在美国,人们对小水线面船了解最多的可能是在夏威夷,那里是小水线面船开发、设计、建造、试验、营运的一个中心。进入90年代,许多人曾在夏威夷有风浪时乘坐小水线面旅游观光船到海上去观浪景别有情趣。
更令人瞩目的是洛克希德·马丁集团在“海影"号隐身试验船基础上研制的“司莱斯"号多功能公务船,它是一型小水线面四体船。
“司莱斯"号排水量约177吨,总长约31.7米,前后下体垂线间长约24.9米,最大宽约16.8米,上层建筑宽约12.5米,上层建筑底距水面约2.14米,下体最大处直径约为3.04米,干舷约3.36米,吃水约4.27米;在船中后部的有效负载模块重约50吨,长约17.4米,宽约13.1米。模块按不同功能设计且可灵活更换,形成执行缉私、搜救、巡逻、海洋调查、跟踪监测、港监引水、布标供应等任务的公务船;执行观光、娱乐、油井支援、泄油回收、潜水作业、高速客渡等任务的商务船;执行警戒、指挥控制、有人/无人潜器母船,特种战、水声监听、导弹攻击、水雷战、直升机两栖战和靶场服务等任务的军用船。设计中为模块与主结构相连,预留有四个联结基座及标准机电、管系接口。
图1 “司莱斯"号小水线面四体船视图(略)
“司莱斯"号采用四短斜支柱、四下体式小水线面船型,各下体都采用球鼻首和尖锥尾型,下体长相对较短,前双下体间距小于后双下体,中心线错位能降低凯尔文尾流,不仅利于高速航行,而且在港湾内航行时也对岸壁及其它船只无影响,特别有利于保持高耐波性;前后四下体线型、流体布局、重量分配经优化设计,达到减少阻力、提高推进效率与航速、改善运动姿态的目的。全船采用5083高强耐腐蚀铝合金,减轻结构重量,增加有效负载;动力推进装置采用德国的MTU
16V396TB94型柴油机、WESTECH6.0∶1减速器都装设在前下体中,总功率达6850千瓦,直接带动荷兰LIPS直径2.2米变距桨,该船不再配舵,旋转全由左右桨差动实施。后下体中有泵舱、燃油舱及压载水舱,螺旋桨在船中部,在浅水区和进坞时易于保护,且只用单机单桨也可自如操纵。主机进排气道都通过支柱导向上层船体的前部结构,伸出甲板,在驾驶室下开有带围栏的舱门通向甲板。柴油机电站采用卡特波勒3306D1TA型360千瓦机组2台,电站舱、辅机舱及配电设备的舱室依次由后向前地布置在上层船体后段结构及左右舷部结构中,人员可以通过上层船体的舱口,经支柱里垂直通道进入前主机舱或后泵舱。在上层船体前部配有压载水舱及燃油舱等。下体内侧配有稳定鳍,与压载水实现综合控制。采用触屏式船舶运动姿态控制系统,可调节船的重量与浮态,还可以从零航速到全速范围内控制船舶运动姿态,与船的操纵、推进控制结合在一个多功能监测显示操作控制台上,使船在各种海情、航速和工况下均可自动控制,求得最佳舒适和平稳。
“司莱斯"号在水池模型试验时已发现在17节以上航速时兴波与总阻力都明显下降,使该船可突破设计要求的30节航速。在海上试验中测得平静海面时最大航速为31.5节,三级海况时保持31节,纵横摇小于0.5°,五级海况(风速25节,浪高3米)时保持30.5节,纵横摇小于1.5°-2°。可持续在高海况下任意浪向安全高速航行,失速不大于2节。曾专门组织有关人员在五级海况条件下与另外二艘常规舰艇作同海区、同浪向的对比适航性试验,其排水量、主机功率均大于“司莱斯"号,但适航性远不如“司莱斯"。该船在50吨有效负载和30节航速下航程可达400海里。而且即使在5级海况下上述性能都可保证。该船已按美国海岸警备队USCG
Subch.T来检验入级。
图2 “司莱斯"号小水线面四体船的一些性能曲线图(略)
美国海军试用该船作为监测雷达的海上平台,执行跟踪火箭飞行试验任务;美国海军陆战队试用模拟无人驾驶飞机进行广泛地区无人响应海上补给作业的海上平台,都取得圆满成功。这证明该船适航性、快速性、操纵性都很优越。在试航期间,该船只配2名船员和4名组织试验的军官,在海上都在驾驶室里。美国海军还邀31个国家的海军武官来夏威夷参观“司莱斯"号在风浪中航行的演示,声称是为21世纪军民船舶市场开发出的新一代革命性高技术船,确实给各国海军代表留下一个小型、高速、平稳、实用、经济的多功能船的深刻印象。
在“司莱斯"号已取得成果的基础上,洛克希德·马丁集团继续新的研究试验,如1998年把“司莱斯"号的四支柱四下体水下结构改为五支柱五下体式。增加一个中间下体,用以加装一套推进装置,争取提高航速并扩大排水量与有效负载。还用中下体装6000马力燃气轮机,大修时从中支柱可吊出,左右前下体中装1000马力柴油机,形成燃柴联合动力推进系统。下体舱容是以在船内进行柴油机拆修为原则的,原4个下体平均排水量各45吨,中央下体至少可加30吨有效负载(除去自重),使“司莱斯"号改为客船时原设计为250客位,可增加到400客位,或增加燃油延长航程,是一种冗余备用设计储备。还有一个研究设想是把“司莱斯"号的两个前下体中的推进装置取消,使整船成为非自航而自稳的平台,由可自航的同型“司莱斯"号牵连拖航,用以增加整体甲板面积和装载能力。“司莱斯"的这些课题设想都是开拓而新颖的,世人将拭目以待。
“司莱斯"号多功能公务船,1999年从夏威夷航渡到旧金山和圣迭戈,其间由海军与海军陆战队对它组织多项海上垂直补给等扩大试验,进一步显示它所具有的多功能特征。在金山湾内又组织向有关水上客运公司表演其做为旅客快速渡船的优秀性能。
回顾该船是由洛克希德·马丁集团按美国海军研究署(ONR)的先进技术演示开发计划(ATD)和投资,从1993年起开始了研究设计模型试验工作,其试制建造工作则由夏威夷太平洋海事服务公司承担,并与1994年末在其珍珠港船厂41号船台上开工建造,两个公司签订了合作协议。因为太平洋海事服务公司下属的纳夫台克船舶公司曾于1990年和1993年先后完成设计建造了两艘旅游观光用的小水线面船,交付给夏威夷的皇家游船公司投入营运,分别被命名为“纳夫台克-1"号和“纳夫台克-2"号,分别为载430客,18节,43.0米长和载150客,23节,25米长的船,该公司成为美国著名的小水线面船的开发研制单位。在参予“司莱斯"号合作设计建造中充分发挥了其太平洋海事服务公司设计、建造、营运统筹的小水线面船舶专业技术特长。根据小水线面船在军用和民用方面都可能有广泛的应用,两个公司协议中曾明确洛克希德·马丁集团保有军用和政府公务用船的市场,而太平洋海事公司则保有商船经营权。该船开发总投资约为1430-1450万美元。美国有关媒介认为,比起其它国防上亿美元的投资项目,这个千万级美元的投资是有限的,却获得军民共享的技术成果。从1993年起概念设计,1995年末开工,1996年11月下水,到1997年完成建造开始试航,共花四年时间,进展颇为迅速。1998-1999年间继续进行扩大的功能试验中包括军转民的试验,并且宣布若以此平台建造为300座旅客渡船需800-1000万美元,与常规渡船造价不相上下。有人预测不久可乘此类型的渡船从纽约长岛到大西洋曼哈顿或到泽西岸滩去,不少水上客运公司都在跃跃欲试。
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