三体船型有何优越性?连美国最先进濒海战斗舰都采用了此方案

美国海军具有高性能舰船特质的大型军用舰艇,除去广为人熟知,采用了经典的单体内倾式穿浪型设计,世界上最大最先进的单体穿浪船”朱姆沃尔特“级驱逐舰(DDG-1000)外,另外一个当属采用了非常科幻的三体结构设计的“独立”级滨海战斗舰。“独立”级滨海战斗舰一经面世,就以其独特的外形迅速吸引了大家的目光,甚至一度让不少人以为:滨海战斗舰即等于“独立”级滨海战斗舰,完全无视”自由“级濒海战斗舰了。恰巧笔者最近在关注三体船,正好借“独立”级滨海战斗舰名气给大家普及一下,看起来很科幻的三体船到底先进在哪?(注:仅针对船体性能的先进性做讨论,而不包含其武备系统)

自由级濒海战斗舰

三体船的发展:

三体船的理论和试验研究最早开始于20世纪60年代,但是真正的大规模研究却要晚不少。1986年,英国赛艇设计师尼格尔·伊文思和伦敦大学教授道·帕迪森研制了“伊兰航海者”号三体船型的机动赛艇。这艘外形独特的赛艇在全英环岛赛艇比赛中,在不加油的情况下以20.7节的平均速度跑完1568海里的航程,一举夺得全英赛艇赛的冠军。(注:1节=1海里/小时=1.852公里/小时)

三体船型的机动赛艇

在“伊兰航海者”号成功之后,英、美等国陆续开始了三体船的系列理论和试验研究。2005年5月6日,英国在南安普敦建造的新型三体船演示舰"海神"号正式下水,这标志着世界建造三体船的技术取得了重大突破。而到了2008年4月26日,首艘“独立”级濒海战斗舰下水后,更是把三体船推向了新的高峰,让其“家喻户晓”。

独立级濒海战斗舰

三体船的优势:

第一点,具有良好的快速性和航向稳定性。对于高性能舰船来说,快速性是其追寻的重要目标之一,而采用三体设计的高性能的舰船,因为三体船片体水线面瘦长,有利于减小兴波阻力。同时,三个片体间兴波处于有利于扰时,可降低兴波阻力。据说“独立”级滨海战斗舰的最高航速能达到45~50节。

独立级濒海战斗舰的三体结构有利于减少兴波阻力

第二点,提高推进效率。因为三体布置可改善推进器处来流,便于安装多推进器,提高推进效率。

第三点,减少横摇。就稳性而言,侧体和中体分开式布局可增大横向惯性矩,因而增大了横稳性。

独立级濒海战斗舰船体较宽,能增大甲板面积,减小横摇

第四点,甲板面积大。作为客运和货运船只可以提供宽敞的上建空间,而作为军用舰艇,则可以为武备提供一个稳定、低电子干扰的环境。除此之外,还能在排水量较小的船舶上为直升飞机提供良好的平台。

第五点,具有较大的单位排水量的载荷量。作为民船可提高经济效益,作为军船可增加武器装备。

独立级濒海战斗舰装备

第六点,隐身性能好。因为兴波小,可改善尾迹流场,且可将废气排入三体间,减少主机尾气的红外辐射。

舰船尾迹很容易暴露目标

第七点,可以提高水面舰艇的生命力。由于主船体处在中间,两侧有1/3至1/2的长度被两侧的侧体遮挡,在遭受掠海导弹袭击时,侧体可为中体重要部位提供保护作用。而在侧体受到损坏时,通过压载水的调拨保证稳定,使其依然能保证船舶继续工作,因此,可提高军舰生命力。

第八点,经济性好,工艺简单,维修方便,适合于模块化建造,便于军民船转型。

独立级濒海战斗舰的侧体能有效保护主船体

结语

虽然三体船性能优异,但也存在很多“先天不足”,主要表现在:湿表面大,摩擦阻力大,所以不适合低航速的船舶;船宽较宽,容易受航道和船坞的限制;连接三个片体的平台要承受较大的弯曲和扭转力矩,为保证其刚度和强度要求,就必须加大构件质量,致使船体结构质量增加。正因为这些问题存在,先进的三设计大多应用在吨位不大的高性能舰船上。

采用三体设计的游艇

参考资料《船舶阻力》

申明:本文部分图片来源网络,如有侵权请联系删除。

作者:小船人的梦想 2019年7月7号

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