第6章 穿浪双体船
合集下载
861_中国海军穿浪双体“快[整理版]
![861_中国海军穿浪双体“快[整理版]](https://img.taocdn.com/s3/m/bab9197859fafab069dc5022aaea998fcc2240ec.png)
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。
穿浪双体船(WPC)
Biblioteka 大至 善大
至 真
(4) 首端形状
片体首端通常采用极深V形的横剖面形状，龙骨可以沉到基线
以下，以增加首部横剖面的深V程度。这样设计可以增大艇的纵摇 阻尼，避免艇首底部出水，从而减小波浪的拍击。
大
至 善
大
至 真
(5) 浮心纵向位置
大
至 善
大
至 真
(6) 干舷与储备浮力 干舷与船舶耐波性的关 系十分密切，因其大小直接 影响到储备浮力的大小及其 沿纵向的分布。与常规双体
大
至 善
大
至 真
穿浪双体船的发展
穿浪双体船向大型化和高速化发展是当下的主流趋势。 自1998年澳大利亚Incat公司建造了第一艘长100米近万吨级的 高速穿浪双体船“Cargo cat”号，从此就揭开了穿浪双体船大
型化的序幕。
由于高性能穿浪双体船的这些特点，它适合作为高速车客 渡船、大型豪华游轮、军用各类高性能攻击舰和高性能隐身舰 艇的基础船型，有很大的发展空间。
大
至 善
大
至 真
美军租借澳Incat公司的 第一艘WPC——HSV-X1
大
至 善
大
至 真
HSV-2“褐雨燕”号高速穿浪双体船
大
至 善
大
至 真
我国首艘自主设计穿浪双体船“海峡”号
大
至 善
大
至 真
穿浪双体船船型参数对性能的影响
(1) 片体的长度系数和长宽比 (2) 横剖面的选择 (3) 尾端形状 (4) 首端形状 (5) 浮心纵向位置 (6) 干舷与储备浮力 (7) 连接桥和中央船体的形状 (8) 片体间距对性能的影响
大
至 善
大
至 真
至 真
(4) 首端形状
片体首端通常采用极深V形的横剖面形状，龙骨可以沉到基线
以下，以增加首部横剖面的深V程度。这样设计可以增大艇的纵摇 阻尼，避免艇首底部出水，从而减小波浪的拍击。
大
至 善
大
至 真
(5) 浮心纵向位置
大
至 善
大
至 真
(6) 干舷与储备浮力 干舷与船舶耐波性的关 系十分密切，因其大小直接 影响到储备浮力的大小及其 沿纵向的分布。与常规双体
大
至 善
大
至 真
穿浪双体船的发展
穿浪双体船向大型化和高速化发展是当下的主流趋势。 自1998年澳大利亚Incat公司建造了第一艘长100米近万吨级的 高速穿浪双体船“Cargo cat”号，从此就揭开了穿浪双体船大
型化的序幕。
由于高性能穿浪双体船的这些特点，它适合作为高速车客 渡船、大型豪华游轮、军用各类高性能攻击舰和高性能隐身舰 艇的基础船型，有很大的发展空间。
大
至 善
大
至 真
美军租借澳Incat公司的 第一艘WPC——HSV-X1
大
至 善
大
至 真
HSV-2“褐雨燕”号高速穿浪双体船
大
至 善
大
至 真
我国首艘自主设计穿浪双体船“海峡”号
大
至 善
大
至 真
穿浪双体船船型参数对性能的影响
(1) 片体的长度系数和长宽比 (2) 横剖面的选择 (3) 尾端形状 (4) 首端形状 (5) 浮心纵向位置 (6) 干舷与储备浮力 (7) 连接桥和中央船体的形状 (8) 片体间距对性能的影响
大
至 善
大
至 真
基于模糊神经网络的穿浪双体船摇荡运动预报
江 聪 ， 绰 陈
（ 军 兵 种 指挥 学 院 研 究 生 队 ， 东 广 州 ５０ ３ ） 海 广 １４０
摘 要 ： 据 穿浪 双体船 船 型特 点与 实 际海况 ， 根 针对船 舶 运动特 点 ， 于切 片理 论 建 立并 计算 船舶 基
运 动模 型方 程 ， 结合模 糊神 经 网络 建立运 动模 型 ， 出一 种线 性 神 经 网络 结 构 ， 效 地 解决 非 线性 提 有 问题 并预报 各 方向上 的摇 荡运 动． 通过 一个 具体 算例模 拟仿 真验 证该 方 法的 实用性和 可靠性 ．
关 键词 ：穿浪 双体船 ； 片理 论 ； 糊神 经 网络 ； 拟仿 真 切 模 模
中图分 类号 ： ６ １ ３ Ｕ ６ ． 文献标 识码 －Ａ 文章编 号 ： ０ ９— ５ ６ ２ １ ）４— ０ ７— ４ １０ ８ ２ （ ０ １ ０ ０ １ ０
０ 引言
穿 浪双 体船 （ ａｅｐ ｒｉｇｃｔｍ ｒｎ 是 目前 国 ｗ ｖ ｉ ｃ ａ ａａ ） ｅ ｎ ａ
（） ２
具体 参数 详见参 考文 献 ［ ］ ２．
１ ２ 方 程 的 求解 ．
解 上述方 程关 键是解 出附加质量 系数 和阻 尼系
数， 应用 Ｌ ｗ ｓ ｅ ｉ 方法求解 ， 是考 虑 到设 计 舰 船控 制 这 系统初期 ， 难有完 整 的船 型 参数 ， Ｌ ｗ ｓ 很 而 ｅ ｉ 法求 解
１ 船 舶 运 动模 型 的建 立
１ １ 模 型 方 程 的建 立 ．
穿 浪双 体 船船 型可 作细 长 体计 算 ， 因而 可应 用 切 片理论 建 立 其 模 型方 程 ． 以船 舶 前 进 方 向 为 Ｏ Ｘ 轴建 立 右手坐 标 系 Ｏ Ｚ， 叼 （ ＝ １２ ３ ４ ５ ６ ＸＹ 以 ，， ，，，）
（ 军 兵 种 指挥 学 院 研 究 生 队 ， 东 广 州 ５０ ３ ） 海 广 １４０
摘 要 ： 据 穿浪 双体船 船 型特 点与 实 际海况 ， 根 针对船 舶 运动特 点 ， 于切 片理 论 建 立并 计算 船舶 基
运 动模 型方 程 ， 结合模 糊神 经 网络 建立运 动模 型 ， 出一 种线 性 神 经 网络 结 构 ， 效 地 解决 非 线性 提 有 问题 并预报 各 方向上 的摇 荡运 动． 通过 一个 具体 算例模 拟仿 真验 证该 方 法的 实用性和 可靠性 ．
关 键词 ：穿浪 双体船 ； 片理 论 ； 糊神 经 网络 ； 拟仿 真 切 模 模
中图分 类号 ： ６ １ ３ Ｕ ６ ． 文献标 识码 －Ａ 文章编 号 ： ０ ９— ５ ６ ２ １ ）４— ０ ７— ４ １０ ８ ２ （ ０ １ ０ ０ １ ０
０ 引言
穿 浪双 体船 （ ａｅｐ ｒｉｇｃｔｍ ｒｎ 是 目前 国 ｗ ｖ ｉ ｃ ａ ａａ ） ｅ ｎ ａ
（） ２
具体 参数 详见参 考文 献 ［ ］ ２．
１ ２ 方 程 的 求解 ．
解 上述方 程关 键是解 出附加质量 系数 和阻 尼系
数， 应用 Ｌ ｗ ｓ ｅ ｉ 方法求解 ， 是考 虑 到设 计 舰 船控 制 这 系统初期 ， 难有完 整 的船 型 参数 ， Ｌ ｗ ｓ 很 而 ｅ ｉ 法求 解
１ 船 舶 运 动模 型 的建 立
１ １ 模 型 方 程 的建 立 ．
穿 浪双 体 船船 型可 作细 长 体计 算 ， 因而 可应 用 切 片理论 建 立 其 模 型方 程 ． 以船 舶 前 进 方 向 为 Ｏ Ｘ 轴建 立 右手坐 标 系 Ｏ Ｚ， 叼 （ ＝ １２ ３ ４ ５ ６ ＸＹ 以 ，， ，，，）
用线性兴波阻力理论计算穿浪双体船的兴波阴力
ｓｎ ｉ ～
考 虑 到穿浪 双体船 片体 细长 的船 型特 点 ， 预计 运用 薄船 理 论计 算 其 兴 波阻力 ， 会取 得 比较 好 的 效果 ， 故
本 文 以薄船 理论 为 基础来 研 究穿 浪双 体船兴 波 阻力 的计算 方 法．
进一 步考 虑到 穿浪 双体 船 片体水 下 形状 较 为简 单 的船 型 特 点 ， 想 将 Ｍｉ ｅ 型 公 式 简 化来 进 行 设 ｃ ｌ ｈｌ 兴 波阻力 计算 ， 经过 如此 简化 处理 ， 以得到较 为简单 的 兴波 阻力 计 算 公式 ． 可 为此 ， 文 根据 Ｍｉ ｅｌ 本 ｃ ｌ 型 ｈ
的 影 响规 律 ．
关键 词 ：穿浪 双体 船 ；薄 船 理 管 ；简化 的 Ｍｉ ｅｌ 公 式 ；兴 波 阻力 ｃ ｌ型 ｈ
中 图 分类 号 ： Ｕ６４ ９ １ ７ ． ５ 文献标识码 ： Ａ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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 ： 片 体水 下 部 分类 似 于 深 ① Ｖ 型船 ， 具有 一贯 穿首尾 的折 角 线 ； 片体 细长 ， 修长 系数 可达 ７ ５ ． ， ② 其 ． ～８ ５ 有文 献报 道 大 于 ９ ０ ．； 长宽 比 Ｌ Ｂ为 １ ￣１ ； ／ ２ ４ 水线 进 角 ４ ２可 取 为 ７ １ ， 至 ６ ③ 采 用方 尾． 对 其 进行 的兴 波 阻 力 研 究 ／ ～ １乃 ； 在 中 ， 为几种 经典线 性理 论之 一 的薄船 理论 ， 作 具有形 式 简 洁 、计算 方 便 以及 计 算结 果较 为精 确 等 优点 ，
用 线 性 兴 波 阻力理 论 计 算 穿 浪 双 体 船 的兴 波 阻力
陈 军 ，卢 晓 平
考 虑 到穿浪 双体船 片体 细长 的船 型特 点 ， 预计 运用 薄船 理 论计 算 其 兴 波阻力 ， 会取 得 比较 好 的 效果 ， 故
本 文 以薄船 理论 为 基础来 研 究穿 浪双 体船兴 波 阻力 的计算 方 法．
进一 步考 虑到 穿浪 双体 船 片体水 下 形状 较 为简 单 的船 型 特 点 ， 想 将 Ｍｉ ｅ 型 公 式 简 化来 进 行 设 ｃ ｌ ｈｌ 兴 波阻力 计算 ， 经过 如此 简化 处理 ， 以得到较 为简单 的 兴波 阻力 计 算 公式 ． 可 为此 ， 文 根据 Ｍｉ ｅｌ 本 ｃ ｌ 型 ｈ
的 影 响规 律 ．
关键 词 ：穿浪 双体 船 ；薄 船 理 管 ；简化 的 Ｍｉ ｅｌ 公 式 ；兴 波 阻力 ｃ ｌ型 ｈ
中 图 分类 号 ： Ｕ６４ ９ １ ７ ． ５ 文献标识码 ： Ａ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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 ： 片 体水 下 部 分类 似 于 深 ① Ｖ 型船 ， 具有 一贯 穿首尾 的折 角 线 ； 片体 细长 ， 修长 系数 可达 ７ ５ ． ， ② 其 ． ～８ ５ 有文 献报 道 大 于 ９ ０ ．； 长宽 比 Ｌ Ｂ为 １ ￣１ ； ／ ２ ４ 水线 进 角 ４ ２可 取 为 ７ １ ， 至 ６ ③ 采 用方 尾． 对 其 进行 的兴 波 阻 力 研 究 ／ ～ １乃 ； 在 中 ， 为几种 经典线 性理 论之 一 的薄船 理论 ， 作 具有形 式 简 洁 、计算 方 便 以及 计 算结 果较 为精 确 等 优点 ，
用 线 性 兴 波 阻力理 论 计 算 穿 浪 双 体 船 的兴 波 阻力
陈 军 ，卢 晓 平
穿浪双体船附连水质量计算讨论
进 行 计 算 。并 应 用 有 限 元 计 算 软 件 Ｐ ｔａ ａｒｎ和 Ｎａｔａ ｓｒｎ分 别对两 种计 算 模 型 下 的船 体 固有 频 率 进行计 算 和分 析 比较 。
图 １ 穿 浪 双体 船 有 限 元 模 型
２ 附连 水质 量 的计 算
船舶 在运 动 时 ， 绕 在 船体 周 围 的水 也 处 于 环 运 动状态 ， 因而 舷外 水 对 船 体 的振 动产 生 很 大 的
３１
作 者 简 介 ： 科 技 （ ９ ５） 男 ， 士 生 。 李 １８ 一 ， 硕
研究方 向 ： 船体结构振动与噪声控制 。
Ｅ ｍａｌｌ ｅ ｌ ｅｉ １ ６ Ｃ Ｉ － ｉ ｉ ｊ ｉ ｊ ２ ． ＯＤ ： ｋ ｉｋ ＠
第１ 期 船海Fra bibliotek工程
第 ３ 卷 ９
质量 ， ． ： ｎ 为
要 求复 杂 的航 态控 制 系统 和传 动系统 等 缺点 。基
于高速 穿浪 双体 船 型 的 这些 特 点 ， 合 用 作 高 速 适
车客渡船 、 用各 类 高 性 能 攻击 艇 和 高性 能 隐 身 军 艇 的基础 船 型 ， 广 阔 的发 展 前 景 ［ 。穿 浪 双 体 有 １ ］
船 的振动 计算 分析 是研 究高 质量 穿浪 船 的重要 方
中 图分 类 号 ： ６． ４ Ｕ６ １４ 文 献 标 志码 ： Ａ 文章 编 号 ：６ １７ ５ （ ０ ０ ０—０ １０ １７ —９３ ２ １ ） １０ ３ ３
高速 穿 浪 双体 船 （ Ｃ 保 留 了小 水 线 面 双 ＷＰ ）
层 甲板 和 内外壁 板 ， 其上 的纵 桁 、 梁及 骨架 等采 横 用 一 维 ｂａ 单 元模 拟 ， ｅｍ 共生 成 ３ ３ ０７９个节点 ， 建
图 １ 穿 浪 双体 船 有 限 元 模 型
２ 附连 水质 量 的计 算
船舶 在运 动 时 ， 绕 在 船体 周 围 的水 也 处 于 环 运 动状态 ， 因而 舷外 水 对 船 体 的振 动产 生 很 大 的
３１
作 者 简 介 ： 科 技 （ ９ ５） 男 ， 士 生 。 李 １８ 一 ， 硕
研究方 向 ： 船体结构振动与噪声控制 。
Ｅ ｍａｌｌ ｅ ｌ ｅｉ １ ６ Ｃ Ｉ － ｉ ｉ ｊ ｉ ｊ ２ ． ＯＤ ： ｋ ｉｋ ＠
第１ 期 船海Fra bibliotek工程
第 ３ 卷 ９
质量 ， ． ： ｎ 为
要 求复 杂 的航 态控 制 系统 和传 动系统 等 缺点 。基
于高速 穿浪 双体 船 型 的 这些 特 点 ， 合 用 作 高 速 适
车客渡船 、 用各 类 高 性 能 攻击 艇 和 高性 能 隐 身 军 艇 的基础 船 型 ， 广 阔 的发 展 前 景 ［ 。穿 浪 双 体 有 １ ］
船 的振动 计算 分析 是研 究高 质量 穿浪 船 的重要 方
中 图分 类 号 ： ６． ４ Ｕ６ １４ 文 献 标 志码 ： Ａ 文章 编 号 ：６ １７ ５ （ ０ ０ ０—０ １０ １７ —９３ ２ １ ） １０ ３ ３
高速 穿 浪 双体 船 （ Ｃ 保 留 了小 水 线 面 双 ＷＰ ）
层 甲板 和 内外壁 板 ， 其上 的纵 桁 、 梁及 骨架 等采 横 用 一 维 ｂａ 单 元模 拟 ， ｅｍ 共生 成 ３ ３ ０７９个节点 ， 建
2014-学生-船舶工程概论2-2
（3）把主船体抬出水。
（4）主体完全沉入水下。
2.4 高性能船舶与船型发展
高性能船舶：以现代流体力学理论为基础， 采用先进的推进、传动、控制、新型材料等多方 面高新技术、有别于常规排水船型，并以高速度、 高适航性、高效费比为只要标志的特种船艇。
2.4 高性能船舶与船型发展
高性能船舶（按其不同船舶原理）分：
2.4.2.2 水翼系统
1. 翼滑艇的水翼系统 翼滑艇只在艇首部安装水翼。一般选用浅浸水翼。艇航 行时吃水浅，又必须与艇尾部滑行面一起工作，在提高适 航性方面不能不受到限制。
2.4.2.2 水翼系统
双水翼系统，按前后水翼负荷不同，有
飞机式、串列式和鸭式。水翼负荷由水翼距
艇重心的距离而定。前翼负荷为艇重的65%
以机翼理论为基础的水翼艇、以气垫理论为基
础的气垫船，以机翼贴近地面或水面运动产生增压
效应理论为基础的地效翼船、以流体动压力理论为
基础的滑行艇、以耐波理论发展起来的小水面船，
以及双体、多体船排水型船和复合型船。
2.4 高性能船舶与船型发展
一、高性能包括多种船型： 1．静水力支撑 a) 高速单体船（含深V型等型） b)高速双体船（含穿浪型） c)小水线面双体船 2、水动力支撑型（滑行艇、水翼艇） 3．空气静力支撑 ：气垫船（全浮，侧壁） 4．空气动力支撑型：地效应船
2.4.1.1 单体滑行艇的船型特点
(5)采用方尾。以利于高速时水流尽早脱开 尾封板，避免水流升到尾甲板上，也可降低阻力 和防止螺旋桨处吸入空气。 (6)在水线面上水流进角较小。减小首部兴波 阻力。
2.4.1.1 单体滑行艇的船型特点
按滑行艇的艇底纵向形状不同分:
无断级滑行艇和断级滑行艇。单断级滑行艇 断级可在整个艇长范围内设一个或多个，一般军 用或民用滑行艇常用一个断级，只有一些竞赛艇
穿浪双体船横向强度与扭转强度的有限元计算
Ａｂ ｔａ ｔ ｈ ｒｓ— ｔ ｃｕｅ ｆｗ ｖ ｉｒｉｇｃ ｔｍａａ （ Ｃ）ａｅ ｓ ｂｅｔｄ ｔ ｌｒｅ ｔ ｎｖ ｒｅ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｅ ｃｏｓ ｓ ｕ ｔｒｓｏ ａ ｅ ｐｅｃ ａａ ｒｎ ＷＰ ｒ ｎ ｒ ｕ ｊｃｅ ｏ ａｇ ｒ ｓｅｓ ａ
ｂ ｎ ｉ ｇ ｍｏ ｎ ｎ ｏ ｓｏ ｍ ｅ ｔｕ ｄ ｒ ｔａ ｓ ｅ ｓ ｎ ｂｉ ｕ ｖ ｓ ｔ ｔｅ ｇｈ ｉ ｒｔｃ ｌｔ ｔ ｅ ｄ ｎ ｍｅ ｔａ ｄ ｔｒｉ ｎ ｍｏ ｎ ｎ ｅ ｒ ｎ ｖ ｒｅ ａ ｄ ｏ ｌｑ ｅ ｗａ ｅ ．Ｉｓ ｓｒｎ ｔ ｓ ｃ ｉ ａ ｏ ｉ ｉ ｓ
ｓｆｔ．Ｂ ｓｄ ｏ ｈ ｎｔ ｌｍｅ ｔａ ａｙ ｉ （ Ｅ ，ｄｒｃ ｏ ｕａｉｎ ｗ ｓｐ ｒ ｒ ｄ ｏ ｕｌＦ Ａ ａｅｙ ａｅ ｎ ｔｅｆ ｉ ｅｅ ｎ ｎ ｌｓ ｉ ｅ ｓ Ｆ Ａ） ｉ ｔｃ ｍｐ ｔｔ ａ ｅ ｏｍｅ ｎ ａｆｌ Ｅ ｅ ｏ ｆ
关 键 词 ：穿 浪 双 体 船 ；连 接 桥 ；直 接 计 算 方 法 ；有 限元 ；强 度
中 图分 类 号 ： ６ １ ３ Ｕ ６． ４
文 献标 志码 ： Ａ
文 章 编 号 ：６ ３—３ ８ ２ １ ０ —ｌ ０ １７ １ ５（ ０ ０） ｌ ４— ５
Ｆｉ ｉｅ Ｅｌ ｍｅ ｔＡｎ ｌ ｓｓｏ ｈ ａ ｓ ｅ ｓ ｎｄ Ｔｏ ｓｏ ｔ ｅ ｇ ｈ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ａ ｙ ｉ ｎ ｔ ｅ Ｔｒ ｎ ｖ ｒ ｅ ａ ｒ ｉ ｎ Ｓ ｒ ｎ ｔ ｆａ
ｍｏ ｅ ｆ Ｗ ＰＣ ｔ ｂ ａｎ ｉｓｔａ ｓ ｅ ｓ ａ ｄ ｔｒｉｎ ｓｒ ｎ ｔ ａ ｄ ｔ ｅ ｏ ｃ ｃ ｔ ｌｂ ｌｓｒｎ ｔ ｄ ｌｏ ｏ ｏ ｔｉ ｔ ｒ ｎ ｖ ｒｅ ｎ ｏ ｓｏ ｔｅ ｇｈ， ｎ ｈ ｎ ｔ ｈｅ ｋ ｉ ｇｏ ａ ｔｅ ｇｈ．Ｔ ｅ ｓ ｈ ｐ ｅｉ ｎ ｒ ｔｄ ｓ ｃ ｎ ｕ ｔｄ ｏ ｈ ｆ ｃｓ ｏ ｈ ｏ ｔｕ ｔ ｒ ｓ ｏ ｈ ｇｏ ａ ｒｎ ｖ ｒｅ ｓｒ ｎ ｔ． ｒｌｍｉ ａ ｙ ｓｕ ｙ ｗａ ｏ ｄ ｃｅ ｎ ｔｅ ｅｆ ｔ ｆ ｔｅ ｔｐ ｓｒ ｃｕ ｅ ｎ ｔ ｅ ｌｂ ｌ ｔａ ｓ ｅｓ ｔｅ ｇｈ ｅ
穿浪双体船纵向运动的理论预报研究
第１ ３卷 第 ２期
２ ０１ ３笠
中 国
水
运
ＶｏＩ ．１ ３
Ｎ ｏ． ２
２月
Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｗａ ｔ ｅｒ Ｔｒ ａｎ ｓ ｐｏｒ ｔ
Ｆ ｅ ｂｒｕ ａｒ ｙ
２ ０１ ３
穿浪双体船纵 向运动的理论 预报研究
肖 伟 ，侯 国祥
（ 华 中科 技 大 学 船 舶 与 海 洋 工程 学 院 ， 湖北 武 汉 ４ ３ ０ ０ ７ ４）
一
无 穷远处的辐射条 件
式 中，
为振荡频率 （ 可取遭遇频率 ） ，波数 ｋ ＝ ０ ） ２ ｇ，
ｎ ｉ是横剖面周线上单位法线向量 ，指 向水 内为正 。 二维流体 辐射速 度势和水动力系数 的求解有许 多方法 ： 多参数保 角变换法 、弗兰克源分布法、简单格林 函数法 、有 限元法等 ， 本文采 用的是 弗兰 克精确拟合源分布法来求解 的，
＝０
ＷＰ Ｃ片体 的长宽 比非常大 ， 正好满足切片理论的细长体 要求 ，同时考虑到 ＷＰ Ｃ 采用 的是方尾 ，需要对切片方法进 行 了尾封板 的修 正。对双 体船来说 ，流体 的粘性作 用影响 比 较 明显 ，尤其是在航速 比较高 的情况下 ，不能被 忽略。本文 综合考虑上述 因素 ，对某穿浪双体船 ＷＰ Ｃ — Ｘ 在规则波上航 行 时的垂荡和纵摇进 行了理论预报 ，并与试验数 据进行了对 比 ，验证了预报方法 的可行性 。
个速度势 ， 并且速度势可分为 定常势和 非定常势 两个部分 ，
中（ ， Ｙ， Ｚ ， ｆ ） ＝［ 一 ＋ （ Ｘ ， Ｙ ， ｚ ） ］ ＋ ｒ （ ， Ｙ ， ｚ ， ｆ ） （ １ ）
修正项进行修正。 若以ｎ 五 、 记尾封板处剖面的水动力系数，
２ ０１ ３笠
中 国
水
运
ＶｏＩ ．１ ３
Ｎ ｏ． ２
２月
Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｗａ ｔ ｅｒ Ｔｒ ａｎ ｓ ｐｏｒ ｔ
Ｆ ｅ ｂｒｕ ａｒ ｙ
２ ０１ ３
穿浪双体船纵 向运动的理论 预报研究
肖 伟 ，侯 国祥
（ 华 中科 技 大 学 船 舶 与 海 洋 工程 学 院 ， 湖北 武 汉 ４ ３ ０ ０ ７ ４）
一
无 穷远处的辐射条 件
式 中，
为振荡频率 （ 可取遭遇频率 ） ，波数 ｋ ＝ ０ ） ２ ｇ，
ｎ ｉ是横剖面周线上单位法线向量 ，指 向水 内为正 。 二维流体 辐射速 度势和水动力系数 的求解有许 多方法 ： 多参数保 角变换法 、弗兰克源分布法、简单格林 函数法 、有 限元法等 ， 本文采 用的是 弗兰 克精确拟合源分布法来求解 的，
＝０
ＷＰ Ｃ片体 的长宽 比非常大 ， 正好满足切片理论的细长体 要求 ，同时考虑到 ＷＰ Ｃ 采用 的是方尾 ，需要对切片方法进 行 了尾封板 的修 正。对双 体船来说 ，流体 的粘性作 用影响 比 较 明显 ，尤其是在航速 比较高 的情况下 ，不能被 忽略。本文 综合考虑上述 因素 ，对某穿浪双体船 ＷＰ Ｃ — Ｘ 在规则波上航 行 时的垂荡和纵摇进 行了理论预报 ，并与试验数 据进行了对 比 ，验证了预报方法 的可行性 。
个速度势 ， 并且速度势可分为 定常势和 非定常势 两个部分 ，
中（ ， Ｙ， Ｚ ， ｆ ） ＝［ 一 ＋ （ Ｘ ， Ｙ ， ｚ ） ］ ＋ ｒ （ ， Ｙ ， ｚ ， ｆ ） （ １ ）
修正项进行修正。 若以ｎ 五 、 记尾封板处剖面的水动力系数，
小型双体船的总体设计
第一章绪论近年来，越来越多的双体船占据了民用和军用船舶市场。
它们新颖的外观、独特的综合性能受到世界各国的瞩目。
据外电报道，美国海军新近欲按计划接收一艘高速双体船：“海上斗士”号，此消息再一次引起了人们对双体船的关注。
1.1双体船的概况与发展趋势1.1.1双体船的概况人类最早使用双体船是由于发现将两艘船横向连接在一起，可以从内河到海上航行而不容易翻船，早期曾将这种方法用在帆船上，建造了双体帆船，这种帆船在海上可以承受较大的风浪。
在此基础上，人们又发现双体船与同样吨位的单体船相比，具有更大的甲板面积和舱容，因此而被用于货船。
20世纪60年代后，随着海上高速客运的迅速发展，高速双体船由于有宽大的甲板面积、空间和便于豪华装饰而被普遍看好，成为近几十年来高性能船中发展最快、应用最广、建造数量最多的一种。
典型的高速双体船由两个瘦长的单体船（称为片体）组成，上部用甲板桥连接，体内设置动力装置、电站等设备，甲板桥上部安置上层建筑，内设客舱、生活设施等。
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( 。
1.1.2双体船的航海性能图1-1双体船的航海性能1.1.3双体船的发展趋势为进一步改善高速双体船的综合性能，人们在高速双体船的基础上派生了若干新型的双体船型。
（1）小水线面双体船和穿浪双体船的派生所谓小水线面双体船，是由潜没于水中的鱼雷状下体、高于水面的平台（上体）和穿越水面联接上下体的支柱三部分组成，其优点在于水线面面积较小，受波浪干扰力较小，在波浪中具有优越的耐波性。
另外，还具有宽阔的甲板面和充裕的使用空间。
但也存在船体结构复杂，对重量分布较为敏感等问题。
台湾海峡穿浪双体高速车客渡船尺度设计
ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｓ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ａ ｋ ｅ ｅ ｐ ｅ ｒ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｔ ｅ ｓ ｔ ． Ｔ ｈ ｅ Ｍｉ ｎ ｉ ｍｕ ｍ ｄ ｉ ｍｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ＷＰ Ｃ ｆ ａ ｓ ｔ ｆ ｅ ｒ ｒ ｙ ｉ ｓ ｃ ｏ ｎ ｉ ｆ ｍ ｅ ｒ ｄ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ
风 力必 须 达Ｎ ８ 级 ，耐 波 性必 须 达到 ５ 级海 情 才能 正 常
Ｄｉ ｍｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｂ ｏ ｕｔ Ｗ ＰＣ Ｆａ ｓ ｔ Ｆｅ ｒ ｒ ｙ ｉ ｎ Ｔａ ｉ ｗａ ｎ Ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｔ
Ｙ ａ ｎ ｇ Ｓ ｈ ｕ ａ ｉ ， Ｚ ｈ ｕ Ｚ ｈ ｉ － ｊ ｉ ｅ ， Ｐ ｅ ｎ ｇ Ｆ ｅ ｉ
全 年 风 力统计
嚣 褂
鼙 舔
羽
１ 台湾海峡风浪情况
高性 能船 的 种类 很 多 ， 要 设 计 出既能 满 足台 湾海 峡 的 适肮 性 要求 ，又能 实 现 最好 的 经济 要 求 ，需 要 了
Ｏ 一 ２
３
４
５
Hale Waihona Puke ６ ７ ８
９
风 级
图 １ 台湾海峡全年风级统计直方图
Ｉ Ｓ ０２ ６ ３１ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ＷＰ Ｃ； ｆ ａ ｓ ｔ ｆ ｅ ｒ ｒ ｙ ； Ｔａ ｉ ｗａ ｎ Ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｔ ； ｄ ｉ ｍｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ
０ 引言
２ ０ ０ ８ 年１ ２ 月１ ５ 日 ，随 着海 协 会与 海基 会 １ １ 月在 台 北签 署 的有 关 协议 正 式 生效 ，两岸 空 运直 航 、海运 直
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Company ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱOGO
(2) 横剖面的选择 从提高耐波性的角度来说，穿浪双体船的片体几乎都采用
尖舭深V形式，其底部横剖形状与单体深V几乎没有区别。
Company LOGO
为了增大片体首底部的横向斜升角，一般采用首部龙骨下 沉的方式。
Company LOGO
穿浪双体船向大型化和高速化发展是当下的主流趋势。 自1998年澳大利亚Incat公司建造了第一艘长100米近万吨 级的高速穿浪双体船“Cargo cat”号，从此就揭开了穿 浪双体船大型化的序幕。
由于高性能穿浪双体船的这些特点，它适合作为高速 车客渡船(如前面的Natchan Rera号)、军用各类高性能攻 击舰和高性能隐身舰艇的基础船型，有很大的发展空间。 目前在世界各国军方服役的穿浪双体船主要担任军辅运输 的任务，例如美国的HSV系列。
Company LOGO
第六章
穿浪双体船(WPC)
张慧宁
Company LOGO
6.1 穿浪双体船概述
20世纪80年代初期，在常规双体船和小水线面双体船的基 础上首先由澳大利亚的赫斯基和克利福德提出了一种新的高性能 船舶的新概念。他们突破常规理念，建造了一艘28M长的“维多 利亚之神”号。其后这种新概念船得到迅猛发展，目前已成为技 术上非常成熟的一种高性能船型———高速穿浪双体船(WPC)。
Company LOGO
美军租借澳Incat公司的第一艘WPC——HSV-X1
Company LOGO
Company LOGO
HSV-2“褐雨燕”号高速穿浪双体船
Company LOGO
3
L / 1/3
3
L3 Cb LBd
1 L L Cb B d
Company LOGO
由上式，长度系数ψ和长 度吃水比L/d确定之后即可确 定长宽比L/B。在给定的设计 排水量及设计速度的情况下， 先计算出体积傅汝德数Fr ▽ ， 然后由右图可以求出相对应的 最低功率曲线。在Fr ▽ <3.0的 过度航态范围，长度系数越大 对阻力性能越有利，相应的长 宽比L/B值就越大。但是若L/B 值太大，对于摩擦阻力和粘性 干扰阻力来说会是不利的。因 此从阻力的观点来选择船长必 须仔细考虑长度系数从而得到 最佳船长。
Company LOGO
穿浪双体船的长度傅汝德数Fr=0.8~1.1,片体容积傅汝 德数Fr ▽ =2.0~3.0,在此航速范围内，船舶处于过度航态的 高速段。在第三章提到，长度傅汝德数是对阻力比较敏感 的船型参数，在一定的范围内，长度系数较大对阻力是有 利的。但是应注意到，当容积 傅汝德数接近3.0时，长度系数 对阻力的影响已经不明显。所 以，穿浪双体船的设计要针对 具体的航区海况和设计速度， 综合选取片体的主要尺度和船 型参数，以保证穿浪双体船优 良的航海性能。
Company LOGO
穿浪双体船特有的船型构造赋予了它具有高速、优良的耐波 性、稳性好、舒适、吃水浅、甲板宽敞和回旋性能好等高水平的 综合航海性能。因此，穿浪双体船也是常被作为豪华邮轮的船型。 东日本轮渡公司在函馆至青森航线上运营的Natchan Rera号就 是一艘典型的穿浪双体船。Rera号于2007年9月1日投入运营， 是当时世界上最大最快轮渡，她载重10712吨，全长112米，宽 30.5米，最大载客量800人，时速36海里，拥有4台喷水推进。 Rera号将原来函馆至青森需要4小时的航程缩减到1.5个小时。
高速穿浪双体船保留了小水面线双体船的低阻、高耐波性及 常规双体船甲板面积宽敞的优点，同时融会了深V船型的特点， 克服了小水线面双体船的片体无储备浮力、空间狭小和要求复杂 的航态控制系统及传动系统等缺点，也克服了常规双体船的连接 桥离水面高度小等缺点。此外，与普通双体船相比，穿浪双体船 片体的首尾干舷很低甚至为零，所能提供的储备浮力较小，因此 对波浪响应不敏感，使得船体的摇荡运动得到减小。
Company LOGO
我国首艘自主设计穿浪双体船“海峡”号
Company LOGO
Company LOGO
6.2 穿浪双体船船型参数对性能的影响
(1) 片体的长度系数和长宽比 (2) 横剖面的选择 (3) 尾端形状 (4) 首端形状 (5) 浮心纵向位置 (6) 干舷与储备浮力 (7) 连接桥和中央船体的形状 (8) 片体间距对性能的影响
(3) 尾端形状 穿浪双体船的航速较高，而且通常在尾部安装喷水推进装
置，所以它的尾端必须采用方尾。特别是对于航速很高，排水 量小的轻型穿浪双体船采用方尾更为有利。确定方尾的主要参 数(尾部收缩系数AT/AM，方尾的浸深H)的原则与单体方尾型船 是一致的。
傅汝德数越低则尾端收缩系数值应越小，对于傅汝德数非 常高的船舶可以采用较大的收缩系数。一般来说，高傅汝德数 的船舶尾端收缩系数为1或者接近于1，对水动力是比较有利的。
Company LOGO
与单体深V横剖面一样，穿浪双体船的片体横剖面也可分 为单折角线和双折角线两种基本形状，双折角线适用于有较大 的舱容积及较低的巡航傅汝德数要求等。单折角线适用于较轻 的排水量和较高傅汝德数的船舶。对于舯剖面形状的选取并没 有明确的规定。
Company LOGO
Company LOGO
(1) 片体的长度系数和长宽比
与单体船相比，由于双体船具有较宽敞的甲板面积，因此 最小船长的确定往往不先决定于总布置等其他方面的要求。一 般应从最小总阻力的出发点来确定最佳船长。所以确定高速双 体船的主尺度必须从快速性的要求出发，然后再校核其他方面 的性能是否满足要求，因为长度系数和长宽比与阻力关系最密 切。由第三章，长度系数可表示为：