游艇的艇型設(shè)計(jì)

游艇艇型的優(yōu)劣

究竟如何來判斷兩種不同艇型的游艇孰優(yōu)孰劣呢?我們可用一個(gè)衡量指標(biāo)--運(yùn)送效率（transport efficiency）E_T來做出判斷。該運(yùn)送效率考慮了艇的排水量、航速及推動(dòng)該艇所需要的功率，表示成：

游艇的E_T越高，代表此艇的總體性能越好，反之則越差。

下圖為運(yùn)送效率的曲線圖，體積弗勞德數(shù)F_v在0.9-1.9時(shí)，圓舭型艇效率最優(yōu)；速度更高時(shí)，尖舭型艇表現(xiàn)更好；低速航行下，雙體型艇不適用。圖中曲線為各艇型的理想運(yùn)送效率，實(shí)際設(shè)計(jì)因不追求極致性能，效率有限。新設(shè)計(jì)游艇若達(dá)理想效率的75%已屬優(yōu)秀，一般不宜低于60%。

運(yùn)送效率的曲線示意圖

艇型的分類

1.圓舭型艇

圓舭型艇主要指連接艇底和艇邊的舭部呈圓弧形的艇。該型艇在高速航行時(shí)舭部可能產(chǎn)生負(fù)壓力。其典型的剖面形狀如圖：

典型的圓舭型剖面形狀示意圖

2.尖舭型艇

尖舭型艇的艇底和艇邊之間有一明顯的尖舭連續(xù)貫穿全艇。該尖舭的主要功能是促使水流從舭部盡快分離。其典型的剖面形狀如下圖：

典型的尖舭型剖面形狀示意圖

另外一種較常見的尖舭型艇為雙舭型艇。有上下兩個(gè)尖舭連續(xù)貫穿全艇，下舭一般較窄，航行時(shí)的長寬比較大，可降低中低速、中速下艇的阻力，也可改進(jìn)艇在波浪中的適航性能；上舭較寬，可改善低速下的橫穩(wěn)性。其典型的剖面形狀如下圖：

典型的多舭型剖面形狀示意圖

尖舭型艇又有普通V形和深V形之分，它們的區(qū)別主要是舭部斜升角β不同，后者的舭部斜升角β更大一些，我們一般把舭部斜升角β大于20°的艇稱為深V形艇，這種艇具有良好的適航性能，非常適合于海上航行，但在靜水中阻力較大。下圖為普通V形和深V形艇剖面形狀示意圖：

普通V形和深V形艇剖面形狀示意圖

3.混合型艇

混合型艇由圓舭型艇和尖舭型艇“雜交”而成，主要有兩種混合方式。其一，艇首部類似圓舭型，向艉部過渡時(shí)舭部圓弧半徑漸小，艉部變?yōu)榧怍?，可避免高速艉部下陷，增?qiáng)航向穩(wěn)定性，常用于優(yōu)化高速圓舭型艇性能；其二，艇首尖舭向后漸變?yōu)閳A舭，能提升航向與動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。

各類艇型性能比較

1.靜水阻力

圓艇、尖艇、雙舭形艇阻力的比較示意圖

在中低速迎浪航行時(shí)，等長的圓舭型和尖舭型艇適航性相近；順浪或艉斜浪中，尖舭型艇表現(xiàn)更優(yōu)；橫浪靜止或低速航行時(shí)，尖舭型艇橫搖阻尼大、橫搖小，且因底部平坦便于安裝減搖裝置。下圖為圓艇、尖艇、雙舭形艇阻尼的比較示意圖：

圓艇、尖艇、雙舭形艇阻尼的比較示意圖

順浪且艇速接近波速時(shí)，圓舭型艇易甩橫。此外，尖舭型艇在濕性方面始終占優(yōu)。

3.承載能力

當(dāng)游艇的長度相等時(shí)，尖舭型艇的承載能力更大，超載后吃水變化也較小。

4.其他

當(dāng)游艇在中高速航行時(shí)，尖舭型艇的航向穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性都優(yōu)于圓舭型艇。

艇型的選擇

艇型的選擇沒有一個(gè)固定的標(biāo)準(zhǔn)，可根據(jù)客戶的要求并參照下表--兩種艇型的選擇參考表選擇。

兩種艇型的選擇參考表示意圖

從上表中可看出，設(shè)計(jì)側(cè)重低速靜水阻力或運(yùn)送效率，圓舭型艇最佳；速度較高、追求動(dòng)態(tài)與航向穩(wěn)定性時(shí)，尖舭型艇更優(yōu)。弗勞德數(shù)F_L≤0.4選圓舭型，F_L>1.1選尖舭型，0.4<F_L<1.1則需綜合其他因素抉擇。