高性能船舶講義

1、高性能船舶授課講義周松辰 編青島科技大學(xué)-機電工程學(xué)院-船舶及海洋工程系目錄1 跨越學(xué)習(xí)課程的門檻11.1 船舶快速性漫談11.1.1 “高性能船舶理論”課程在專業(yè)體系中的定位11.1.2 傅汝德的貢獻21.1.3 決定船舶速度的因素21.1.4 船舶舾裝21.1.5 船舶推進器的發(fā)展21.1.6 水中航行器阻力描述31.1.7 船舶拖曳水池試驗31.1.8 船模阻力試驗41.1.9 實船阻力的估算41.1.10 制約傳統(tǒng)船型實現(xiàn)高航速的瓶頸41.2 船舶耐波性相關(guān)知識41.2.1 耐波性對船舶航行狀態(tài)的影響41.2.2 偉大的傅立葉51.2.3 船舶耐波性研究方法62 高性能船舶概述82.1

2、 高性能船舶基本概念及特點82.1.1 什么是高性能船舶82.1.2 高性能船舶的主要優(yōu)勢82.2 船型與船舶航行性能82.2.1 船舶航行中力的平衡關(guān)系82.2.2 傅氏數(shù)和容積傅氏數(shù)82.2.3 航速對船舶首尾吃水的影響規(guī)律92.2.4 船舶航行狀態(tài)及容積傅氏數(shù)范圍92.3 高性能船舶發(fā)展概況92.3.1 高性能船舶有哪幾種類型92.3.2 高性能船舶的發(fā)展特點92.3.3 高性能船舶航行性能研究方法102.3.4 新一代排水式高性能船的水動力設(shè)計原則102.3.5 高性能船舶的發(fā)展示例102.3.6 我國高性能船舶發(fā)展?fàn)顩r113 高性能排水式單體船舶143.1 瘦長船舶及其興波阻力143

3、.1.1 速度勢143.1.2 勢流理論基礎(chǔ)方程153.1.3 瘦長船舶興波阻力積分公式153.2 主要性能與船型的關(guān)系163.2.1 船型基本形式163.2.2 航速概念173.2.3 主要船型參數(shù)173.3 高速方尾圓肶型排水船舶阻力估算173.3.1 計算船舶傅氏數(shù)Fr,選擇相應(yīng)的的基準(zhǔn)剩余阻力圖譜173.3.2 確定剩余阻力系數(shù)Cro173.3.3 計算船型參數(shù)和相應(yīng)的剩余阻力修正系數(shù)183.3.4 計算修正后的剩余阻力系數(shù)183.3.5 計算摩擦阻力系數(shù) (船舶阻力 粘性阻力部分)193.3.6 總阻力系數(shù)203.3.7 估算濕表面積203.3.8 計算出總阻力203.3.9 確定裸

4、船體有效功率203.4 NPL系列圖譜使用方法213.4.1 選擇圖譜曲線213.4.2 估算單位排水量剩余阻力213.4.3 排水量長度系數(shù)的修正系數(shù)213.4.4 棱形系數(shù)的修正系數(shù)223.4.5 計算設(shè)計船的單位排水量剩余阻力223.5 應(yīng)用回歸分析方法估算過渡型快艇阻力的方法223.6 高速深V船型243.6.1 什么是深V船型243.6.2 深V船型的斜升角243.6.3 船體折角線253.6.4 深V船型的特征253.6.5 深V船型的優(yōu)點263.6.6 深V型船和圓舭型船的比較263.6.7 深V型船型發(fā)展前景263.6.8 深V型船型應(yīng)用實例273.6.9 艉部龍骨升高對快速性

5、的影響283.6.10 方尾船型水動力特點283.6.11 方尾特征參數(shù)283.6.12 方尾船的“虛長度”284 高性能雙體船舶304.1 雙體船的分類304.1.1 普通雙體船304.1.2 高速雙體船304.1.3 高性能雙體船304.2 高速雙體船及特點314.2.1 雙體船的船形特征314.2.2 雙體船存在的不足314.2.3 雙體船存在的不足314.3 高速雙體船阻力特性324.3.1 高速雙體船阻力構(gòu)成324.3.2 臨界航速的概念324.3.3 高速雙體船附加干擾阻力324.3.4 影響雙體船阻力性能的主要因素334.4 高速雙體船阻力的計算方法334.4.1 計算原理334

6、.4.2 雙體船剩余阻力圖譜剩余阻力系數(shù)曲線344.4.3 雙體船剩余阻力圖譜片體B/T影響系數(shù)曲線354.4.4 雙體船剩余阻力圖譜方形系數(shù)影響系數(shù)曲線364.4.5 雙體船剩余阻力圖譜片體內(nèi)側(cè)間距影響系數(shù)曲線374.5 小水線面雙體船374.5.1 小水線面雙體船的船型特征374.5.2 小水線面雙體船的性能特點384.5.3 小水線面雙體船的發(fā)展歷史394.5.4 世界小水線面雙體船的基本概況394.5.5 我國小水線面雙體船的基本概況404.6 高速穿浪雙體船和多體船424.6.1 什么是高速穿浪雙體船424.6.2 影響WPC船性能的主要船型參數(shù)434.6.3 三體船和高速穿浪三體船

7、445 動水力支持船舶455.1 水翼船455.1.1 水翼船的原理和主要性能特點455.1.2 水翼船的主要性能特點：455.1.3 我國水翼船研發(fā)概況465.1.4 簡述水翼艇的減阻原理475.1.5 水翼的淺浸效應(yīng)475.1.6 割劃式水翼艇特點475.1.7 全浸式水翼艇的特點485.1.8 水翼艇航行狀態(tài)下的的穩(wěn)性特點485.1.9 水翼艇在波浪中運動可能出現(xiàn)的的典型運動方式485.2 滑行艇495.2.1 主要性能特點495.2.2 槽道型滑行艇495.2.3 槽道水翼滑行艇工作原理495.2.4 滑行艇縱向運動穩(wěn)定條件505.2.5 滑行艇的主尺度對性能的影響506 表面效應(yīng)船5

8、26.1 氣墊船526.1.1 概述526.1.2 全浮式兩棲型氣墊船536.1.3 全浮式兩棲型氣墊船的特點536.1.4 側(cè)壁式氣墊船546.1.5 側(cè)壁式氣墊船的特點546.1.6 中國氣墊船的發(fā)展556.2 地效翼船556.2.1 什么是地效翼船556.2.2 地效翼船類型566.2.3 地效翼船的航速566.2.4 載重量566.2.5 適航能力強566.2.6 安全系數(shù)高576.2.7 操縱性能好576.2.8 經(jīng)濟效益高576.2.9 地效翼船與普通飛機的區(qū)別576.2.10 中國地效翼船586.2.11 地效應(yīng)船的主要應(yīng)用方向58591 跨越學(xué)習(xí)課程的門檻1.1 船舶快速性漫談

9、1.1.1 “高性能船舶理論”課程在專業(yè)體系中的定位我與大家一樣也是船舶工程系船體專業(yè)的畢業(yè)生,畢業(yè)于華中工學(xué)院。1982年入學(xué)時船舶工程系 (畢業(yè)前更名為船舶與海洋工程系)分為三個專業(yè)：（1）船體（2）船機（3）船電我所在的船體專業(yè)包括兩個方向：1) 船舶性能（也稱船舶原理）靜力學(xué)： 浮性穩(wěn)性不沉性動力學(xué) ：快速性 船舶阻力和船舶推進 運動性 船舶操縱性和船舶耐波性 圖1 2) 船舶結(jié)構(gòu)“高性能船舶理論”主要研究高性能船舶快速性和耐波性，部分涉及船舶浮性和穩(wěn)性知識。是船舶專業(yè)中的“陽春白雪”，希望不要“和者必寡”。圖21.1.2 傅汝德的貢獻William Froude傅汝德 ，1810.1

10、1.28 生于英國，36歲時，率先開始船舶流體動力學(xué)研究工作，舭龍骨減搖發(fā)現(xiàn)者;58歲時，研究船模試驗，為船舶建造選擇低阻船型和選擇主機功率;提出將船舶阻力分為：摩擦阻力和剩余阻力（主要是興波阻力），提出“當(dāng)船和船模的速度船長平方根比值相同時，其單位排水量的剩余阻力相等”的定律，這個定律建立了現(xiàn)代船模試驗技術(shù)的基礎(chǔ)。傅汝德有近代造船之父之美譽。圖31.1.3 決定船舶速度的因素（1）動力裝置的功率（2）船舶推進器效率（3）船舶航行時的阻力1.1.4 船舶舾裝船舶舾裝是指船體主要結(jié)構(gòu)造完, 艦船下水后的機械、電器、電子設(shè)備的安裝。船舶的舾裝就是除船體和船舶動力裝置以外的所有船上的東西。船舶舾裝是

11、船舶建造的重要工作,船體主要結(jié)構(gòu)造完后,就從造船平臺下水，就開始船舶舾裝工作, 安裝船內(nèi)的機械電氣電子設(shè)備。船舶舾裝在船舶建造中占相當(dāng)大的比重。說明：船舶動力裝置是在船體設(shè)計和建造過程中完成的，不是造好船體后裝入的設(shè)備。1.1.5 船舶推進器的發(fā)展船舶推進器是把自然力、人力或機械能轉(zhuǎn)換成船舶推力的能量轉(zhuǎn)換器。推進器按作用方式可分為主動式和反應(yīng)式兩類?？咳肆蝻L(fēng)力驅(qū)船前進的纖、帆（見帆船）等為主動式，槳、櫓、明輪、噴水推進器、螺旋槳等為反應(yīng)式?，F(xiàn)代運輸船舶大多采用反應(yīng)式推進器，應(yīng)用最廣的是螺旋槳。明輪是局部沒水的推進器，外形略似車輪，水平軸沿著船寬方向，安裝在水線之上，輪之周緣裝有槳板。明輪在操

12、作時，槳板撥水向后，而自身受到水流的反作用力，此反作用力經(jīng)輪軸傳至船體，推船前進。安裝于舷側(cè)的明輪叫邊輪，安裝于船尾的叫尾輪。邊輪增大船寬，對橫穩(wěn)性有利，但在風(fēng)浪中不易保持航向。尾輪適用于狹窄航道。英國工程師佩蒂特·史密斯，建造了一艘有木制螺旋槳的船-"阿基米德號"，螺旋槳的一部分突然折斷了。奇怪的是，這個木制螺旋槳變短了，船反而速度更快了。這說明變短的木制螺旋槳推進效率更高。因此他便建造了另一艘船-"阿基米德號"，該船于1838年下水，它是一艘真正意義上的用螺旋槳推進的船舶。1.1.6 水中航行器阻力描述（1）劃分船舶總阻力=摩擦阻力+剩余阻

13、力， 即 Rt=Rf+Rr （2）阻力大小與阻力系數(shù)、水密度、濕面積以及速度的平方成正比。Rt=Ct0.5SV2Rf=Cf0.5SV2Rr=Cr0.5SV2（3）剩余阻力由興波阻力（Rw）和形狀阻力（Rp）組成，其中興波阻力所占比例顯著的大。圖4 圖51.1.7 船舶拖曳水池試驗拖曳水池，是船舶水動力學(xué)實驗的一種設(shè)備，是用船舶模型試驗方法來了解船艦的運動、航速、推進功率及其他性能的試驗水池，試驗是由電動拖車牽引船模進行的，因而得名。1872年，英國造船工程師弗勞德，在英國托基(Torquay)創(chuàng)建了世界上第一座船模試驗水池。一百多年來世界各國相繼建造的拖曳水池已有150余座,池長超過一百米的約

14、占半數(shù)。中國于1954年在上海建成第一座水池，長70米，寬5米，水深2.5米。中國船舶科學(xué)研究中心于1965年在無錫建成大型水池，長474米，水深7米，試驗段水池寬度14米。國內(nèi)其它一些科研院所水池數(shù)據(jù)（長×寬×深，拖速）： 圖6u 708所 70×6×3， 3u 上海船研所 192×10×4.5，10u 上海交大 110×6×3， 6u 江蘇科技大學(xué) 100×6×2， 6 u 華中科技大學(xué) 170×6×5， 8u 天津大學(xué) 150×7×3， 6u 武漢理

15、工 132×10×2， 6利用拖曳水池，進行的主要試驗有：u 船模阻力試驗 u 螺旋槳敞水試驗 u 船模自航試驗 1.1.8 船模阻力試驗用拖車等速拖曳船模，用阻力儀測量船模遇到的阻力，這種試驗稱為阻力試驗。將阻力試驗結(jié)果按傅汝德定律換算成相當(dāng)速度下的實船阻力，再乘以航速即可算出實船的有效馬力。做潛艇和魚雷的阻力試驗時，由于阻力儀是由伸入水中的支桿(劍)和模型連接的，測得的阻力也就包括劍阻力在內(nèi)，必須扣除。1.1.9 實船阻力的估算（1） 由船模阻力試驗得到船模總阻力（2）計算出其中的摩擦阻力，扣除后得到剩余阻力（3）根據(jù)傅汝德定律，由船模剩余阻力換算出實船的剩余阻力（4）

16、計算出實船的摩擦阻力（5）實船剩余阻力與實船的摩擦阻力相加得到實船的總阻力。圖71.1.10 制約傳統(tǒng)船型實現(xiàn)高航速的瓶頸傳統(tǒng)船型是指常規(guī)排水型單體船，最大航速不宜超過35節(jié)，40節(jié)是上限。原因是高速航行狀態(tài)時，船舶需要克服的興波阻力太大。1.2 船舶耐波性相關(guān)知識1.2.1 耐波性對船舶航行狀態(tài)的影響船舶耐波性，也稱船舶適航性。研究船舶在海浪環(huán)境中的安全航行性能。適航性不佳的船舶在海浪環(huán)境中航行時，會產(chǎn)生劇烈的橫搖,縱搖和垂蕩。這些搖蕩運動會對船舶產(chǎn)生一系列有害影響，主要表現(xiàn)在以下三個方面。（1）惡化工作環(huán)境的舒適性 加速度引起人們暈船 橫搖影響人的運動能力。（2）損害航行使用性由于縱搖和垂

17、蕩，使船舶造成失速，主機功率得不到充分利用 嚴(yán)重的抨擊使船首部結(jié)構(gòu)損壞，船體顫振 上浪使甲板機械損壞，給船員造成惡劣的工作條件螺旋槳飛車使主軸受到極大扭轉(zhuǎn)振動，主機突然加速和減速，損壞主機部件，推進效率降低 過大的搖蕩使波浪負(fù)荷加大，可能損壞船體結(jié)構(gòu)，甚至斷裂。（3）降低航行安全性 當(dāng)激烈的運動損壞了船舶的主要部件，如主機，螺旋槳，舵及導(dǎo)航等設(shè)備以后，船可能失去控制而導(dǎo)致慘重后果。1.2.2 偉大的傅立葉傅立葉，(Fourier)1768年3月21日生于法國奧塞爾；1830年5月16日卒于巴黎數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家。傅立葉出身平民，父親是位裁縫9歲時雙親亡故，以后由教會送入鎮(zhèn)上的軍校就讀，表現(xiàn)出對數(shù)

18、學(xué)的特殊愛好他還有志于參加炮兵或工程兵，但因家庭地位低貧而遭到拒絕后來希望到巴黎在更優(yōu)越的環(huán)境下追求他有興趣的研究可是法國大革命中斷了他的計劃，于1789年回到家鄉(xiāng)奧塞爾的母校執(zhí)教在大革命期間，傅立葉以熱心地方事務(wù)而知名，并因為當(dāng)時恐怖行為的受害者申辯而被捕入獄出獄后，他曾就讀于巴黎師范學(xué)校，雖為期甚短，其數(shù)學(xué)才華卻給人以深刻印象1795年，當(dāng)巴黎綜合工科學(xué)校成立時，即被任命為助教，協(xié)助拉格朗日（Lagrange）和蒙格（Monge）從事數(shù)學(xué)教學(xué)。 1898年，蒙格選派他跟隨拿破侖遠征埃及在開羅，他擔(dān)任埃及研究院的秘書，并從事許多外交活動，但同時他仍不斷地進行個人的業(yè)余研究，即數(shù)學(xué)物理方面的研

19、究。1801年回到法國后，傅立葉希望繼續(xù)執(zhí)教于巴黎綜合工科學(xué)校，但因拿破侖賞識他的行政才能，任命他為伊澤爾地區(qū)首府格勒諾布爾的高級官員由于政聲卓著，1808年拿破侖又授予他男爵稱號此后幾經(jīng)宦海浮沉，1815年，傅立葉終于在拿破侖百日王朝的尾期辭去爵位和官職，毅然返回巴黎以圖全力投入學(xué)術(shù)研究但是，失業(yè)、貧困以及政治名聲的落潮，這時的傅立葉處于一生中最艱難的時期由于得到昔日同事和學(xué)生的關(guān)懷，為他謀得統(tǒng)計局主管之職，工作不繁重，所入足以為生，使他得以繼續(xù)從事研究。1816年，傅立葉被提名為法國科學(xué)院的成員初時因怒其與拿破侖的關(guān)系而為路易十八所拒后來，事情澄清，于1817年就職科學(xué)院，其聲譽又隨之迅速

20、上升他的任職得到了當(dāng)時年事已高的拉普拉斯(Laplace)的支持，卻不斷受到泊松(Poisson)的反對1822年，他被選為科學(xué)院的終身秘書，這是極有權(quán)力的職位1827年，他又被選為法蘭西學(xué)院院士，還被英國皇家學(xué)會選為外國會員傅里葉大膽地斷言：“任意”函數(shù)(實際上是在有限區(qū)間上只有有限個間斷點的函數(shù))都可以展成三角級數(shù)，并且列舉大量函數(shù)和運用圖形來說明函數(shù)的三角級數(shù)展開的普遍性，雖然他沒有給出明確的條件和嚴(yán)格的證明，但是由此開創(chuàng)出“傅里葉分析”這一重要的數(shù)學(xué)分支，拓廣了傳統(tǒng)的函數(shù)概念。l837年狄利克雷正是研究了傅里葉級數(shù)理論之后才提出了現(xiàn)代數(shù)學(xué)中通用的函數(shù)定義。1854年黎曼(Riemann

21、)在討論傅里葉級數(shù)的文章中第一次闡述了現(xiàn)代數(shù)學(xué)通用的積分定義。1861年魏爾斯特拉斯運用三角級數(shù)構(gòu)造出處處連續(xù)而處處不可微的特殊函數(shù)。正是從傅里葉級數(shù)提出來的許多問題直接引導(dǎo)狄利克雷、黎曼、斯托克斯(Stokes)以及從海涅(Heine)直至康托爾(Cantor)、勒貝格(Lebesque)、F里斯(Riesz)和E費希(Fisch)等人在實變分析的各個方面獲得了卓越的研究成果，并且導(dǎo)致一些重要數(shù)學(xué)分支，如泛函分析、集合論等的建立。傅里葉的工作對純數(shù)學(xué)的發(fā)展也產(chǎn)生了如此深遠的影響，這是傅里葉本人及其同時代人都難以預(yù)料到的，而且，這種影響至今還在發(fā)展之中。傅里葉之所以能取得富有如此深刻內(nèi)容的成就

22、，正如撰寫過傅里葉傳記的兩位作者所說：這只有富于生動的想象力和具有適合其工作的清醒的數(shù)學(xué)哲學(xué)頭腦的數(shù)學(xué)大師才能達到從傅里葉的著作中，我們看到：他堅信數(shù)學(xué)是解決實際問題的最卓越的工具，并且認(rèn)為“對自然界的深刻研究是數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)的最富饒的源泉”。這一見解是傅里葉一生從事學(xué)術(shù)研究的指導(dǎo)性觀點，而且已經(jīng)成為數(shù)學(xué)史上強調(diào)通過研究實際問題發(fā)展數(shù)學(xué)(包括應(yīng)用數(shù)學(xué)和純粹數(shù)學(xué))的一派數(shù)學(xué)家的代表性格言。傅里葉的研究成果又是表現(xiàn)數(shù)學(xué)的美的典型，傅里葉級數(shù)被一些科學(xué)家稱頌為“一首數(shù)學(xué)的詩”?？v觀傅里葉一生的學(xué)術(shù)成就，他的最突出的貢獻就是他對熱傳導(dǎo)問題的研究和新的普遍性數(shù)學(xué)方法的創(chuàng)造，這就為數(shù)學(xué)物理學(xué)的前進開辟了康莊大道

23、，極大地推動了應(yīng)用數(shù)學(xué)的發(fā)展，從而也有力地推動了物理學(xué)的發(fā)展。沒有傅立葉變換，就難以有頻域/時域信號的轉(zhuǎn)換工具，船舶耐波性的發(fā)展就不會取得今天這樣的成果。1.2.3 船舶耐波性研究方法（1）受力分析及數(shù)學(xué)建模船舶橫搖運動模型縱搖和垂蕩運動模型（2）確定船舶在靜水中的自由搖蕩特征 計算橫搖固有周期計算縱搖和垂蕩周期（3）海浪的描述 規(guī)則波（余弦波）和不規(guī)則波的描述 定義了波長、波高、波幅、圓頻率、周期、波數(shù)、波速等 海浪譜（ 波能譜） 頻域/時域信號轉(zhuǎn)換風(fēng)級、浪級和海況（4）船舶在規(guī)則波中的線性搖蕩運動分析船舶正橫規(guī)則波中的線性橫搖船舶在規(guī)則波中迎浪的升沉和縱搖航向、航速對船舶搖蕩運動的影響（5

24、）船舶在不規(guī)則波中的搖蕩運動預(yù)報橫搖運動預(yù)報升沉和縱搖運動預(yù)報（6）改善船舶耐波性的方法研究確定影響船舶耐波性的因素影響船舶耐波性的因素：船型、主尺度、配載和航向等抑止船舶搖蕩的措施減搖水艙、舭龍骨和減搖鰭圖82 高性能船舶概述2.1 高性能船舶基本概念及特點2.1.1 什么是高性能船舶 可以基于不同的流體動力原理，可以是不同類型和船型，也可以是排水量船舶或流體動力船舶或不同原理的混合船型，但它們都具有滿足其使用要求的航海性能和主要關(guān)注性能，通常是高航速條件下的低阻力性能和高海況條件下的耐波性，這樣的船舶稱為高性能船舶。2.1.2 高性能船舶的主要優(yōu)勢Ø 航速高Ø 優(yōu)良的耐

25、波性能Ø 載運能力較大Ø 經(jīng)濟性好Ø 優(yōu)美的造型Ø 舒適的艙室空間環(huán)境。2.2 船型與船舶航行性能2.2.1 船舶航行中力的平衡關(guān)系 垂直方向： 船舶重量=排水浮力+流體動水力 前進方向： 推力=阻力2.2.2 傅氏數(shù)和容積傅氏數(shù)（1） 傅氏數(shù)就是傅汝德數(shù)，傅氏數(shù)定義為：Fr=V/gL 式中，V 船舶航速, L 船的設(shè)計水線長，g=9.81 。（2）容積傅氏數(shù)Fr=V/g1/3式中， 為船舶排水體積(m3)（3）引入傅氏數(shù)的目的：表示船舶相對速度。2.2.3 航速對船舶首尾吃水的影響規(guī)律（1）當(dāng)Fr <1時，此時航速較低，流體動力所占的比重極小，船

26、體基本上由靜浮力支持，船體的航態(tài)與靜浮時變化不大。（2）1.0<Fr <3.0時，此時隨著航速的提高，航態(tài)較靜浮狀態(tài)有明顯的變化，船首上抬較大，船尾下沉明顯，整個船體呈現(xiàn)明顯的尾傾現(xiàn)象。（3）Fr >3.0時，此時航速很高，船體吃水變化很大，而且整個船體被托起并在水面上滑行，僅有一小部分船體表面與水接觸。2.2.4 船舶航行狀態(tài)及容積傅氏數(shù)范圍船舶航行狀態(tài)主要指：船舶航速、吃水、縱傾狀態(tài)。船舶運動三種典型的航態(tài) ：（1）排水航行狀態(tài)， 此時航速較低，流體動力所占的比重極小，船體基本上由靜浮力支持，船體的航態(tài)與靜浮時變化不大。 Fr <1.0（2）過渡（或半滑行）狀態(tài)，

27、此時隨著航速的提高，航態(tài)較靜浮狀態(tài)有明顯的變化，船首上抬較大，船尾下沉明顯，整個船體呈現(xiàn)明顯的尾傾現(xiàn)象。 1.0 < Fr <3.0（3）滑行狀態(tài)， 此時航速很高，船體吃水變化很大，而且整個船體被托起并在水面上滑行，僅有一小部分船體表面與水接觸。 Fr > 3.02.3 高性能船舶發(fā)展概況2.3.1 高性能船舶有哪幾種類型高性能船舶主要包括：Ø 高性能排水式單體船Ø 小水線面雙體船Ø 穿浪雙體船Ø 滑行船Ø 水翼艇Ø 氣墊船Ø 地效翼船2.3.2 高性能船舶的發(fā)展特點解決常規(guī)排水型船舶難以克服的高航速時的快

28、速性和耐波性無法滿足市場和用戶需求問題。高性能船是艦船中排水量相對較小而綜合航行性能突出的水面船。從技術(shù)內(nèi)涵來看，高性能船是指應(yīng)用了某一個或幾個流體力學(xué)支承原理，航速高于常規(guī)船，而且綜合航行性能優(yōu)于常規(guī)船的船舶。高性能船種類繁多，新船型層出不窮、日新月異，在各類船舶中是最具創(chuàng)新意識、最富有活力的領(lǐng)域。幾乎是每隔10年便至少有一種新型高性能船問世：20世紀(jì) 40年代是水翼船，50年代是氣墊船，60年代是地效翼船，70年代是高速雙體船和小水線面雙體船，80年代是高速穿浪雙體船，90年代和21世紀(jì)初則是復(fù)合型高性能船。如此快的創(chuàng)新速度在其他交通運輸工具中也不多見。據(jù)統(tǒng)計，各國載客的民用高性能船總數(shù)達

29、數(shù)千艘，固定航線數(shù)百條，商業(yè)營運的高性能船的平均船齡僅為9.3年，這表明高性能船的發(fā)展是極為迅速的。2.3.3 高性能船舶航行性能研究方法高性能船舶航行性能有三種研究方法：理論計算研究，模型試驗研究，實船試驗研究。理論計算研究特點，高性能船舶是現(xiàn)代高科技應(yīng)用和發(fā)展的產(chǎn)物。在每種高性能新船型開發(fā)研制工作一開始，以船舶水動力學(xué)為基礎(chǔ)的各種分析計算方法即被引用于性能研究工作，而且收到了比單體船性能研究中使用理論計算方法更好的效果，得到了廣泛應(yīng)用。模型試驗研究特點，與常規(guī)船模型試驗相比，高性能船舶的模型試驗在技術(shù)上要相對復(fù)雜些；試驗測量內(nèi)容比較廣泛；由高性能船本身特點所決定。實船試驗研究特點：在高性能

30、船舶發(fā)展史上，實船試驗研究均受到了特殊的重視，而且也確實對這種船的性能研究起到重大的推動作用。2.3.4 新一代排水式高性能船的水動力設(shè)計原則新一代排水式高性能船的水動力設(shè)計原則是：在不犧牲或盡可能少犧牲快速性的前提下來追求耐波性的改善。在設(shè)計中實現(xiàn)這個原則的最大困難往往是要平衡和協(xié)調(diào)二者對船型有不同要求的矛盾?；诶碚摲治龊蛯嶒炑芯浚ㄟ^對與船舶耐波性和快速性相關(guān)連最為密切的四種船型因素的平衡利弊而做出合理的選擇，可以有效地改善半滑行的耐波性。2.3.5 高性能船舶的發(fā)展示例25米引水交通艇是德國小水線面船舶重要的起步產(chǎn)品，也是應(yīng)用最為成功的產(chǎn)品。針對漢堡、不來梅等港口引水任務(wù)繁重、海情條件

31、復(fù)雜的情況，A&R船廠提出以引水母船和引水交通艇組成引水工作系統(tǒng)，但港務(wù)部門對此并不接受。1996年，在考察夏威夷小水線面雙體船耐波特性后，港務(wù)部門才下定決心簽訂了設(shè)計和建造合同。利用25米引水交通艇的成功經(jīng)驗，A&R船廠很快設(shè)計和建造了一批適合德國使用的小水線面船。目前，A&R船廠已經(jīng)開發(fā)了25米、40米、50米、60米等4型7種用途小水線面雙體船，累計建造了22艘。德國小水線面雙體船應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴展，涉及港監(jiān)引水、海上運輸、游艇觀光、海洋調(diào)查等。德國小水線面船舶的設(shè)計和建造主要集中在A&R船廠，其獨立從事小水線面船舶的研究、設(shè)計、建造和推廣應(yīng)用。我國也有多家

32、船廠和科研院所涉及小水線面船舶的設(shè)計和建造業(yè)務(wù)，應(yīng)當(dāng)充分汲取德國企業(yè)的成功經(jīng)驗。2.3.6 我國高性能船舶發(fā)展?fàn)顩r建國以來，我國在發(fā)展造船工業(yè)的同時就開展了高性能船的研究，在數(shù)十年中，國內(nèi)有關(guān)船舶科研單位及高等院校先后對多種類型的滑行艇、圓舭型快艇、單水翼艇、雙水翼艇、地效翼船、小水線面雙體船、氣墊船、高速雙體船、穿浪雙體船、槽道式雙體滑行艇、多體船、深V型船和復(fù)合型船做了大量的理論研究、試驗研究和設(shè)計開發(fā)，幾乎涵蓋了所有種類的高性能船。經(jīng)過如此長期的不懈努力，目前我國已在地效翼船、小水線面雙體船、水翼船、氣墊船和高速穿浪雙體船等多種高性能船型的研究、設(shè)計和應(yīng)用全方位上取得了突破性進展，不僅獲

33、得了豐碩的理論和試驗研究成果，而且將研究成果成功地轉(zhuǎn)化為實船應(yīng)用，此外，在此過程中，還造就了一支由老中青技術(shù)人員梯次配備、實力雄厚的研究設(shè)計隊伍。以下是我國研制的一些高性能船舶信息。然而與國外先進國家大量應(yīng)用相比，我國高性能船的應(yīng)用在數(shù)量、范圍及領(lǐng)域均較為滯后，一方面是應(yīng)用部門缺乏對高性能船的了解，不敢用或用之不當(dāng)是普遍現(xiàn)象，另一方面是高性能船的研究、設(shè)計部門對使用了解不夠，過于追求性能指標(biāo)而忽視可靠性及經(jīng)濟性，也是造成我國高性能船舶應(yīng)用不廣的主要原因。3 高性能排水式單體船舶3.1 瘦長船舶及其興波阻力“瘦長船舶”是指船的長度L與船的寬度B之比很大的那些船，特別是高速排水式的船同瘦長船型最為

34、接近。引進“瘦長船舶”概念的目的是使理論計算研究大大簡化并得到解答。理論計算主要是指基于勢流理論的船舶興波阻力計算，掌握勢流理論的關(guān)鍵是理解速度勢的概念及相關(guān)特性。圖93.1.1 速度勢速度勢是流體力學(xué)中同無旋運動相聯(lián)系的一個標(biāo)量函數(shù)。設(shè)v為速度矢量,則滿足v= 函數(shù)稱為速度勢。由于×v=×()=0，所以存在速度勢的流體運動一定是無旋的。反過來,如果運動是無旋的，即×v=0，則根據(jù)無旋場一定是位勢場的性質(zhì),有v=。速度勢具有下列性質(zhì)：可加上任一常數(shù)而不影響對流動性質(zhì)的描述；滿足為常數(shù)的曲面稱為等勢面，速度矢量同等勢面垂直；在單連通區(qū)域中，速度勢函數(shù)是單值函數(shù)；在多

35、連通區(qū)域內(nèi)，速度勢函數(shù)一般是多值函數(shù)。 若流體不可壓縮，則散度為零 ·v=0。將v=代入,便可知滿足拉普拉斯方程,即=0 即 =2= 2x2+2y2+2z2=0 偏微分算子或稱為拉普拉斯算子。根據(jù)調(diào)和函數(shù)的性質(zhì)，速度勢函數(shù)在流體內(nèi)部不能達到極大值和極小值。 如果在有界單連通區(qū)域內(nèi)滿足拉普拉斯方程，則在以下三種情形中,是唯一確定的：在邊界上給定的法向?qū)?shù) ；在邊界上給定；在一部分邊界上給定,在另一部分邊界上給定。如果在雙連通有界區(qū)域內(nèi)滿足拉普拉斯方程，則在、類邊界條件下,如果還給定速度環(huán)量,則是唯一確定的。在無界區(qū)域中，除了上述有界區(qū)域所要求的條件外，還須加上給定流量Q這一條件才能保證

36、解是唯一的。3.1.2 勢流理論基礎(chǔ)方程勢流理論用于船舶流體力計算的關(guān)鍵是構(gòu)建流場的速度勢，速度勢需要滿足以下一些條件：(1)拉普拉斯方程2=0(2)歐拉動力學(xué)方程 dvdt=-gy-1pv： 速度(矢量)y： y方向位置 p： 流場壓力(3)物面邊界條件vn=n|物面=-Ft(Fx)2+(Fy)2+(Fz)2其中，F(xiàn)(x,y,z,t)=0為 物面方程(4)自由表面邊界條件t+12vx2+vy2+vz2+g(x,z)=0 (x,z): 自由表面在y方向的坐標(biāo)(5)固壁邊界條件vn=n|固壁=03.1.3 瘦長船舶興波阻力積分公式“瘦長船舶”也稱為“薄船”，瘦長船舶興波阻力的理論計算是勢流理論的

37、應(yīng)用成果，其中，最著名的是米切爾積分公式，公式如下：Rw=4g2V20/2(I2+J2)sec2d式中：I=-L/2L/20Tycos(Kx)eKzsec2dxdzJ=-L/2L/20Tysin(cos(Kx)eKzsec2dxdzK ：波數(shù)y=fx,z 船體表面方程在上述興波阻力公式的基礎(chǔ)上，還可以推出雙體船和三體船興波阻力積分公式。3.2 主要性能與船型的關(guān)系3.2.1 船型基本形式（1）圓舭型圓舭型艦船的剖面形狀為曲線，舭部呈圓弧形，故稱為圓舭型。 圖10（2）NPL橫剖面型圖11（3）尖舭型（4）高速深V型深V船型的剖面形狀是直線或幾乎是直線，舭部為尖舭即折角，剖面形狀為V字形，故稱為

38、深V型。 圖12 圖133.2.2 航速概念航海學(xué)中的航速是位移對時間的變化率。相似理論中的航速，指相對航速，基本排水型船用傅氏數(shù)表示，高性能船舶用容積傅氏數(shù)表示。 航速對船舶阻力性能的影響最大。3.2.3 主要船型參數(shù)a） 棱形系數(shù)Cp=/AmL b) 修長系數(shù) 修長系數(shù)也稱為：船體修長度，或長度排水體積系數(shù)=L/3b） 高速排水型船舶，通常為輕型船，受橫搖和穩(wěn)性要求B/d(2.5,3.5), L/B6.3,8.8 d)受耐波性和快速性限制，方形系數(shù) Cb0.42,0.52 e)高速排水型船舶排水體積長度系數(shù) 6.3,8.83.3 高速方尾圓肶型排水船舶阻力估算基于蘇聯(lián)方尾圖譜的船舶阻力估算

39、過程：3.3.1 計算船舶傅氏數(shù)Fr,選擇相應(yīng)的的基準(zhǔn)剩余阻力圖譜1)基準(zhǔn)船型尾板處的水線相對寬度 b/B=0.62)寬吃水比 B/T=3.03)尾封板底部橫向斜升角 =9 度 3.3.2 確定剩余阻力系數(shù)Cro利用選出的圖譜曲線依據(jù)棱形系數(shù)和長度系數(shù)查出基準(zhǔn)船的剩余阻力系數(shù)Cro。如圖14所示。 基準(zhǔn)船型的剩余阻力圖譜表達式 Cr0=f(Fr,Cp, )， 式中Fr，Cp, 分別為船長傅氏數(shù)，棱形系數(shù)和修長系數(shù)。以Fr為依據(jù)選擇基準(zhǔn)船型的剩余阻力圖譜。圖譜共9張圖覆蓋范圍0.300.70。注意該圖譜 僅適用于Fr0.30 - 0.70, Cp0.58,0.67, 7.0,8.0船型。圖143

40、.3.3 計算船型參數(shù)和相應(yīng)的剩余阻力修正系數(shù) 尾板處的水線相對寬度b/B 修正系數(shù)Kb/B 查圖15 尾封板底部橫向斜升角, 修正系數(shù)K 查圖16 寬吃水比B/T, 修正系數(shù)KB/T , 查圖17， 小圖表示的是B/T<4.0部分的細(xì)節(jié)。3.3.4 計算修正后的剩余阻力系數(shù) Cr=Kb/BKKB/TCr0 圖15圖16圖173.3.5 計算摩擦阻力系數(shù) (船舶阻力 粘性阻力部分) 柏蘭特-許立汀公式(歐洲) 桑海公式 (美國) Re是雷諾數(shù) Re=VL 是流體粘性系數(shù) 3.3.6 總阻力系數(shù)總阻力系數(shù)=摩擦阻力系數(shù)+剩余阻力系數(shù)+粗糙度補貼系數(shù)+空氣阻力系數(shù)+附體阻力系數(shù)。即 Ct=C

41、f+Cr+Cf+Ca+Cap粗糙度補貼系數(shù) Cf0.001×0.2，0.4 空氣阻力系數(shù) Ca0.001×0.6,0.96附體阻力系數(shù) Cap0.001×0.05,0.1 3.3.7 估算濕表面積 濕面積計算式 S=k×L2 濕面積系數(shù)k由修正度系數(shù)估算查圖 圖183.3.8 計算出總阻力 Rt=0.5v2S Ct (kgf ) 流體密度單位： =10009.8kgm3s2m=102.04kg s2m4 3.3.9 確定裸船體有效功率有效功率 EPS=9.81×Rt×Vs kw 其中，Vs是船舶設(shè)計航速3.4 NPL系列圖譜使用方法3

42、.4.1 選擇圖譜曲線根據(jù)長寬比L/B選擇相應(yīng)的圖譜曲線。針對不同L/B,NPL阻力圖譜共有5幅，橫坐標(biāo)為排水量長度系數(shù)，縱坐標(biāo)為剩余阻力比。3.4.2 估算單位排水量剩余阻力計算排水量長度系數(shù)=L/1/3和容積傅氏數(shù)，然后查圖譜曲線得到單位排水量剩余阻力Rr/。圖193.4.3 排水量長度系數(shù)的修正系數(shù) 排水量長度系數(shù)的修正系數(shù) K ，依據(jù)圖完成。圖203.4.4 棱形系數(shù)的修正系數(shù)棱形系數(shù)的修正系數(shù) KCp，依據(jù)圖完成。圖213.4.5 計算設(shè)計船的單位排水量剩余阻力設(shè)計船的單位排水量剩余阻力計算式如下：Rr/=K KCp(Rr)=8,LB=7.53.5 應(yīng)用回歸分析方法估算過渡型快艇阻力

43、的方法（1）根據(jù)排水體積、船長L、船寬B、半進水角ie、尾板面積At和中橫剖面面積Am，計算阻力表達式中的參數(shù)：X=13L,Z=B3,U=2ie,W=AtAm（2）利用公式和回歸系數(shù)計算出不同容積傅氏數(shù)Fr, 對應(yīng)的單位排水量總阻力(Rt)0=A1+A2X+A4U+A5W+ （3）根據(jù)排水量和水溫條件，計算出任意船的每噸排水量阻力Rt=Rt0+12S2/3Fr2Cf+Cf-Cf0式中： Cf0 標(biāo)準(zhǔn)條件下按桑海公式計算的摩擦阻力系數(shù)； Cf 設(shè)計狀況下的摩擦阻力系數(shù)； Cf 粗糙度補貼系數(shù); S 濕面積。 S2/3 ，可采用馬伍德計算公式計算。S2/3=(L13)21.7BLTB+BLCb圖2

44、23.6 高速深V船型3.6.1 什么是深V船型 深V船型是相對于目前排水型水面艦船所慣用的圓舭船型而言。圓舭型艦船的剖面形狀為曲線，舭部呈圓弧形，故稱為圓舭型。深V船型的剖面形狀是直線或幾乎是直線，舭部為尖舭即折角，剖面形狀為V字形，故稱為深V型。 深V船型已有20多年的研究建造史。率先提出這種新船型的是瑞士日內(nèi)瓦的水動力研究所。該所先后對小至幾十噸至幾百噸小型高速攻擊艇，大至40007000噸的護衛(wèi)艦、驅(qū)逐艦進行了試驗研究。結(jié)論是：深V船型具有良好的總體性能、優(yōu)良的耐波性、風(fēng)浪中能保持高速航行、建造工藝簡單、技術(shù)風(fēng)險小、造價低。他們的模型試驗及理論計算的結(jié)果受到造船界的重視，普遍認(rèn)為該船型

45、有著廣闊的前景。 深V船型是在尖舭型或一般的V形船型的基礎(chǔ)上演變和發(fā)展而來的，是根據(jù)排水型船的流體動力特性，對僅僅適用于高速的、噸位不大的滑行艇船型進行改造、演變的結(jié)果。 圖233.6.2 深V船型的斜升角深V型船指具有尖舭（又稱折角型線型）的船舶。該船的橫剖線在底部與舷側(cè)連接的舭部具有明顯的折角，且自首到尾形成一條明顯的折角線 的線形。尖舭型又分凹V型、波型、深V型、雙折角型以及倒V型等。深V型船舯部后的橫剖面具有較大的橫向斜升角，一般在18°30°之間，如圖24所示。當(dāng)大于30°時，稱為極深V型船。由于橫向斜升角較大，使船在波浪中的沖擊力大為減少并增大船舶橫搖

46、的阻尼，改善船舶升沉和搖首狀況，因而能明顯地提供艦船的適航性、航向穩(wěn)定性和操縱性。深V型船舶在波浪中航行時興波阻力較小，失速情況不嚴(yán)重，有利于在高海情下保持高航速。深V型船比起船底平坦的船淺水效應(yīng)小，在淺水區(qū)可比普通船具有較高的航速；且船寬較大，水線面也較豐滿，故能有較好的穩(wěn)性。但深V船型的不足之處是同樣排水量的船，船體在水中的濕表面會大一些，從而摩擦阻力會有所增加。圖243.6.3 船體折角線折角線是指船體表面或船體結(jié)構(gòu)曲度突變呈折角而形成的棱角交線。高速船特別是滑行艇為利用水動力效應(yīng)，船側(cè)和斜升船底構(gòu)成的折角線通常盡可能使其符合水的流線，以減小滑行時的水阻力。對低速普通船型，為避免首尾部的

47、過渡外飄及簡化建造工藝等，也有采用折角線或雙折角線的。舭部采用折角線能增加橫搖阻尼。3.6.4 深V船型的特征 Ø 船首類似于球首的形狀，這種設(shè)計使船體的首部延伸于基線以下 Ø 后部橫剖面設(shè)計不變或幾乎不變的底部升高，以增加尾板附近的沉深和橫剖面面積 Ø 具有反向的龍骨設(shè)計坡度和相互平行的縱剖線 Ø 尾鰭設(shè)計成類似于舭龍骨的作用 Ø 在后體的舭部即折角處設(shè)置短舭龍骨，該短舭龍骨與船體結(jié)合成一個整體 圖253.6.5 深V船型的優(yōu)點 Ø 艦船的耐波性和航向穩(wěn)定性好，在風(fēng)浪中仍能保持相當(dāng)高的航速。 Ø 良好的穩(wěn)性橫搖運動的擺幅也

48、比圓舭型小。 Ø 在主機功率與圓舭型艦船相同的情況下，在淺水中航行時，可達到更高的航速。 Ø 操縱性優(yōu)于圓舭型，全速回轉(zhuǎn)直徑僅為34倍的船長。 Ø 水線面豐滿，可提供更多的甲板面積，為加裝導(dǎo)彈發(fā)射裝置、或更多的裝載燃料、或改裝大功率的主機提供了裕度。 3.6.6 深V型船和圓舭型船的比較 總的來說圓舭船型的橫向剖面較為豐滿，艙室容積打，航行阻力小，重心較低，穩(wěn)定性好，民船和軍輔船常常使用；深V船型的橫向剖面較為尖瘦，航行阻力相對較大，重心相對較高，同等情況下穩(wěn)定性不如圓舭型船型，艙室容積相對較?。憧催^驅(qū)逐艦護衛(wèi)艦的照片吧？很多驅(qū)護艦的前部都有一條明顯的折線，那就

49、是為了增大艙室容積），適合需要高速航行的中小型軍艦以及救援船。 由于流體動力學(xué)方面的技術(shù)進步，深V船型的阻力越來越小，況且軍艦可以通過安裝骴龍骨的方式增加穩(wěn)性。美國核動力航母用的也是深V船型，因為航母的甲板面積大，如果使用圓舭船型的話那么吃水線以下的水平投影面積會相當(dāng)?shù)拇?，阻力也很大?與圓舭型船相比，深V型船具有較大的濕面積，因此它的摩擦阻力要大，但在高速航行時，剩余阻力是靜水阻力的主要組成部分，通過增大長度系數(shù)，可以有效降低剩余阻力，所以兩種船型在靜水中的阻力差別不大。 圖26簡單地說，運貨的民船和軍輔船（包括兩棲艦船）大都使用圓舭船型，而作戰(zhàn)艦艇以及救援船等大都使用深V船型。3.6.7

50、深V型船型發(fā)展前景世界造船業(yè)近30年來在船型的研究方面頗有建樹。鑒于常規(guī)圓舭型船型的艦艇其船體主尺度和排水量較小、耐波性能較差，風(fēng)浪中的航速受到很大的限制，從而影響了艦艇的作戰(zhàn)性能等問題，相繼推出水翼艇、氣墊船、小水線面雙體船、表面效應(yīng)船等種種新船型。這些新船型都具有耐波性能優(yōu)良，風(fēng)浪中能高速航行的優(yōu)點。但是，由于這些新船造價高、技術(shù)復(fù)雜、風(fēng)險大，以及一時尚難以應(yīng)用于較大噸位的艦船等諸多原因，所以將其真正應(yīng)用于護衛(wèi)艦仍受到制約。深V船型的可行性設(shè)計和研究所選取的對象有400噸級的高速攻擊艇、1000噸級的輕型護衛(wèi)艦、4000噸級的驅(qū)逐艦以及7000噸級的巡洋艦。在這一系列的研究之中，其重點放在

51、確保耐波性能優(yōu)良的前提下，如何改善在靜水中的阻力性能。在現(xiàn)有的資料中，尚未見到有關(guān)大排水量的實艦建造和運行情況。但是，由于小排水量的高速艇和民用渡輪等已應(yīng)用了深V船型，并且顯示出了高速和耐波的優(yōu)良性能。就傳統(tǒng)的船型而言，若要提高幾節(jié)的速度，需要目前23倍的動力，非但成本上不可接受，單是現(xiàn)有配置與空間的限制也難以協(xié)調(diào)。另一提高目前艦艇作戰(zhàn)速度的方法是縮短航程，這也是難以接受的。而深V船型只需采用簡單的單體船的建造技術(shù)就可以實現(xiàn)。還有一種權(quán)衡是，在經(jīng)濟航速與最大航程之間，進行調(diào)節(jié)和平衡。一艘1800噸的深V型艦艇能以18節(jié)速度航行15742千米，而一艘2800噸的圓舭型艦艇設(shè)計以18節(jié)速度只能航行

52、9260千米。 較為簡單的深V船型可降低造價，且技術(shù)風(fēng)險小。對一艘1000噸級的輕型護衛(wèi)艦估算的結(jié)果是，若選用深V船型，比圓舭型至少可降低費用5。總之，深V船型在總造價，動力效率，作戰(zhàn)系統(tǒng)的運用等方面都符合成本效益準(zhǔn)則，一艘12002600噸的深V船型高速水面艦艇具有不可爭辯的優(yōu)勢。 深V型船型是否會受青睞，有待海軍決策人員重新考查其設(shè)計的理論基礎(chǔ)，還有待于研究人員拿出進一步的建造成果。3.6.8 深V型船型應(yīng)用實例西德曾于80年代初為土耳其海岸警衛(wèi)隊所研制的第3代高速巡邏艇“薩爾”33就采用了深V船型。該艇排水量170噸左右，艇長33.5米，共建造了14艘。在此基礎(chǔ)上西德又研制了“薩爾”43

53、型，此艇實際上是“薩爾”33型船長的加大(由33米增加到43米)；滿載排水量270噸，靜水中的最大持續(xù)航速可達36節(jié)。法國海軍采用深V船型建造了2530節(jié)的海岸巡邏艇，排水量400700噸。日本海上保安廳的06型大型巡邏艇、海上自衛(wèi)隊的11型魚雷艇、14型魚雷艇及韓國一型客輪都采用了深V型。其中最大的為韓一型(二艘)，全長548米，總重496噸，最大速度33節(jié)，載客500人。一些歐洲渡輪經(jīng)營公司也訂購了許多深V型快速渡輪。實船的運行結(jié)果表明，深V船型的確是一種比較令人滿意的船型。 法國、意大利、西班牙等歐洲的幾家主要的船廠在建造深V型船型的船舶方面都具有一定的經(jīng)驗，他們建造的深V型船的長度超過

54、了100米，巡航速度超過了40節(jié)，并且符合效益成本的準(zhǔn)則。專家認(rèn)為所有這些使用深V型的船體還有潛力達到50節(jié)以上的航速，而且成本經(jīng)濟適中。 根據(jù)已有的深V型艦艇設(shè)計和模型試驗，有些專家認(rèn)為瑞士水動力研究所的1000噸級深V型輕型護衛(wèi)艦設(shè)計類似于圓舭船型的大型護衛(wèi)艦在洶涌海面上具有的多用途能力、優(yōu)越的適航性、較高的航速、并具有較大的操縱靈活性。 美國海軍新近的研究表明，深V船型提供的適航性能接近于小水線面雙體船，但費用和風(fēng)險卻與常規(guī)單體船相近。總之，深V型艦船的總體性能相對圓舭型有明顯的提高。所以，深V型船被視為能大大提高單體船適航性，而且承擔(dān)風(fēng)險不大的一種艦艇設(shè)計概念。 未來的海戰(zhàn)一般將在近海進行，由于戰(zhàn)略的轉(zhuǎn)移，各國都在研討未來護衛(wèi)艦的性能特征，諸如能攜帶直升機，具有較強的反潛能力，能發(fā)射巡航導(dǎo)彈，能對近岸提供火力支援，能迅速趕赴作戰(zhàn)區(qū)域，具有較強的生命力，建造成