第6章 穿浪双体船
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1、Company LOGO第六章第六章穿浪双体船穿浪双体船(WPC)(WPC)张慧宁张慧宁Company LOGO6.1 6.1 穿浪双体船概述穿浪双体船概述 20世纪世纪80年代初期，在常规双体船和小水线面双体船的基年代初期，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，建造了一艘船舶的新概念。他们突破常规理念，建造了一艘28M长的长的“维多维多利亚之神利亚之神”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
2、的一种高性能船型术上非常成熟的一种高性能船型高速穿浪双体船高速穿浪双体船(WPC)。 高速穿浪双体船保留了小水面线双体船的高速穿浪双体船保留了小水面线双体船的低阻、高耐波性及低阻、高耐波性及常规双体船甲板面积宽敞的优点常规双体船甲板面积宽敞的优点，同时融会了深，同时融会了深V船型的特点，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，穿浪双体船桥离水面高度小等缺点
3、。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。对波浪响应不敏感，使得船体的摇荡运动得到减小。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。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
4、日本轮渡公司在函馆至青森航线上运营的东日本轮渡公司在函馆至青森航线上运营的Natchan Rera号就号就是一艘典型的穿浪双体船。是一艘典型的穿浪双体船。Rera号于号于2007年年9月月1日投入运营，日投入运营，是当时世界上最大最快轮渡，她载重是当时世界上最大最快轮渡，她载重10712吨，全长吨，全长112米，宽米，宽30.5米，最大载客量米，最大载客量800人，时速人，时速36海里，拥有海里，拥有4台喷水推进。台喷水推进。Rera号将原来号将原来函馆至青森需要函馆至青森需要4小时的航程缩减到小时的航程缩减到1.5个小时。个小时。Company LOGO 穿浪双体船的长度傅汝德数穿浪双体船的
5、长度傅汝德数Fr=0.81.1,片体容积傅汝片体容积傅汝德数德数Fr =2.03.0,在此航速范围内，船舶处于过度航态的在此航速范围内，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，当容积利的。但是应注意到，当容积傅汝德数接近傅汝德数接近3.0时，长度系数时，长度系数对阻力的影响已经不明显。所对阻力的影响已经不明显。所以，穿浪双体船的设计要针对以，穿浪双体船的设计要针对具体的航区海况和设计速度，具体的航区
6、海况和设计速度，综合选取片体的主要尺度和船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型参数，以保证穿浪双体船优良的航海性能。良的航海性能。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。穿浪双体船向大型化和高速化发展是当下的主流趋势。自自19981998年澳大利亚年澳大利亚IncatIncat公司建造了第一艘长公司建造了第一艘长100100米近万吨米近万吨级的高速穿浪双体船级的高速穿浪双体船“Cargo cat”Cargo cat”号，从此就揭开了穿号，从此就揭开了穿浪双体船大型化的序幕。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
7、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车客渡船( (如前面的如前面的Natchan ReraNatchan Rera号号) )、军用各类高性能攻、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。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，例如美国的的任务，例如美国的HSVHSV系列。系列。Company LOGO美军租借澳美军租借澳Incat公司的第一艘公司的第一艘WPCHSV-X1Company LOGOCompany LOGOHSV-2“褐雨燕
8、褐雨燕”号高速穿浪双体船号高速穿浪双体船Company LOGOCompany LOGO我国首艘自主设计穿浪双体船我国首艘自主设计穿浪双体船“海峡海峡”号号Company LOGOCompany LOGO6.2 穿浪双体船船型参数对性能的影响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片体的长度系数和长宽比(2) 横剖面的选择横剖面的选择(3) 尾端形状尾端形状(4) 首端形状首端形状(5) 浮心纵向位置浮心纵向位置(6) 干舷与储备浮力干舷与储备浮力(8) 片体间距对性能的影响片体间距对性能的影响(7) 连接桥和中央船体的形状连接桥和中央船体的形状Company LOGO(1
9、) 片体的长度系数和长宽比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
10、系数可表示为：切。由第三章，长度系数可表示为：3331/31/bbLLLLC LBdCBdCompany LOGO 由上式，长度系数由上式，长度系数和长和长度吃水比度吃水比L/dL/d确定之后即可确确定之后即可确定长宽比定长宽比L/BL/B。在给定的设计。在给定的设计排水量及设计速度的情况下，排水量及设计速度的情况下，先计算出体积傅汝德数先计算出体积傅汝德数Fr ，然后由右图可以求出相对应的然后由右图可以求出相对应的最低功率曲线。在最低功率曲线。在FrFr 3.0的的过度航态范围，长度系数越大过度航态范围，长度系数越大对阻力性能越有利，相应的长对阻力性能越有利，相应的长宽比宽比L/BL/B值就
11、越大。但是若值就越大。但是若L/BL/B值太大，对于摩擦阻力和粘性值太大，对于摩擦阻力和粘性干扰阻力来说会是不利的。因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须仔细考虑长度系数从而得到最佳船长。最佳船长。Company LOGO(2) 横剖面的选择横剖面的选择 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尖舭深V形式，其底部横剖形状与单体深形式，其底部横剖形状与单体深V几乎没有区别。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
