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四、日本持续稳定地发展小水线面双体船

张鑫 郑明


1发展三类市场
  日本三井造船株式会社(以下简称三井)早在1970年就跟踪世界小水线面双体船的技术研究。1975-1976年间开展商业实用可行性研究后,在1977年得到日本造船机械发展协会支持,试制出“海上能手”号试验艇,进一步开展实船营运试验及改进,并确定开拓岸岛间客运、海上作业及旅游观光三类市场。
  第一类市场实用船是在1979-1981年间建成并做过扩大试验的世界上第一艘“海鸥”号446客位高速小水线面双体旅客渡船。船主为东海汽船公司,用于岸岛间定期航线(东京热海-大岛)。1989-1995年先后建成SSC40型“海鸥2”号410客位和中型SSC30型“宇宙”号96客位的小水线面双体旅客交通船。“宇宙”号的船东是纳维克斯技术贸易公司,用于经营海洋石油产业的交通补给。目前还在论证开发400客位、62辆车的高速车客渡船。第二类市场实用船是在1981年由三井和三菱造船公司分别建造而基本同型的“轻骑”和“大鸟”号水文观测船,分别交付给运输省第四和第三港湾建设局。1985年开发出“海洋”号大型海洋考察和潜水工作船,交付给日本海洋科学技术中心;之后又转向军用,但仍属海上作业。1990-1991年与美国同步建造2艘性能基本相似的水声监听船“音响”和“滨名”号,其水声监测设备从美国引进。第三类市场实用船是在1985-1987年间先后开发出SSC15型“浪花海务”和“阳光海务”号小型海上游艇,配有电脑控制船舶运动姿态系统,经过长航试用,交付给日本高尔夫促进公司;1989-1991年又先后推出扩大的SSC20型海上多功能游船“皇后湾”、“戴安挪”、“星光湾”号,交付给东京湾船务公司,分别在东京湾、大阪湾等供海湾观光游览或执行港监公务。
  20多年来,日本共建造9型14艘小水线面双体船。各型船的性能,可参见下表。开发的规模仅次于美国,研制和应用在世界上都处于领先地位。
2技术路线与特点
  日本造船界对小水线面双体船这一新的高性能船型,坚持积极、稳妥、实用的开发方针,采取了试制、试用、再营运、再开发的步骤。从70年代到90年代分为1977-1981年,1985-1991年及1995年以后三个阶段,每个阶段都不断研制开发出新船。有计划地在1982-1984年、1992-1994年两个阶段里没造新船而着重于从设计、技术和营运、商务方面进行总结提高,比较注意高新科学技术在经济方面的价值与效益,走高科技产业化道路;为一种新船型在未来海上船舶市场中占有合理的需求份额反复进行科学的分析判断,承认并理解需要相当一段投资转化效益的周期。在早期曾由三井、三菱两家公司开发,后来只由三井一家独揽,可能也是基于投资效益方面的考虑。与美国开发小水线面船走了多家全面开花,经过竞争优化,逐步收缩形成几个权威单位和苏俄开发地效翼船技术全集中在一、二家,但研制多型,只有少数在试用,完全是为军事用途的国家投资行为而未着眼于市场开发相比较,日本采取了迥然不同的第三种发展道路,是投入较少,效益较高的道路。
  日本的小水线面双体船几乎全都采用双支柱、双下体的船型,发展前期船体结构材料试用过铝、钢和玻璃钢等,90年代后百吨级船全用铝合金,而千吨级船则仍用钢材为主结构,上层建筑也用铝合金。开发中基本上从小型逐步大型化,从低速逐步高速化。动力传动方式区分不同情况采用直角或直线、斜线式,推进装置在中小型船上多为柴油机带动定距螺旋桨,在大型船上多用电力推进,并为适应海上工程或考察作业时的不同航速要求而采用变距螺旋桨。一般在下体内侧前后各配有一对稳定鳍。运动姿态控制从手动到自动化,从鳍控到稳定鳍与调整压载水舱综合控制。整个技术发展是积极开创又循序渐进的。
  日本媒介报道中一再宣传小水线面双体船具有优异的耐波性,但具体参数披露很少。SSC15型“浪花海务”号游艇是15米长的小型船,在向日本西海岸860小时长航试验中曾经受过4.5米的大浪。SSC30型“宇宙”号交通船据称能保证在日本九州关门港沿海区浪高3.0米(相当于5级海况以下)风速20米/秒(相当于8级风)的海况下正常航行,在浪高2.0-2.5米左右时(相当4级海况)保证乘座舒适。SSC40型“海鸥2”号高速旅客渡船在东京热海至大岛的航线上当浪高2.5-3.5米时,能保持最高航速,而“海鸥”号高速旅客渡船在同样航线上经1982-1984年三年统计,晕船率平均值仅为0.66%,最高时仅为1%,是同一航线上常规高速船的1/7;出航率则接近100%,最大风浪期间仍达到90%以上。看来耐波性确实大有改善。
  小水线面双体船型适宜做海上工程、考察、监测等作业。200吨级的“轻骑”或“大鸟”号水文观测船上拥有宽敞的舱容和甲板,上面布置有海洋观测设备、水文观测设备、气象观测设备、水道测量设备、水质取样测定分析装置、地质探测取样分析装置、水下电视摄像装置和数据采集分析系统等完整齐全的设备和试验室,也有微波及劳兰等无线电定位及通信系统。而在3000吨级的“海洋”号上,配置更周全,在船中部有月井和可吊放的深潜减压器;甲板上还有减压罐舱、潜水工作控制装置、动力定位系统(包括专用电罗经、探测定位声呐、无线电定位设备、回音测深仪、多卜勒声速计程仪、风向仪等成套装置)、艏艉部侧推装置、多狭波束水声测定系统、精密导航系统等工作舱室和部位;工作区还有中央指挥舱、会议室、干式、湿式研究试验室;生活区包含有船长、机电长、正副首席科学家等单人住舱、其它人员住舱和医务室;甲板上还布置有多种绞车、吊车、工作艇、救生艇等,驾驶室顶平台可接受直升机的空中补给。这型船与常规船相比,是既平稳又宽裕的海上工作平台。
  在载客容量与总吨、吃水的关系上,40客位的SSC20型船总吨约为40吨,吃水为1.6米;96客位的SSC30型船总吨约140吨,吃水为2.4米;400客位的SSC40型船总吨为560吨,吃水在3.5米以下。200吨级的水文观测船采用钢质主船体,铝质上层建筑,吃水都在3.5米以下。看来日本对小水线面双体船吃水较深的特点是非常重视并予以控制的。
  日本小水线面双体船中千吨级的航速都在13节以下;百吨级及更小的多在20节以下,仅有“海鸥2号”超过30节。这表明日本已基本突破小水线面双体船的高速化的技术,但又注意控制航速以追求经济实用。
  日本开发小水线面双体船的历史、技术路线和特点,对我国是很有启示和借鉴意义的。

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