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军舰船型的革命路在何方?(下)

2015-09-28 17:42  来源: 科普中国

    穿浪双体船,外形和SWATH有些相似,但却完全是不同的路数,出现在4月23日国际阅舰式上的我军新型导弹艇,就是一型穿浪双体船,这型导弹艇也是世界上第一型大量服役的采用新船型的作战舰艇。穿浪双体船其实是常规双体船的演进,该船型最大的特征就是两个船体首部在水中前伸,成了锋利的穿浪首,航行时可以穿浪而过,这也是穿浪双体船得名之处。这个结构可以显著减小高海况时的船舶纵摇,中央船体平时在水面之上,高海况时接触海浪,可以提供浮力,有效减少埋首。这些设计使得穿浪双体船的适航性明显优于双体船,同时还可以获得较高航速。美国海军对双体穿浪船也有很高的兴趣,目前已经有数艘该船型在役,而穿浪双体船的诞生地,澳大利亚,更是提出了采用穿浪双体船型航母的设计方案,令我们不由得对穿浪双体船的未来浮想联翩。

    2009年7月15日,美国海军,同时也是世界上第一艘采用新船型的主战舰艇LCS 2“独立”号开始海试,该舰排水量超过2000吨,最高航速超过40节。它采用的是三体船型,上世纪70年代,苏联人开始着手三体船型的研究,但这种技术真正步入正轨还是90年代之后,高速三体船一般由中体和2个侧体组成,3个船体均为细长片体,中体比常规单体船更加瘦长(长宽比一般在12〜18间),侧体排水量不超过总排水量的1/10,这种构造使三体船在高航速时的兴波阻力较小,2个侧体则可以提供足够的稳性,并提高耐波性。

    试验表明,高速航行时,三体船受到的兴波阻力与单体船、甚至双体船相比都有明显的优势。而在耐波性方面,高速三体船的优势也非常明显,尤其值得说明的是,三体船型可以有效避免双体船存在的“扭摇”和“急摇”问题。因此虽然同样存在设计建造和使用成本方面的问题,但三体船却率先迈入了大中型主战舰艇行列,这或许是对三体船型价值和未来的最大肯定。

    威尼斯是意大利南部一颗璀璨的宝石,纵横交错的大小运河遍布整个城区。你一定想不到这里就是M船型概念的诞生地,最早的M船型其实只是为了解决一个问题——如何避免威尼斯河道两岸被船航行激起的波浪冲蚀。这个平淡的目的并没有妨碍M船型的光芒。

    这是美国海军“短剑”号试验艇,它是一艘典型的双M型船,当“短剑”以它并不苗条的身躯在海面上呼啸而过时,人们不免要问:“这个胖子怎么跑这么快?”它的秘密就在于那个神奇的M。

    M船型优秀性能全在于它全新的结构,M船型由3部分构成:中体、升力涵道和刚性围壁,这三部分刚好围成了一个英文字母M形,这就是M船型名字的由来,事实上,M船型的设计就是从这个M形的构造开始的。

    当M船型行驶时,中体引起的波浪进入涵道,被涵道和围壁压缩,为船体提供了一部分升力,并充当了升力涵道的下壁,船体随之被压缩空气和首部波浪抬起,这样一来,船体浸水面积和水线面都减小了,我们已经了解到兴波阻力是船舶高速航行时的主要阻力,水线面减小,兴波阻力自然变小,航速当然也就提起来了。刚性围壁的存在可以提供回复力矩,从而减小横摇,因此M船型比起普通船型要有更好的稳性。

    虽然具备上述优秀性能,但M船型既没有复杂的水翼系统、也没有占据大量空间的气垫风扇,它的高性能仅仅依靠自身的线形获得,这是M船型一个非常可贵的品质,它要求最少却给予极多,有时候事情就是这么简单,而这简单背后则是深厚的工程技术积累和扎实的设计功力。

    高速、灵活、空间充足、低信号特征、浅吃水,这些特点对作战舰艇而言个个都很宝贵,因此若干国家海军正在积极探索M船型的军用化发展,“短剑”号就是其中一个先行者。

    在不到50年时间里,舰艇技术以罕见的高速向前发展,各种新船型层出不穷,虽然技术并不是决定未来海战场的唯一因素,虽然新船型带来的进步并不如武器系统那样抢眼,但当你在恶劣海况下,呕吐不止,眼看着身旁的新船型舰艇却如履平川、一骑绝尘远去时,你就会明白未来的海战场是属于新船型的。

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