
該船型因獨(dú)特的幾何形狀,決定了其獨(dú)特的幾何尺度。它同常規(guī)滑行船相比,排水量相當(dāng)?shù)那闆r下,船長(zhǎng)L一般是常規(guī)單體船的0.7倍,型寬B都是1.2-1.3倍,甲板面積是1.2-1.45倍。
優(yōu)良的消波性能
該船型最大的特點(diǎn)是消波性能卓越。在航行中,從艏部進(jìn)入槽內(nèi)的氣流和水流被壓在船體以下,很少向橫向溢出和飛濺,氣水混合通過(guò)艉滑行面沖擊艉板,因此,船波明顯減弱,尤其在高速時(shí),這一特點(diǎn)更明顯。一般消波船只能消除約20%的艏波;而三體船消波明顯,不僅興波小,耐波性好,且消波性能大大優(yōu)于雙體船和單體消波船。根據(jù)試驗(yàn)資料統(tǒng)計(jì),約80%的艏波被消除,而艉波只相當(dāng)于常規(guī)艇的45%。這一優(yōu)點(diǎn)不僅能提高了快速性和經(jīng)濟(jì)性,而且可明顯減少波浪對(duì)河床的沖刷和對(duì)航道中其他船只、人員的影響。
良好的穩(wěn)性和操縱性
三體船型的復(fù)原力矩(或力臂)大,穩(wěn)性好。船的儲(chǔ)備浮力大,破艙后不會(huì)出現(xiàn)翻沉的危險(xiǎn),抗沉性好。該船型具有三個(gè)滑行支撐點(diǎn),航行時(shí)航向穩(wěn)定性好。而高速回轉(zhuǎn)時(shí)只需4.5-5.5倍船長(zhǎng),而常規(guī)滑行船則需12-15倍船長(zhǎng)。若采用雙機(jī)因槳間距和舵間距大,舵效快,操縱性得到明顯改善,在微速下,利用螺旋槳的反轉(zhuǎn),基本可實(shí)現(xiàn)原地回轉(zhuǎn)。
良好的經(jīng)濟(jì)性
該船作為交通艇或游艇,在裝載人數(shù)相等,航速相當(dāng)?shù)那闆r下,三體高速船比常規(guī)單體船節(jié)省約15%的主機(jī)功率,在航程相等的情況下,三體高速消波船可節(jié)省燃油15%。
乘坐舒適性及空氣潤(rùn)滑的優(yōu)越性
三體高速消波船航行時(shí),高速氣流從大口進(jìn)入槽內(nèi)形成艏部氣墊,該氣墊可起到緩沖減振,減少波浪對(duì)船體拍擊作用,無(wú)疑提高了乘坐舒適性。進(jìn)入槽內(nèi)的高速氣流沿槽道噴向艉部滑行面,增強(qiáng)了空氣潤(rùn)滑作用,減少了航行阻力。尤其是該船在逆風(fēng)、逆浪中航行時(shí),不僅啟滑快,且具有失速小的優(yōu)點(diǎn)。
寬敞的甲板面積及有效載荷
三體船因水上部份是個(gè)長(zhǎng)方形的箱體,所以,具有寬闊的甲板面積,大約是同等長(zhǎng)度單體船的1.45倍。這一特點(diǎn)對(duì)甲板布置非常有利,可為旅客提供寬敞的人均占有面積或活動(dòng)場(chǎng)所。
綜合上述特點(diǎn),三體高速消波船是常規(guī)滑行船、氣墊船和高速雙體船的組合船型,無(wú)疑是一種頗具創(chuàng)意的新船型。由于它消波性能好,航速高,機(jī)動(dòng)性能強(qiáng),穩(wěn)性好。所以適用于內(nèi)河、湖泊、沿海水域,特別在狹窄急流航道水域(烏江、小三峽等)是交通、旅游、公安、水利、監(jiān)督等部門理想的水上交通工具。當(dāng)三峽大壩建成,重慶港成為庫(kù)區(qū)后,三體高速消波船將會(huì)在三峽庫(kù)區(qū)廣泛被采用,該船型不失為各快艇制造廠家的最佳投資項(xiàng)目。
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