我国大陆FRP船厂建造FRP船从小到大,从仿制到自己设计建造,从简易到豪华,至今已有二十多年的历史了。发展还是快的,形势也是喜人的,但也存在一些问题和误区,就本人从一些产品情况来看,存在的问题初步分析有下列几点:

一、搞船舶技术的人都能设计FRP船。当然搞船舶设计与制造的人,对船是熟悉和了解的。一般的船都能设计,但能对FRP高速船能否设计得好,还是个问题。譬如,

FRP船重量轻于同样尺度的钢船,这对整个船的重量重心及稳性都有不同程度影响;

对于小艇而言,如四人艇乘客如全站立,足以使重心升高250300mm,一人坐在舷侧,可能会引起大于10º的倾斜;

船体结构一般不会像钢船一样使用角钢、工型钢、T型材或槽钢等,而大多数使用帽型结构;

使用的材料和建造工艺的多样化,不像钢船那样单纯;

FRP船除一些军用艇和特殊要求的船艇外,一艘船长不超过40m,这样的小艇如何充分利用内部空间,又如何充分利用内部布置以增强整个船体的刚性,这与大船截然不同;

高速航行时,船体所受的外力分析(均布载负与局部载荷)与结构加强措施;

船体抗沉性措施;

FRP船固化后的整体收缩变形,等等差异。这些都是一般船舶设计人员必需认真考虑的。所以说一般船舶设计人员要设计好FRP船,还在有一个重新学习研究和磨合过程,不是一般船设计人员一下子就能搞好的。

二、低速船的阴影。这反映在船型设计上,因为FRP材料的重量轻,比强度大,是适合于高速小船的建造。现在我看到的一些高速船从其船型来说,离不开低速船的框框。低速船为了安装直径较大的螺旋桨,船尾龙骨都升高。在对于高速船来说,尾部升高为一大忌,这会使航行纵倾角过大,阻力升高较为明显。现在我看到过一些较大的FRP船在4#理论站向艉部分龙骨都有升高,这对高速船来讲是不合适的,当然最后可以用压浪板来调整航态,但总的讲对船速是不够有利的。

三、船体的长宽比相对于一般船体来说要小一些,因为FRP船多为V型船体,长宽比小,即船宽相对讲要大一些。对船底板能提供的升力较大。亦即高速航行时阻力相对减小,有利于速度提高。但我看到有些较大的FRP高速船L/B66以上,未免大了些。

四、对航行区域所使用的何种V型模糊不清,以致在风浪大的水域也用浅V型的上拱曲线型船底,这种艇在A级和沿海、遮蔽水域是不适用的,现在总认为只要船不沉不翻,在任何水域都可适用,这是错误的。从航行水域的气象水文条件,选用浅V还是深V,是应该讲究的,这就是高速船的适航性问题。


五、现在的FRP船,为了安装合适的螺旋桨与主机匹配,一般都采用了隧道,对于BC级航区,有问题也不是很大,因为这些都是波长较小的宽谱短峰不规则波,但在海上或A级航区遇到较大风浪时,易产生螺旋桨吸气和隧道拍击情况。对深V型双桨船体情况还好些,但对浅V型船情况就不一样了,后果可能要严重些。不管是从船体运动,还是从船体强度考虑都是不利的,再者从隧道的横截面形状及纵向变化规律,隧道的长度、隧道顶离水面的高度、以及隧道出口形状等等,与一般船的隧道设计应有所差异,而现在我们高速船的隧道完全按以往船的设计是不太合适的。

六、现在有些FRP的V型高速船,长宽比较大,还安装了立龙骨并延伸到船尾形成呆木结构,这是不合适的。呆木的作用是进坞和增加航向稳定性。在一些游艇上因其长宽比小,航向稳定性可能不使人满意而附加这装置,对于我们这种L/B较大的V型船体显然是不合适的,而且会使船重量增加、阻力增大。

七、我们一些FRP的V型艇上,在船全长的中部还装上防摇龙骨。当然对于U型船体通常都装上了这种防摇装置,且要按舭部流线安装,最好有流谱试验结果。但对于V型船来说大可不必,因为折角就已增大了横摇的阻尼力系数和附连水重量,相对而言,摇摆是不会很大的,比U型艇小得多,从提高升力来说,因为在船中部,这块板与来流的迎角很小,其尾端还可能有负迎角,所以升力不会很大,而且与其产生的阻力比较,很有可能造成得不偿失。而且与第项一样,还增加了船体重量和制造工艺的复杂性,我认为是不可取的,如有这样的设计需要,应三思而后行为好。按中速艇统计,重量增加10%,航速减小7%,可见重量增加影响之大了。

八、斜升角的纵向变化与折角线。对于40~50km/h以下船来说,按现在船型,配之以压浪板还说得过去,但在50~60km/h以上,必须要小心了。仿国外快艇设计的还好,如自己设计,必须要考虑斜升角的纵向分布,尤其是船后部的船底斜升角的扭曲度和扭曲长度,因为这要考虑到高速时的纵向稳定性和在随浪中的失操。折角线在首端应有总长约20%的折角线长度在水面上,且不能出现S型以防高速时钻浪。

以上仅为本人看到的船型设计上的一些问题,当然设计好的线型也有,但不多,总的讲,可以看到在设计人员方面对于高速船水动力特性了解的还不够多、不够广、不够深,以及在线型设计中免不了使出现的问题多一些,造成航态不佳,阻力偏大,以及在波浪上运动偏于激烈,结构易损等,造成一些如能源等不必要的浪费。所以本人认为对于特定目的与航区的船艇,在选型和型线设计中还是慎重些为好。


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