高性能船舶简介

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导读:20世纪 30-40年代以来,出现了一些造型奇特的船舶,有的会“飞”,有的会“滑”,有的前后带有”水翼”,有的船底带有“气垫”。这是一种与传统船型不同的非排水型船,我们称它为高性能船。 船的出现已有数千年的历史,从独木舟到万吨客货船,从艨艟战船到航空母舰,不论大小、简繁,它们都属于传统的排水型船。 什么是排水型船?它是依据阿基米德原理,靠静水浮力支撑其重量使其漂浮在水上的。排水型船经过长期发展,其性能已有很大的提高,但也有明显的不足之处: (1)航速受限。排水型船航行时除

20世纪 30-40年代以来,出现了一些造型奇特的船舶,有的会“飞”,有的会“滑”,有的前后带有”水翼”,有的船底带有“气垫”。这是一种与传统船型不同的非排水型船,我们称它为高性能船。

船的出现已有数千年的历史,从独木舟到万吨客货船,从艨艟战船到航空母舰,不论大小、简繁,它们都属于传统的排水型船。


什么是排水型船?它是依据阿基米德原理,靠静水浮力支撑其重量使其漂浮在水上的。排水型船经过长期发展,其性能已有很大的提高,但也有明显的不足之处:


(1)航速受限。排水型船航行时除摩擦阻力外,还有兴波阻力,前者由船的粘性引起,后者是航行时波浪引起的。尤其是航行时,船的兴波阻力的增加比船速的增加要快得多,这是排水型船的航速增加受限制的一个主要原因。(2)耐波性较差。所谓耐波性就是当船舶在风浪中航行时,具有足够的稳性和船体结构强度,并能保持一定的航速安全航行的能力,排水型船虽然采用各种减摇装置,但仍无法适应一些特殊船舶所需要的稳定平台的要求。

飞机问世后速度提高之快,启发了人们设想,如果船体的全部或部分脱离水面,既可能大大减少船的阻力,提高航速,也可能减少波浪对船舶的影响,提高耐波性。人们通过个断地研究探索,终于研制出有别于排水型船的高性能船。其中出现较早的是滑行艇,如二战期间已广泛用于作战的各种快艇。50-60年代,水翼艇得到了较大的发展;60年代后期,气垫船进入实用领域;70年代高速双体船迅速崛起;80年代地效翼船技术、小水线面船技术、穿浪双体船技术相继得到了突破;90年代起又出现一些新型复合型船。这些高性能船的异军突起,不仅开辟了高速水上客运,促进了社会经济的发展。在军事上也被广泛应用于快速攻击战、水雷战与反水雷战、两栖作战,大大提高了武器装备性能。


高性能船按船舶水动力学特性及其支承原理可分为静水浮力型、水动升力型、空气静升力型、空气动升力型和复合型。

1.静水浮力型高性能船是利用静水浮力支撑船体的重量,它与排水型船相似。但是,它的船型有所改善,从而减少了水的阻力和波浪干扰,其航行性能也有较大的提高。如双体船、小水线面双体船及双体船派生的多体船和穿浪双体船等皆属于静水浮力型高性能船。

2.水动升力型高性能船是利用高速运动时船底的滑行面或水翼所产生的水动升力支撑。使船体脱离或部分脱离水面,减少了水的阻力和波浪的影响。如滑行艇、水翼艇。这些高性能船具有较高的航速。

3.空气静升力型高性能船是利用船底和特制的围裙形成的封闭气垫产生的静压力,把船体全部抬离水面,大大减少了水的阻力,船舶航速有较大的提高。如全垫升气垫船、侧壁式气垫船皆属空气静升力型高性能船。这型高性能船不仅航速高,其中全垫升气垫船还具有两栖性,适用于狭窄水道、沼泽地航行,也可用作两栖作战。

4.空气动升力型高性能船,是凭借带有翼形的船身贴近水面高速航行时表面效应产生的气动升力支撑船体重量并把船体抬离水面的船舶,如地效翼船;这种高性能船既具有小型船舶的装载能力,也具有排水型船和其它高性能船不能相比的高速度。

5.复合型高性能船是多型高性能船相互杂交形成的新型高性能船。它集各型高性能船之长,性能优异,如水翼双体船、双体气垫船、水翼气垫船等,代表了高性能船的发展方向。高性能船与常规排水型船相比,具有许多特点:


1.快速性。快速性是高性能船最明显的特点之一,也是人们探索研究高性能船的初衷。现代高性能船的航速有的可达100-200节,甚至超过直升机飞行速度,与常规固定翼飞机相差无几。高速性船舶对于开辟高速水路具有重要意义。在军事上,高航速舰艇能迅速到达战区,机动灵活,掌握战场主动权。

2.耐波性。耐波性好是高性能船的又一特点。现代高性能船有的能脱离水面运行、有的在结构上有一些特点,波浪对其影响较小,因而有较好的耐波性。通过实船实验,1艘220吨小水线面双体船其耐波性要比3000吨常规排水型船还要好。良好的耐波性有利于舰船在高海情条件下航行,为乘客提供较舒服的旅途环境,也为军用高性能船的武器装备提供了良好的使用条件。

3.两栖性。两栖性是某些高性能船如地效翼船、全垫升气垫船具有的独特性能。这些高性能船既可在水面、冰上航行,也可在陆地、沼泽地、沙滩上运行,不受海浪、潮汐、海滩、坡度限制,还具有一定的越障能力。两栖性在军事上具有特殊的意义,两栖化高性能船是一种较理想的登陆工具。

4.低物理场辐射性。低物理场辐射性是一些高性能船的又一独特性能。这些高性能船航行时,由于部分或全部船底脱离水面,其噪声场辐射皆较低。有些高性能船采用增强玻璃钢、碳纤维复合材料建造,其磁场辐射也很低。地效翼高性能船运行时距水面有一定高度,其水压场辐射也很低。低物理场辐射特性有利于舰船防护,降低遭水中武器攻击的危险。在军事上,低物理场辐射型高性能船是水雷战工具。


高性能船由于有上述一些特点,在军民船舶中有广泛的应用。如用作高速水路中的运载船舶,两栖战中的上陆工具,海上特殊作业、科学考察等的稳定平台,水雷战与反水雷作战舰艇,鱼雷、导弹等快速攻击艇。


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