來源:船運信息網
時間:2015-12-01 00:00:00
雙體船是船舶的一種,就是把兩個船體橫向以甲板固定在一起。有時也會把三個船體一起串聯,稱為三體船。雙體船的英文叫 Catamaran,此詞源自泰米爾文。雙體船設計雖然是一種相對較新的設計,常見於競技及娛樂用的船隻設計;但其實在太平洋上的波利尼西亞,雙體船的使用己經曆了數個世紀。
人類最早使用雙體船是由於發現將兩艘船橫向連接在一起,可以從內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浪。在此基礎上,人們又發現雙體船與同樣噸位的單體船相比,具有更大的甲板麵積和艙容,因此而被用於貨船。20世紀60年代後,隨著海上高速客運的迅速發展,高速雙體船由於有寬大的甲板麵積、空間和便於豪華裝飾而被普遍看好,成為近幾十年來高性能船中發展最快、應用最廣、建造數量最多的一種。
典型的高速雙體船由兩個瘦長的單體船(稱為片體)組成,上部用甲板橋連接,體內設置動力裝置、電站等設備,甲板橋上部安置上層建築,內設客艙、生活設施等。高速雙體船由於把單一船體分成兩個片體,使每個片體更瘦長,從而減小了興波阻力,使其具有較高的航速,目前其航速已普遍達到35-40節;由於雙體船的寬度比單體船大得多,其穩定性明顯優於單體船,且具有承受較大風浪的能力;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,因而被世界各國廣泛應用於軍用和民用船舶。與同噸位的單體船相比,雙體船的總寬度較大,因而往往有更大的甲板麵積和艙室容積,尤其適合於裝載那些體積很大而重量不大的低密度貨物,可以具有較高的運輸效率。將單一船體分成兩個,可以使每個船體更瘦長,從而有可能減小船的興波阻力,尤其在高速時,興波阻力有較大幅度的降低。
以前的雙體船多為雙體風帆,現在多為動力雙體船。
雙體風帆和單體風帆相比,雙體風帆的速度較高。基本上,多體船比單體的速度較高,原因是:雙體船每個船身的橫切麵比單體薄,水阻較少;雙體船的龍骨無需配重,因此較輕;雙體船的整體艦寛較闊,因此較為穩定,亦可張更多的帆; 因為雙體船較為穩定,故此大風時較大機會保持垂直。
為進一步改善高速雙體船的綜合性能,人們在高速雙體船的基礎上派生了若幹新型的雙體船型,主要著名的有小水線麵雙體船和穿浪雙體船等。
動力雙體船使用兩個瘦長的船體,多數配合渦輪噴氣發動機的推動,以噴射水流的方式,把水快速推向船後,根據牛頓第三定律,可獲得巨大的向前推進力(反作用力),比采用普通的螺旋槳推動更快速,而在高速時,瘦長船身的阻力更會大幅的降低。
美國軍方的大型高速雙體船和雙體風帆一樣,擁有較為穩定,水阻少,較輕,不易翻船等優點。是近年發展較快的一種,經常被應用在渡輪及軍事運輸上。
由於雙體船的船體較長,在高速行駛時興波阻力比單體小,而且艦寬較闊亦較為穩定。用以運載低密度的貨物(例如作渡輪、觀光船)十分合適。自60年代後開始出現不同的雙體船設計。現代高性能的雙體船有如下四類:一、小水線麵雙體船;二、 穿浪雙體船;三、 高速雙體船;四、複合型雙體船。
小水線麵雙體船 (Small WaterPlane Area Twin Hull, SWATH):浮力由兩個樣子好像是水雷,全浸在水中的船身提供。水線正好在連接全浸船身跟水上船體的支架部分。 換一種說法,潛沒於水中的魚雷狀下體、高於水麵的平台(上體)和穿越水麵聯接上下體的支柱三部分組成,其優點在於水線麵麵積較小,受波浪幹擾力較小,在波浪中具有優越的耐波性。另外,還具有寬闊的甲板麵和充裕的使用空間。但也存在船體結構複雜,對重量分布較為敏感等問題。這種船較少受浪的影響。因為這部分麵積較小,小水線麵雙體船主要是用來提高船的穩定性,速度一般都並不太高。
穿浪雙體船 (Wave Piercing Catamaran):船身經過特別的動力設計,在船首部份減少浮力,以減少船身跟隨波浪上下擺動。穿浪雙體船是在高速雙體船的基礎上發展起來的,是將小水線麵和深V型船在波浪中的優良航行性能、雙體船的結構形式及水翼船弧形支柱等優點複合在一起的產物,具有良好的適航性,而且繼承了雙體船寬甲板的特點。
高速雙體船 (Catamaran):近年大量應用在渡輪上。高速雙體船渡輪由於船身較寬,設計時要考慮將來使用海麵的波浪情況統計。否則船的自然頻率跟海浪接近,雙體船可能比單體船搖晃更嚴重。部分高速雙體船有一個位於水線以上的中央船身,用來改善於浪中的穩定性。
複合雙體船:有半小水線麵雙體船(前半船身為小水線麵,後半為普通船身);水翼輔助雙體船;三體船等多種。
目前,雙體船為滿足使用要求大都在逐步向大型化發展,並為改善快速性和耐波性嚐試向複合船型發展。其中,小水線麵船型將從雙體演化成單體或三體、四體、五體等多體。為提高雙體船在高海況下的航行能力,各國的研究方向大都集中在開發超細長體雙體船的係統技術、優化線形設計和采用大功率噴水推進係統等方麵。2001年,一艘雙體風帆Club Med 在 62天內環遊世界,平均速度為十八節。現在不少的雙體船渡輪都可達到四十節以上的高速。