《穿浪双体船》PPT课件.ppt

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1、第六章穿浪双体船(WPC)张慧宁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)。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

2、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。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NatchanRera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

3、，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。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

4、参数，以保证穿浪双体船优良的航海性能。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“Cargocat”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NatchanRera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。美军租借澳Incat公司的第一艘WPC——HSV-X1HSV-

5、2“褐雨燕”号高速穿浪双体船我国首艘自主设计穿浪双体船“海峡”号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(8)片体间距对性能的影响(7)连接桥和中央船体的形状(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，

6、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：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。(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

7、深V形式，其底部横剖形状与单体深V几乎没有区别。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。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。(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

8、/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。高速轻型穿浪双体船尾底横向斜升角β可以根据阻力性能和耐波性来确定。通常采用小的β值高速时可以获得较大的虚