第二章科技新潮5(3 / 3)

水翼船

水翼船是一種船底部裝有浸在水中的水翼,航行時靠水翼受到的升力使船體全部或部分升離水麵的高速船。它的航速可以達到每小時70~130千米,速度是同噸位普通船舶的幾倍,而且適航性也很好。

水翼船用高速柴油機做為動力裝置,一般用水下螺旋槳或噴水推進裝置推進。水翼用不鏽鋼和鈦合金製造,船體一般用鋁合金和鋼材製造。

水翼船的工作原理與飛機一樣。它水翼的斷麵也與機翼斷麵的形狀一樣。當船在推進裝置的作用下快速航行時,浸在水中的水翼就因其斷麵的特殊形狀而造成它的上、下表麵所受水的壓力不同,下表麵的壓力大於上表麵的壓力,從而形成升力,逐漸把船體抬起。這樣就使船所受的水中阻力減小,使船速容易提高。當航速增加到一定值時,升力即大到可以將船體完全抬出水麵,使船在水麵上掠行。這樣,當船高速行駛時,就可大大降低水動阻力,並可減少波浪對船體的衝擊。當水翼船停泊或以低速航行時,水翼不產生升力,這時水翼船就同普通的排水型船一樣,其船體靠浮力支持。

按照水翼浸水的形式,可將水翼船分為兩類:割劃式水翼船和全浸式水翼船。

割劃式水翼船航行時,有一部分水翼露出水麵並割劃水麵。這種船結構簡單,不需要控製設備,自穩性較好,但受波浪影響較大。因而更宜用於內河、湖泊和沿海的高速客貨運。

全浸式水翼船航行時,其水翼全部浸在水中,因而這種船穩定性較好,能在風浪中航行,不但能保持高航速,而且失速很小。故宜用於海洋。但這種船沒有自稱性,必須有一套自動控製係統來保持其升力的恒定和穩定性。

加拿大的船舶專家貝爾工程師於1919年建造了世界上第一艘試驗性水翼船。這艘船總重5噸,航速為每小時114千米。1957年,前蘇聯建成的有66個客位的“火箭”號,是較早的實用性水翼船。20世紀60年代以後,許多國家都因全浸式水翼船有優良的適航性而爭相開發,建造大型的海洋水翼船和軍用水翼船,如導彈快艇、魚雷快艇、炮艇及能攜帶直升飛機的反潛艦艇等。

1968年,美國海軍將兩艘水翼巡邏炮艇編入海軍部隊服役。1969年,其中的“圖克姆克裏”號開赴越南海區,參加了越南戰爭,在越南近海作戰達6個月。1982~1984年,意大利海軍仿照“圖克姆克裏”號建造了“鷂鷹”型水翼艇6艘。日本海上自衛隊又以“鷂鷹”型水翼艇為原型建造了兩艘導彈水翼艇,於1993年3月編入服役。與此同時,民用水翼船也得到很大發展。美國的“韋斯特水翼25”型船的主機是兩台功率為735千瓦的柴油機,推進器選用了空氣螺旋槳,船體全部用玻璃鋼製造,乘客定員180名,航速達每小時70千米,現已開始運行。日本的“噴水式水翼120”型船較小,乘客定員為120名,航速也是每小時70千米。

近年來,又開發出一種新型水翼艇——水翼雙體船。船體由兩個線型合理的對稱片體組成,水翼置於兩片體之間。這種船綜合了水翼船的小阻力、高航速及雙體船的穩定性等優點。在惡劣的環境下,船的搖擺程度和單體船相比,可減少60%~70%,航速一般可達每小時90千米,是一種頗有發展前途的高性能快速船舶。日本最近推出的全浸式雙體水翼船“超級梭400”型,乘客定員為350名,試航速度達每小時85千米,運營速度為每小時70千米。挪威也成功地開發出全浸式雙體水翼船“富豪爾卡特2900”型。現在第一條船已建成,乘客定員為160名,最高航速可達每小時90千米。

我國開發水翼船起步較早,在1960年就試製出“長江水翼1號”試驗船。1988年,中國船舶研製中心製成“飛魚”號水翼船,總重15噸,能在水中以每小時52千米的速度航行。1992年初,兩艘國產“火箭”號水翼船投入上海至崇明島、上海至青龍港的航線上進行客運。其中“火箭”1號載客70名,航速約每小時65千米;“火箭”2號載客140名,航速也是每小時65千米。

近年來,為港澳船隻設計製造的全自控全浸式水翼船也都先後完工交付使用,其性能優於原有的水翼船。目前正在開發自穩式水翼船係列產品。這一切都說明我國在水翼船研製方麵已具有世界水平。幾年之後,我國的水翼船也將在世界上占有重要地位。