雙體船（兩個(gè)單船體橫向固聯(lián)構(gòu)成的船）
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雙體船
兩個(gè)單船體橫向固聯(lián)構(gòu)成的船
雙體船，是指在兩個(gè)分離的水下船體上部用加強(qiáng)構(gòu)架連接成一個(gè)整體的“船舶”。兩個(gè)船體內(nèi)各設(shè)一部主機(jī)和一個(gè)推進(jìn)器。連接兩個(gè)船體的強(qiáng)力構(gòu)架稱為連接橋，上設(shè)較多艙室。具有穩(wěn)定性好、安全舒適和操縱靈活等優(yōu)點(diǎn)，常用作中、小型客船和渡船，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，搖擺周期短，中間體結(jié)構(gòu)較弱。不宜遠(yuǎn)洋航行。有兩個(gè)以上船體的船稱多體船。
基本信息
| 外文名 | Catamaran |
| 所屬學(xué)科 | 船舶工程 |
| 用途 | 水上航行 |
產(chǎn)品簡(jiǎn)介
雙體船顧名思義，人們一般把由兩個(gè)單船體橫向固聯(lián)在一起而構(gòu)成的船稱為雙體船。
人類最早使用雙體船是由于發(fā)現(xiàn)將兩艘船橫向連接在一起，可以從內(nèi)河到海上航行而不容易翻船，早期曾將這種方法用在帆船上，建造了雙體帆船，這種帆船在海上可以承受較大的風(fēng)浪。在此基礎(chǔ)上，人們又發(fā)現(xiàn)雙體船與同樣噸位的單體船相比，具有更大的甲板面積和艙容，因此而被用于貨船。20世紀(jì)60年代后，隨著海上高速客運(yùn)的迅速發(fā)展，高速雙體船由于有寬大的甲板面積、空間和便于豪華裝飾而被普遍看好，成為近幾十年來(lái)高性能船中發(fā)展最快、應(yīng)用最廣、建造數(shù)量最多的一種。
典型的高速雙體船由兩個(gè)瘦長(zhǎng)的單體船（稱為片體）組成，上部用甲板橋連接，體內(nèi)設(shè)置動(dòng)力裝置、電站等設(shè)備，甲板橋上部安置上層建筑，內(nèi)設(shè)客艙、生活設(shè)施等。高速雙體船由于把單一船體分成兩個(gè)片體，使每個(gè)片體更瘦長(zhǎng)，從而減小了興波阻力，使其具有較高的航速，其航速已普遍達(dá)到35-40節(jié)；由于雙體船的寬度比單體船大得多，其穩(wěn)定性明顯優(yōu)于單體船，且具有承受較大風(fēng)浪的能力；雙體船不僅具有良好的操縱性，而且還具有阻力峰不明顯、裝載量大等特點(diǎn)，因而被世界各國(guó)廣泛應(yīng)用于軍用和民用船舶。
雙體船
產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)
1 穩(wěn)性好。為了追求快速性能，現(xiàn)代軍艦基本都是細(xì)長(zhǎng)的，長(zhǎng)寬比7：1，甚至9：1。船傾斜后的回復(fù)力矩和水線面的慣性矩有關(guān)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)細(xì)長(zhǎng)的船體橫搖時(shí)回復(fù)力矩小，很容易左右搖晃。但是雙體船船體分為左右兩個(gè)，橫搖時(shí)回復(fù)力矩是同樣排水量的單體船的若干倍。就好比一個(gè)扁擔(dān)和一塊木板扔在水面上，扁擔(dān)能左右晃不停而木板很穩(wěn)。穩(wěn)定性對(duì)于艦船而言，當(dāng)然是十分重要的。橫搖的厲害，艦炮就打不準(zhǔn)。除了艦炮之外，雷達(dá)，聲納等很多設(shè)備工作也要求船體平穩(wěn)。
產(chǎn)品缺陷
1 船體自重高，排水量有瓶頸。海上無(wú)風(fēng)三尺浪，單體船左右舷浮力都會(huì)有差異，雙體船左右兩個(gè)船體受到的浮力肯定不會(huì)一樣，在連接橋處就會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力和力矩。力矩=力x距離，雙體船比單體船寬的多，應(yīng)力的力矩自然比單體船大的多。為了保證同等海況下船體不至于扭曲變形or解體，雙體船就必須設(shè)計(jì)更強(qiáng)的結(jié)構(gòu)，占用更多的船體重量，犧牲的是載重量。以目前技術(shù)而言，五千噸大概是鋼質(zhì)雙體船的排水量上限。
2造價(jià)極高，由于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求高，材料規(guī)格比一般軍艦還要好，美國(guó)的第一艘獨(dú)立級(jí)瀕海戰(zhàn)斗艦造價(jià)7億美元，要知道我軍同級(jí)別的054A不過(guò)才3億美元。
雙體船
產(chǎn)品發(fā)展
為進(jìn)一步改善高速雙體船的綜合性能，人們?cè)诟咚匐p體船的基礎(chǔ)上派生了若干新型的雙體船型，主要著名的有小水線面雙體船和穿浪雙體船等。
所謂小水線面雙體船，是由潛沒(méi)于水中的魚雷狀下體、高于水面的平臺(tái)（上體）和穿越水面聯(lián)接上下體的支柱三部分組成，其優(yōu)點(diǎn)在于水線面面積較小，受波浪干擾力較小，在波浪中具有優(yōu)越的耐波性。另外，還具有寬闊的甲板面和充裕的使用空間。但也存在船體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)重量分布較為敏感等問(wèn)題。美國(guó)小水線面雙體船發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：第一階段創(chuàng)立了小水線面雙體船新概念，在線型、流體、結(jié)構(gòu)、耐波性、操縱性等基礎(chǔ)理論與研究試驗(yàn)方面取得了一系列成果，并擁有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)儲(chǔ)備；第二階段，在1990年至1995年，堅(jiān)持軍民結(jié)合，向?qū)嵱没?、大型化、高速化、多功能和隱身化方面發(fā)展，其技術(shù)日益成熟；第三階段是1995年以后，建成并正在建造一批技術(shù)更加先進(jìn)的實(shí)用型小水線面船，且已出現(xiàn)第二代新型號(hào)。1997年，美國(guó)建造了“司萊斯”號(hào)小水線面四體四支柱船，在五級(jí)海情下可保持30節(jié)的高速，代表了新一代小水線面船型。近年來(lái)，國(guó)外許多有關(guān)的研究機(jī)構(gòu)對(duì)小水線面雙體船在軍事上的應(yīng)用前景做了專門的分析論證。北約組織對(duì)高性能船長(zhǎng)期規(guī)劃探討后認(rèn)為，小水線面雙體船最適用于3000噸-6000噸左右的反潛護(hù)衛(wèi)艦、6000噸-12000噸左右的護(hù)航航空母艦和12000噸-24000噸左右的小型航空母艦。此外，還可用于其他1500噸-3000噸左右的海洋作戰(zhàn)艦船。
而穿浪雙體船型是吸收常規(guī)雙體船高速低耗、小水線面船優(yōu)良耐波性的優(yōu)點(diǎn)設(shè)計(jì)的一種新的復(fù)合船型，它由左右兩個(gè)瘦長(zhǎng)的主船體、中央船體和上層建筑組成。兩個(gè)瘦長(zhǎng)主船體的舷部非常尖，因而其脯部的貯備浮力很少，加上特殊的船體線型，使船在波浪中航行時(shí)能平滑地切人波浪作穿浪運(yùn)動(dòng)，使船體的橫搖、垂蕩和縱搖都大大小于常規(guī)船型；在中央船體還有一個(gè)中央船艏，靜水或小風(fēng)浪時(shí)離開(kāi)水面，在惡劣海況，特別是有較大隨浪的情況下，它能提供足夠的貯備浮力，避免出現(xiàn)埋舶現(xiàn)象；中央船體距水面較高，有效地減少了甲板上浪的次數(shù)，甲板面寬敞，便于總體布置。由于穿浪型船的上述特點(diǎn)，使其具備了阻力較小、運(yùn)動(dòng)響應(yīng)少，具有較好的快速性、優(yōu)良的耐波性和在波浪中失速小等優(yōu)點(diǎn)。從實(shí)驗(yàn)船驗(yàn)證情況看，穿浪船還具有良好的操縱性，在全速航行時(shí)，回轉(zhuǎn)直徑只有2-4倍船長(zhǎng)，慣性距離只有1.5-2倍船長(zhǎng)，總體性能優(yōu)于其他高性能船型。澳大利亞在穿浪型船的研制和應(yīng)用方面走在各國(guó)的前列，率先應(yīng)用于高速車客渡船，從1985年至今，已建造船長(zhǎng)為25米、37米、45米、74米、101米等系列型號(hào)的30多艘穿浪船，營(yíng)運(yùn)于歐洲、美洲、亞洲和大洋洲等海域。隨著穿浪船技術(shù)的不斷成熟，在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用得到了重視。美國(guó)海軍、陸軍、海軍陸戰(zhàn)隊(duì)及特種作戰(zhàn)司令部和海岸警備隊(duì)成立了聯(lián)合試驗(yàn)小組，探索以高速、遠(yuǎn)距離投送大量部隊(duì)裝備為目標(biāo)的海運(yùn)新手段，穿浪型船以高航速、大承載量、優(yōu)良的適航勝能及載運(yùn)方式的靈活性，被聯(lián)合試驗(yàn)小組選用作為試驗(yàn)艇型。美軍從澳大利亞租借了兩艘商用穿浪型船，長(zhǎng)96米的“HSV-Xl”號(hào)和長(zhǎng)101米的“西太平洋快遞”號(hào)。從現(xiàn)在的資料來(lái)看，美軍將會(huì)對(duì)兩艇進(jìn)行適應(yīng)改裝，使其滿足運(yùn)載武裝人員和重型裝備的要求，改裝后能一次運(yùn)送400-500名武裝人員及一部分Ml主戰(zhàn)坦克等重型武器裝備，貨運(yùn)能力達(dá)600噸，還將設(shè)直升機(jī)甲板，可以搭載SH-60、CH-46等型號(hào)的直升機(jī)。改裝完成后，一個(gè)陸戰(zhàn)隊(duì)整營(yíng)的人員和裝備從日本本島到?jīng)_繩之間的運(yùn)送只需24小時(shí)就能完成，比空運(yùn)的時(shí)間還大大縮短。
雙體船為滿足使用要求大都在逐步向大型化發(fā)展，并為改善快速性和耐波性嘗試向復(fù)合船型發(fā)展。其中，小水線面船型將從雙體演化成單體或三體、四體、五體等。為提高雙體船在高海況下的航行能力，各國(guó)的研究方向大都集中在開(kāi)發(fā)超細(xì)長(zhǎng)體雙體船的系統(tǒng)技術(shù)、優(yōu)化線形設(shè)計(jì)和采用大功率噴水推進(jìn)系統(tǒng)等方面。
1969年，荷蘭建成第一艘半潛小水線面雙體船“道格拉斯”號(hào)，排水量1200噸，航速9節(jié)。1973年，美國(guó)建成“卡瑪林諾”號(hào)小水線面試驗(yàn)工作船，排水量約200噸，可攜帶直升機(jī)。
世界上已建成10余艘半潛小水線面雙體船，用于水文調(diào)查、海洋工程作業(yè)、漁業(yè)或客運(yùn)等，排水量由20余噸到3000余噸，航速9～30節(jié)。不少國(guó)家正在積極研究或設(shè)計(jì)小水線面戰(zhàn)斗艦艇，從數(shù)百噸的巡邏艇到數(shù)千噸的驅(qū)逐艦，乃至數(shù)萬(wàn)噸的航空母艦等。
雙體船
主要產(chǎn)品
雙體帆船
和單體帆船相比，雙體帆船的速度較快。帆船除了在各類體育賽事中普遍可見(jiàn)，用于家庭度假、休閑娛樂(lè)、商務(wù)交際的巡航雙體帆船在歐美非常風(fēng)靡盛行，這類雙體船在中國(guó)也開(kāi)始流行起來(lái)，在各大主要游艇港口都到處可見(jiàn)。
這類雙體船的設(shè)計(jì)通?？紤]到家庭使用的方便性，裝潢也體現(xiàn)出家庭氛圍的溫馨舒適性，適合于家庭出航休閑度假、放松身心的選擇。裝潢考究、豪華的雙體船，也可以說(shuō)是豪華游艇，一般被大型企業(yè)集團(tuán)的老總或私人老板購(gòu)買用于商務(wù)會(huì)議、公司聚會(huì)、小型Party等。
動(dòng)力雙體船
雙體船設(shè)計(jì)的一個(gè)最新發(fā)展是動(dòng)力雙體船， “動(dòng)力”型雙體船薈萃了機(jī)動(dòng)船的所有優(yōu) 點(diǎn)，并融合了多體船的很多特點(diǎn)。
通常，動(dòng)力雙體船沒(méi)有任何航海儀器，如圖所示。動(dòng)力雙體船使用兩個(gè)瘦長(zhǎng)的船體，多數(shù)配合渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的推動(dòng)，以噴射水流的方式，把水快速推向船后，根據(jù)牛頓第三定律，可獲得巨大的向前推進(jìn)力（反作用力），比采用普通的螺旋槳推動(dòng)更快速，而在高速時(shí)，瘦長(zhǎng)船身的阻力更會(huì)大幅的降低。
高速雙體船和雙體風(fēng)帆一樣，擁有較為穩(wěn)定，水阻少，較輕，不易翻船等優(yōu)點(diǎn)。是發(fā)展較快的一種，經(jīng)常被應(yīng)用在渡輪及軍事運(yùn)輸上。
由于雙體船的船體較長(zhǎng)，在高速行駛時(shí)興波阻力比單體小，而且艦寬較闊亦較為穩(wěn)定。用以運(yùn)載低密度的貨物(例如作渡輪、觀光船)十分合適。
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