某測(cè)量船船型淺析

孫赫穎　趙耀

摘要：小水線面雙體船又稱(chēng)半潛式雙體船，是一種特殊的高速船型。本文以某測(cè)量船為例，闡述了小水線面測(cè)量船的總體性能特點(diǎn)及其優(yōu)勢(shì)。由于該型船的潛體與傳統(tǒng)的小水線面船還存在一定的區(qū)別，在耐波性、底艙設(shè)備布置上更具優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：測(cè)量船；總體性能；潛體；耐波性

1前言

2009年12月某廠承接了一艘測(cè)量船的建造任務(wù)。該船主要擔(dān)負(fù)水深、海底地形、地貌和島礁狀況等綜合測(cè)量任務(wù)，并具備加裝先進(jìn)測(cè)量設(shè)備的能力，擔(dān)負(fù)海底表層地質(zhì)、重力、磁力測(cè)量任務(wù)等。

2 選用船型

該船船型為全鋼結(jié)構(gòu)的小水線面雙體船。

小水線面雙體船又稱(chēng)半潛式雙體船[1]。它是由潛體、支柱、箱體組成兩個(gè)片體，再由連接橋連成一體，如圖1所示。每一主體后端均設(shè)一個(gè)螺旋槳和舵，是雙車(chē)雙舵船。船體和支柱均為流線型設(shè)計(jì)，支柱的寬度較小，滿(mǎn)載吃水的水線在支柱的中上部，水線面積很小，興波阻力小，對(duì)重量比較敏感。

該船不同于傳統(tǒng)的小水線面雙體船。傳統(tǒng)的小水線面雙體船的兩個(gè)潛體，其橫剖面多為圓形或者橢圓形。本船的兩個(gè)潛體的橫剖面為花瓶狀，其底部為平底。采用這種船體的小水線面雙體船，耐波性好，便于維修，潛體空間大更便于設(shè)備布置。

3航行特點(diǎn)

與常規(guī)單體船相比，在排水量相同的情況下，小水線面雙體船具有船長(zhǎng)小、船寬大、吃水大、干舷大、滿(mǎn)載吃水線以上表面積大等特點(diǎn)。由于小水線面雙體船的船型特點(diǎn)決定了其具有以下的航行特點(diǎn)：

3.1快速性

因?yàn)樾∷€面雙體船的滿(mǎn)載吃水線以下船體表面積比相同排水量的單體船大，所以在相等的航速下，小水線面雙體船的摩擦阻力比單體船大。這就意味著小水線面雙體船在低速航行時(shí)，其阻力性能比單體船差。只有在高速航行時(shí)，由于興波阻力小，其阻力性能才好于單體船。因此，小水線面雙體船的海上航速一般設(shè)計(jì)得較高。

由于小水線面雙體船主體是比較規(guī)則的細(xì)長(zhǎng)體，在尾部螺旋槳處的伴流比較均勻豐滿(mǎn)，有助于船體效率的提高，并且螺旋槳沉深較大，所以可以選用推進(jìn)效率較高的大直徑低轉(zhuǎn)速螺旋槳。該船航速并不高，主要取其耐波形好、航行平穩(wěn)、甲板面積寬敞便于布置測(cè)量設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)，在后面我們也將提到。

3.2浮性

小水線面雙體船的水線面積較小，所以較小的重量變化就會(huì)導(dǎo)致吃水的大幅度變化，這是小水線面雙體船的又一主要特點(diǎn)。該船設(shè)置較完備的壓載水倉(cāng)，當(dāng)航行過(guò)程中燃油減少時(shí)，應(yīng)及時(shí)打入壓載水以保持其正常吃水狀態(tài)。小水線面雙體船的每厘米吃水噸數(shù)僅相當(dāng)于同排水量單體船的20%—40%，因此它在破倉(cāng)后的浮性是很差的。但是通過(guò)合理的水密分倉(cāng)，也可以克服小水線面雙體船這一缺點(diǎn)。

3.3穩(wěn)性

對(duì)于單體船來(lái)說(shuō)，人們通常只考慮其橫穩(wěn)性。而對(duì)于小水線面雙體船，必須同時(shí)考慮其橫穩(wěn)性和縱穩(wěn)性。小水線面雙體船每橫傾1度所需的橫傾力矩與單體船基本相同，但其縱傾時(shí)恢復(fù)力矩僅為單體船的10%—20%。所以小水線面雙體船的縱穩(wěn)性必須引起足夠的重視，尤其當(dāng)它高速行駛時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的首傾，并且縱傾力矩對(duì)船舶縱傾角比較敏感。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，通常在船體首部或尾部?jī)?nèi)側(cè)設(shè)穩(wěn)定鰭，穩(wěn)定鰭是可控的，由人工控制或自動(dòng)控制。

該船設(shè)有一套獨(dú)立的姿態(tài)控制系統(tǒng)由浮態(tài)控制設(shè)備、穩(wěn)定鰭控制設(shè)備和姿態(tài)控制臺(tái)組成：浮態(tài)控制設(shè)備用于在航行中使船保持適當(dāng)?shù)母B(tài)，并在發(fā)生破損進(jìn)水時(shí)對(duì)船舶實(shí)施扶正；穩(wěn)定鰭控制設(shè)備用于控制艏穩(wěn)定鰭的運(yùn)動(dòng)，克服船航行時(shí)產(chǎn)生的縱傾力矩，保持縱向運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性，同時(shí)兼顧減少船的橫搖和縱搖。

3.4耐波性

小水線面雙體船的船體是以流線型支柱與水面相接觸，由于水線面狹小，在波浪中受到的擾動(dòng)力小，使引起的船體搖晃和激勵(lì)力也小，加上水下有兩個(gè)潛體，當(dāng)船搖晃時(shí)產(chǎn)生了很大的阻力，在波浪中的運(yùn)動(dòng)幅值低于同排水量的單體船。垂蕩、縱搖和橫蕩的固有周期較長(zhǎng)，可以避開(kāi)不規(guī)則海浪中最常見(jiàn)的諧波周期，避免諧搖運(yùn)動(dòng)。

測(cè)量船選用的小水線面雙體船潛體的剖面為花瓶狀，底部為平底，其排水體積中心距水面相對(duì)較遠(yuǎn)，從而使得整個(gè)船體的排水體積中心距水面高度也相對(duì)較遠(yuǎn)。因此，使用這種小水面線雙體船，耐波性更為優(yōu)越。

4其他特點(diǎn)

4.1船體重量大

小水線面雙體船的形狀比較復(fù)雜，船體構(gòu)件多，外板的覆蓋面積大，表面面積比單體船的面積大兩倍以上，該船又采用全鋼制結(jié)構(gòu)，所以它的船體結(jié)構(gòu)重量要比相同排水量的單體船大得多。小水線面雙體船對(duì)重量又比較敏感，所以在建造的過(guò)程中要對(duì)重量進(jìn)行嚴(yán)格控制。

4.2甲板寬敞

小水線面雙體船的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是甲板面寬敞，有利于總體布置。特別是有利于那些在使用中要求船比較平穩(wěn)、震動(dòng)小的設(shè)備儀器的安裝使用。這種船型要比同噸位單體船提供多一倍的甲板使用面積，測(cè)量船就是利用小水線面雙體船的這一特點(diǎn)在甲板面布置測(cè)量設(shè)備。

5綜述

綜上所述，小水線面雙體船具有優(yōu)良的耐波性、快速性、較好的穩(wěn)性、甲板面積大等特點(diǎn)。為了布置測(cè)量設(shè)備以及滿(mǎn)足測(cè)量設(shè)備對(duì)環(huán)境、振動(dòng)要求較高等條件，該船選用了潛體為花瓶狀的小水線面雙體船型。

參考文獻(xiàn)

[1] 小水線面雙體船性能初探， 上海海運(yùn)學(xué)院學(xué)報(bào)， 2000.

[2] 小水線面雙體船的發(fā)展及在海軍艦船領(lǐng)域中的應(yīng)用前景， 船舶， 2007