按艇体数量和构造分类

第五节　按艇体数量和构造分类

游艇按艇体数量可区分为单体、双体和多体艇。每类艇体又可按构造分为若干品种……

一、单体艇

单体艇是最为常见的船型。顾名思义，它只有一个艇体，但按其构造特征又可区分为无断级艇、单断级艇和多断级艇。

（一）无断级艇

无断级艇艇体水下线形（条）光顺流畅，绝大部分排水型船、半排水型（圆舭型）船体都属于这种类型（图3-30）。

图3-30　光顺流畅的无断级艇体线形^［12］

即便是滑行艇体，绝大多数艇也采用无断级型。早期英美的鱼雷艇艇体是从赛艇演变来的，采用过断级型艇体。这种艇体虽然能在平静水面上高速行驶，但在风浪中的性能变差，严重的颠簸引起减速，其性能反而不及无断级艇。因此，战后英美等国对无断级艇进行了更多研究，发展成一种较为理想的游艇船型。休闲型游艇的速度极大部分落入中低速艇范畴，使用不带断阶的高速圆舭型艇体为宜，这种艇体适用的速度范围广，风浪中的性能也较为理想。艇体的前部若设置一些纵向棱条，则风浪中的性能更为理想。

（二）断级艇

在一些赛艇和高速运动艇上，断级艇有一定市场。

对于需要达到高速的运动型游艇来说，大都采用折角型滑行艇体。在纵长方向设有断阶的，称为断级艇。在第二次世界大战中，英美的鱼雷艇多为单断级艇。一些赛艇为了达到超高速，有采用二到三个断阶的，称为多断级艇。当风平浪静时，为了达到高速，断级艇呈现出优势。但它在风浪中的性能不理想，所以普及型家庭游艇上很少采用。此外，断级艇在低速时的阻力性能较差，因此不宜在速度要求不高的游艇上使用。

艇底上的断阶一般设置在艇体中部位置。如果是单断级艇，断阶前后就形成两个滑行面：一个在断阶前面；另一个在后部紧靠尾板处。如图3-31中阴影部分所示，滑行面上产生的动举力把艇抬出水面，只有一小部分艇体的容积仍旧留在水中。这样，艇就支承在两个面积很小的滑行面上，姿态很稳定，减少了艇体前后摇晃（纵摇）的不稳定运动，这对于高速航行来说十分有利。断阶的高度虽则不大，但仍有一小部分艇底露出水面，从而减少了艇底接触水的面积，摩擦阻力也相应减少。与此同时，断阶产生的空隙很容易吸入空气，在这里产生水和空气的混合物，这种泡沫状的水汽混合物被水流带向后方，产生润滑作用，它也能减小后部滑行面上水流的摩擦阻力。艇运动时的摩擦阻力在高速阶段占有相当大的成分，这部分阻力的减小意味着航速的进一步提高。这就是断级艇在速度提高时减阻增速的机理。

图3-31　断级艇的滑行面

图3-32展示一艘实用艇的底部形状。图中下半部分把艇底朝上翻了过来，显示它是一艘多断级艇，在中部有两个纵向断阶，加上尾部的断阶，形成了3个滑行面。据说此艇发挥全功率时，航速可达到70kn。

图3-32　多断级艇艇底形状

近年来，这种结构形式在一些超高速艇上得到了推广。它的优点就是利用了空气润滑原理来实现减阻，如图3-33所示，艇的两侧开有进气槽，空气通过这些槽进入纵向断阶的空腔内，产生空气润滑。相比于无断级艇，产生同样的举力，总的浸湿面积可以减小，有利于航行姿态稳定和减阻。

图3-33　多断级艇产生空气润滑的原理

二、双体艇

对于中低速游艇来说，双体艇的减阻效果明显，所以近年来得到了较多的应用。图3-34中的Venturer 44双体游艇就是一个应用例子。

图3-34　Venturer 44双体游艇

双体艇，顾名思义有两个艇体组成，好像一个艇体被切成两个半片，称为“片体”。上面用连接桥连接起来就成了一艘完整的艇。双体艇带来的另两个显著优点是甲板面积增加和横稳性提高。

双体艇的种类也很多。两个片体形状有对称的和非对称的，而且以非对称的居多。一些双体艇连接桥的底面接触水面，就演变成双体槽道艇，多出现在高速艇上。槽道艇在低速时，连接桥底部浸沉在水中，如同排水船一样航行。当艇逐渐加速时，槽道底部的滑行面开始起作用，帮助艇提前起飞（滑）。速度提高后，槽道的底部逐渐离开水面，减少了水的摩擦阻力。有的槽道艇即便高速时，离开水表面的距离很小，依靠前面灌入的空气产生空气润滑作用，并以此来降低艇的阻力。图3-35为一艘双体槽道艇的艇体形状。图中画出了一条高速航行时的水线位置，可见即便是在高速时，槽道的底部也贴近水面，从前方灌入的空气在这个很小的间隙中形成气垫，对于在波浪中减小拍击和缓冲升沉运动起到了很好的效果。

图3-35　双体槽道艇的艇体形状

双体槽道艇适合做高速艇，它与单体高速艇比较，有如下的优点：较好的耐波性、良好的操纵性、突出的稳性和超载性能。

双体艇的两个艇体也有做成长短不对称形式的，例如我国建造的“亚洲女士”号超级游艇就采用了长短不对称的双体船形式（图3-36）。从图中可以看到，它的主船体较长，承担着全船载荷的主要部分，而副船体较短，只起了一个支点和稳定器的作用。

图3-36　“亚洲女士”号不对称双体游艇

三、多体艇

多体艇中常见的为三体艇，但使用于实际游艇的例子还不多，图3-37为一艘概念性实验艇。它的名字叫“Earthrace”号，是一艘环保概念的实验艇，但它刷新了动力船艇环球航海的纪录。

图3-37　“Earthrace”号环保概念实验艇^［2］

Earthrace号诞生于2005年2月，由Craig Loomes Design Group设计、奥克兰的Calibre Boats公司建造。它总长24m，船宽8.0m，可加载12 000L燃料，净重14t，总载重26t，采用高科技碳纤维复合材料做艇体。动力为两台540hp Cummins MerCruiser柴油机，它们只燃烧由动物脂肪制成的新型生物油料，因此100%不产生二氧化碳。这些柴油机驱动4个螺旋桨，最高时速40kn。配备Marselli驾驶系统、北极星雷达、Navman自动驾驶系统以及VHF、ICOM手持无线电，另外还有Fusion立体声系统。

Earthrace号已经在海上“漂泊”了两年半，同200多只鲸鱼、鲨鱼、海龟等海洋生物亲密接触。它的外表绝对超乎想象，很多人第一眼就被它吸引住了，说它是世界上最具视觉冲击力的船艇之一，一点都不过分。

三体船的主体（中间船体）是一个狭长的穿浪型艇体，船体后段两侧各有一个稍短一些的狭长浮舟。在高速航行时，狭长的中间船体能大幅度降低水的阻力，顺利将水面切开。在面对涌浪或大浪时，尖削的首部能顺利破浪前进，并将船体的纵向摇动降至最低。两个边侧浮舟扮演着横向稳定器的角色。

在多体艇家族中值得一提的还有三体槽道消波艇。图3-38是一艘三体槽道游艇的横剖面线型图。从图中可见3个艇体连成一个宽体，形成“M”形艇底构造。三体之间形成2个喇叭口似的向上凸的弧形槽道。除了空气润滑减阻作用外，航行时高速气流进入槽道内形成气垫，产生附加升力和减缓拍击。

图3-38　三体消波槽道艇横剖面线型图

这种艇的另一个优点是两侧的侧壁减小了艇航行产生的波浪，故称为消波型艇体。常规的单体高速艇在内河中航行时，产生的巨大波浪有时会浪翻附近航行的小船，即便不浪翻，那种航行浪引起的剧烈摇晃也导致恶劣影响，尤其在狭窄的河道中更是如此。因此在内河航道中应当推广这种三体消波船型。