科普求教：单体和双体船的总阻力的比较问题

这不是阻力大小的问题。双体或者多体船貌似目前在船体连接部分强度上还有些问题，不能造的太大，而且抗沉性不如单体船。

我想知道的问题就主要是，多体船在阻力方面和单体的比较。不关心具体的建造结构问题，因为如果双体不好，可以搞三体以上的等等。（当然，我也了解些在适航性能方面，双体或多体船的各自优缺点，即便了解的也不完全。）

在此只就阻力的问题请教。我想知道的是在相同排水量和船体长度的情况下，舰船航行总阻力随船体数目增多而发生的一些变化的大致规律。不知道，是否有这方面的大致经验或结论。

－－－－－－－－－－－－
补充：关于抗沉性不如单体船，这个好像只限于双体船吧？以一个大船体为主船身的多体船型好像未必都有此问题。

BACK阿斯兰 发表于 2011-6-30 14:37
这不是阻力大小的问题。双体或者多体船貌似目前在船体连接部分强度上还有些问题，不能造的太大，而且抗沉性 ...

我想知道的问题就主要是，多体船在阻力方面和单体的比较。不关心具体的建造结构问题，因为如果双体不好，可以搞三体以上的等等。（当然，我也了解些在适航性能方面，双体或多体船的各自优缺点，即便了解的也不完全。）

在此只就阻力的问题请教。我想知道的是在相同排水量和船体长度的情况下，舰船航行总阻力随船体数目增多而发生的一些变化的大致规律。不知道，是否有这方面的大致经验或结论。

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补充：关于抗沉性不如单体船，这个好像只限于双体船吧？以一个大船体为主船身的多体船型好像未必都有此问题。

本想就1楼说的一句，“多体船抗沉性不如单体船”，去查资料。不过这里刚查到一篇“多体船破舱稳性研究 ”的论文，这里记录下其连接，以备后用。

多体船破舱稳性研究 ：http://wenku.baidu.com/view/239eb2d326fff705cc170abb.html

我想知道的问题就主要是，多体船在阻力方面和单体的比较。不关心具体的建造结构问题，因为如果双体不好 ...
多体船实用的貌似最多也就到3体，再多的话结构过于复杂了。像航母这样的大型船舶，当处巡航速度时，其船长傅汝德数也只是在0.2左右，摩擦阻力影响还是相当大的，增加片体引起的湿表面积增大从而使摩擦阻力上升可能会抵消掉减少的兴波阻力，这也许是另一个原因。

先简单回复，有此思路的逻辑来源。做多体航母的想法是针对中小型的区域型航母，目标不是全球性的远洋作战，而是能在离开本土不超过1500到3500海里范围以内，针对中等以下威胁的中近洋巡逻和作战。而且通过小而多的规模替代大而少的规模，这也是美军针对现代作战特点的一个还在探究的思路。在某国所面临的本土海洋权益来说，其实也有类似的需求可能。而且此中小型的为常规航母，在上述目标的区域巡逻和作战，使用常规的风险和代价相对小很多。

本人仔细思考过。针对中小型的问题，主要的问题是甲板狭小，而不是长度。就是330米的超级航母的降落跑道的长度，一般就在210至235米范围。这样只要布局合理，即便是中小型航母也能保证。这样，只要解决狭窄的问题，即便是中小型的航母也能从容的使用固定翼预警机。

多船体的好处就是容易解决宽度、提高航母机动时的平稳性能，还有就是提高高速能力。为何需要高速呢？理由有二，一是快速部署，二是减小潜艇鱼雷攻击的威胁性。

这样，即便在相同的总阻力的情况下，多体就比单体来的优越。

BACK阿斯兰 发表于 2011-7-2 00:10
多体船实用的貌似最多也就到3体，再多的话结构过于复杂了。像航母这样的大型船舶，当处巡航速度时，其船长 ...

先简单回复，有此思路的逻辑来源。做多体航母的想法是针对中小型的区域型航母，目标不是全球性的远洋作战，而是能在离开本土不超过1500到3500海里范围以内，针对中等以下威胁的中近洋巡逻和作战。而且通过小而多的规模替代大而少的规模，这也是美军针对现代作战特点的一个还在探究的思路。在某国所面临的本土海洋权益来说，其实也有类似的需求可能。而且此中小型的为常规航母，在上述目标的区域巡逻和作战，使用常规的风险和代价相对小很多。

本人仔细思考过。针对中小型的问题，主要的问题是甲板狭小，而不是长度。就是330米的超级航母的降落跑道的长度，一般就在210至235米范围。这样只要布局合理，即便是中小型航母也能保证。这样，只要解决狭窄的问题，即便是中小型的航母也能从容的使用固定翼预警机。

多船体的好处就是容易解决宽度、提高航母机动时的平稳性能，还有就是提高高速能力。为何需要高速呢？理由有二，一是快速部署，二是减小潜艇鱼雷攻击的威胁性。

这样，即便在相同的总阻力的情况下，多体就比单体来的优越。

先简单回复，有此思路的逻辑来源。做多体航母的想法是针对中小型的区域型航母，目标不是全球性的远洋作 ...
工程上的事应该不是只靠理论来分析的。双体船的抗沉性差，三体船作为战斗舰艇最大的也就独立号了，船体再多的还都只是概念。这说明多体船的发展肯定受到工程技术上的很大限制。
另外，你说的利用中小型常规航母，航速却又保持高速，自持力太差。而且护航舰队要想跟上航母会比较困难。至于中型航母上预警机，参考戴高乐。

工程上造大型多体船只，应该不是问题，我后面给你举例。你说的独立号，那个是铝制船，当然是目前最大的三体船，这个没错，但是部分原因只是三体船还比较新的概念而已。就工程上来说，造大型双体船的工程难度应当比三体船大，因为分船体间的跨度更大，应力问题更加严重。如果造大型的双船体是可行的，那么三体乃至多体，所面临的工程难度就小的多。
目前，我所知道的最大的双体船，不确切点说是双体船小水线面船是欧洲造的豪华邮轮(Diamond Radisson)。此船现在目前到了中国的手里，是由于其原船东应运问题出卖的，被香港的船商购买，改名为“亚洲之星”，可能是用于港台等地间的旅游。此船总长129.5米，宽32米，吃水8米，排水量11,740吨，载客量354人，航速12.5海里。看看下面那些图，可基本确定，工程技术方面应该不存在不可逾越的问题。

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2011-7-2 14:48 上传

如果要回避双体船的抗沉性差问题，那么就往三体以上的考虑就是了。

关于高航速和自持力的矛盾，这本来就是如何根据具体航路，规划燃料使用的问题。有具体需求时，才会使用最高航速，比如机动规避、快速通过潜艇伏击区等等。要是快速部署，且要考虑伴随舰艇时，那么就开伴随舰艇的最大航速呗。这些根本不需要在此讨论，那都是舰队指挥的问题。

戴高乐的问题恰恰就是受其单体船身的限制的缘故，甲板仍旧狭小，飞行甲板布局不够好，e-2刚刚勉强能用上。
通过用多体船身，容易让中小型航母的飞行甲板多数段都达到超级航母的70米以上的宽度。这样作战的效率就能大大提高，有可能实现类似超级航母一边起飞战机，一边接收战机降落的能力。

BACK阿斯兰 发表于 2011-7-2 09:47
工程上的事应该不是只靠理论来分析的。双体船的抗沉性差，三体船作为战斗舰艇最大的也就独立号了，船体再 ...

工程上造大型多体船只，应该不是问题，我后面给你举例。你说的独立号，那个是铝制船，当然是目前最大的三体船，这个没错，但是部分原因只是三体船还比较新的概念而已。就工程上来说，造大型双体船的工程难度应当比三体船大，因为分船体间的跨度更大，应力问题更加严重。如果造大型的双船体是可行的，那么三体乃至多体，所面临的工程难度就小的多。
目前，我所知道的最大的双体船，不确切点说是双体船小水线面船是欧洲造的豪华邮轮(Diamond Radisson)。此船现在目前到了中国的手里，是由于其原船东应运问题出卖的，被香港的船商购买，改名为“亚洲之星”，可能是用于港台等地间的旅游。此船总长129.5米，宽32米，吃水8米，排水量11,740吨，载客量354人，航速12.5海里。看看下面那些图，可基本确定，工程技术方面应该不存在不可逾越的问题。

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如果要回避双体船的抗沉性差问题，那么就往三体以上的考虑就是了。

关于高航速和自持力的矛盾，这本来就是如何根据具体航路，规划燃料使用的问题。有具体需求时，才会使用最高航速，比如机动规避、快速通过潜艇伏击区等等。要是快速部署，且要考虑伴随舰艇时，那么就开伴随舰艇的最大航速呗。这些根本不需要在此讨论，那都是舰队指挥的问题。

戴高乐的问题恰恰就是受其单体船身的限制的缘故，甲板仍旧狭小，飞行甲板布局不够好，e-2刚刚勉强能用上。
通过用多体船身，容易让中小型航母的飞行甲板多数段都达到超级航母的70米以上的宽度。这样作战的效率就能大大提高，有可能实现类似超级航母一边起飞战机，一边接收战机降落的能力。

这么好的问题，也被悲剧了，楼主情何以堪呀

补充：这里以由CVN－78甲板图所简单修改的一张中小型多体航母的飞行甲板布局假想图作示范，以具体我在6楼和8楼所说的，



和

...
戴高乐的问题恰恰就是受其单体船身的限制的缘故，甲板仍旧狭小，飞行甲板布局不够好，e-2刚刚勉强能用上。
通过用多体船身，容易让中小型航母的飞行甲板多数段都达到超级航母的70米以上的宽度。这样作战的效率就能大大提高，有可能实现类似超级航母一边起飞战机，一边接收战机降落的能力。

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2011-7-3 13:14 上传

这个假想的多体航母的飞行甲板的大致尺寸，那么就是：长258米，宽76米。

这样，通过多体船的构造，就使得一艘4、5万吨的中型航母，能具备等同于10万吨级超级航母近乎80%的飞行甲板面积，以及78%的作战效能。

BACK阿斯兰 发表于 2011-7-2 09:47
...

补充：这里以由CVN－78甲板图所简单修改的一张中小型多体航母的飞行甲板布局假想图作示范，以具体我在6楼和8楼所说的，

... 主要的问题是甲板狭小，而不是长度。就是330米的超级航母的降落跑道的长度，一般就在210至235米范围。这样只要布局合理，即便是中小型航母也能保证。这样，只要解决狭窄的问题，即便是中小型的航母也能从容的使用固定翼预警机。...

和

...
戴高乐的问题恰恰就是受其单体船身的限制的缘故，甲板仍旧狭小，飞行甲板布局不够好，e-2刚刚勉强能用上。
通过用多体船身，容易让中小型航母的飞行甲板多数段都达到超级航母的70米以上的宽度。这样作战的效率就能大大提高，有可能实现类似超级航母一边起飞战机，一边接收战机降落的能力。

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2011-7-3 13:14 上传

这个假想的多体航母的飞行甲板的大致尺寸，那么就是：长258米，宽76米。

这样，通过多体船的构造，就使得一艘4、5万吨的中型航母，能具备等同于10万吨级超级航母近乎80%的飞行甲板面积，以及78%的作战效能。

oomeiooe 发表于 2011-7-2 14:37
工程上造大型多体船只，应该不是问题，我后面给你举例。你说的独立号，那个是铝制船，当然是目前最大的 ...
不想重复说那么多，LZ看俺的帖子吧

http://lt.cjdby.net/thread-678988-1-1.html

ladon 发表于 2011-7-3 15:20
不想重复说那么多，LZ看俺的帖子吧

http://lt.cjdby.net/thread-678988-1-1.html
谢了，偶慢慢细读。

2011-7-3 18:56 上传

oomeiooe 发表于 2011-7-3 19:03
备注与此贴相关的问题：http://www.fyjs.cn/bbs/htm_data/25/1107/345621.html

此外，比较个别飞行甲板布 ...
1、单体船是主流

2、大船是主流

3、核动力航母是主流

这么明摆着的结论，LZ乃非要找一些不靠谱的假想来说事，真的当全世界吃这碗饭的都是吃白饭的咩:o

楼上几位没有好好回答楼主的问题
我觉得双体船在相同排水量的情况下，低速时阻力较大（相对单体船低速而言），高速时阻力较小（也是相对单体船高速而言）
船体的总阻力包含摩擦阻力和兴波阻力（好像还有一个啥来着）
摩擦阻力与船只的湿面积有关，而两片的船体湿面积肯定比单体的大不止一点，所以双体船的低速阻力比单体船要大，但是摩擦阻力随速度增加没有兴波阻力那样厉害
兴波阻力与船型以及长宽比有关，一般长宽比越大，兴波阻力越小，所以双体船的兴波阻力比单体船要小很多，而且兴波阻力随速度上升增加很快，记得是几何级数的

综合考虑，低速时以摩擦阻力为主要矛盾，单体船阻力小；高速时以兴波阻力为主，双体船阻力小

船舶在一定主机功率下以较快速度航行的性能。它是影响船舶营运效率的一个重要性能。船舶快速性取决于两个因素：船舶前进时受到的阻力和船舶推进装置的效率。
    船舶运动的阻力　船舶运动时，船体的水线下部分浸入水中，其余部分则处在空气中。因此，船舶运动时受的总阻力包括水阻力和空气阻力。由于水的密度远大于空气的密度，因此水阻力是主要阻力。水阻力按产生的原因，可分为粘性阻力和兴波阻力。
    粘性阻力　由于水的粘性作用引起的阻力，包括摩擦阻力和旋涡阻力。摩擦阻力产生于水对于船体表面的粘附作用,在船舶总阻力中所占比重最大。摩擦阻力对低速船可占总阻力的80％；对高速船也要占50％左右。减小摩擦阻力的途径是缩短船长、减小浸水表面积和提高船体的表面光洁度。旋涡阻力又称形状阻力或粘性压差阻力，它是水流经船体表面时因粘性引起首尾的压力差而形成的，其值同船体尤其是船体尾部的形状有关。如尾部线型过于丰满，就容易产生旋涡，增加旋涡阻力。减小旋涡阻力的途径是加大船舶长宽比和采用流线形船体。
    兴波阻力　是船舶航行时兴起的重力波引起的阻力，对高速船特别重要，其大小取决于船的航速及长度。它们的关系可用弗劳德数□□表示：
     □式中□为航速(米/秒)；□为重力加速度(米/秒□);□□为船长（米）。如果□□大于0.35，兴波阻力即超过摩擦阻力而居主要地位，但一般运输船舶的弗劳德数都在0.35以下。减小兴波阻力的主要途径是改进船型及改变航行方式。通过系列船模试验研究，现在可以得到兴波阻力较小的船型及合理的船舶主尺度比和船型系数。船舶航行时兴起的波浪一般有首波和尾波二个波系。如果船型选择适当，可以使二个波系产生有利干扰，而使兴波阻力减少，如在船首设一球鼻也可产生附加波系；使波的干扰有利兴波阻力减小。船舶若能脱离水面腾空航行或潜水航行，则可避免波浪的产生及不产生兴波阻力。

这里有不少公式，可以参考一下
http://www.docin.com/p-171963820.html

问题就在于，目前的主流船体，无论大小，都有一个相同的缺点，己就是飞行甲板大的布局严重受单体船横向稳定差，以及船首浮力不足的局限。因此，无论是大船身还是小的，都有飞行甲板面积丧失的问题。如下图中所示。

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2011-7-4 07:15 上传

在相同总船身长度，和近似排水量的前提下。与多船体船型相比，由于单体船横向稳定差，会使得飞行甲板会损失蓝色阴影部分的面积和利用律；而由于船体首部水下结构所限制，在同样条件下，单体船航母不得不损失红色阴影部分的飞行甲板面积和利用律。

对你说的动力方面，那不是重点所在。如果需要，即便是多船体的中型航母，仍旧可上核动力。
不过我认为，保有一定量的常规动力，对于不太会发生世界大战的情况下，在某些中近海地区的防卫事物，还是十分有必要的。而且常核混搭，对于TG的实际状况和需求也是必须的。TG不是MD，不可能一口吃成胖子，而且世界格局也不允许TG组成全核航母群。毛子有此胆和自主的资源靠山，只是它缺钱而已。而TG，即便不缺钱且未来能拥有自主提供高性能核动力设备的技术，但那两方面都不足。

ladon 发表于 2011-7-3 23:40
1、单体船是主流

2、大船是主流

问题就在于，目前的主流船体，无论大小，都有一个相同的缺点，己就是飞行甲板大的布局严重受单体船横向稳定差，以及船首浮力不足的局限。因此，无论是大船身还是小的，都有飞行甲板面积丧失的问题。如下图中所示。

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2011-7-4 07:15 上传

在相同总船身长度，和近似排水量的前提下。与多船体船型相比，由于单体船横向稳定差，会使得飞行甲板会损失蓝色阴影部分的面积和利用律；而由于船体首部水下结构所限制，在同样条件下，单体船航母不得不损失红色阴影部分的飞行甲板面积和利用律。

对你说的动力方面，那不是重点所在。如果需要，即便是多船体的中型航母，仍旧可上核动力。
不过我认为，保有一定量的常规动力，对于不太会发生世界大战的情况下，在某些中近海地区的防卫事物，还是十分有必要的。而且常核混搭，对于TG的实际状况和需求也是必须的。TG不是MD，不可能一口吃成胖子，而且世界格局也不允许TG组成全核航母群。毛子有此胆和自主的资源靠山，只是它缺钱而已。而TG，即便不缺钱且未来能拥有自主提供高性能核动力设备的技术，但那两方面都不足。

laomao0000 发表于 2011-7-4 01:20
这里有不少公式，可以参考一下
http://www.docin.com/p-171963820.html
非常感谢阁下的解答和所提供的资料，对在下的思考有帮助。

那么大的甲板面积和大机库所涉及的重量，不是那个排水量承担得起的
也就是说：
双体船型的结构重量太大了，而航母特有的长而宽且高的机库使结构更复杂

那么大的甲板面积和大机库所涉及的重量，不是那个排水量承担得起的
也就是说：
双体船型的结构重量太大了，而航母特有的长而宽且高的机库使结构更复杂

甲板的重量本来就是要区块优化，该强的区块要强，不需要的就减，不是铁板一块。就如过去的铁甲时代以及当今的主战坦克所涉及的防护问题用到的思路一样。

这里提到双体，只是探讨多体的一个特例而已。重点是想大致了解不同阻力在不同相关状况下的变化问题。

就如，对于飞机的气动问题，变化是可以非常多样的，多船体的也是如此。可以这里多一块，那里少一块。通过优化，来得到符合或接近设计目的的要求。

f22 发表于 2011-7-4 08:56
那么大的甲板面积和大机库所涉及的重量，不是那个排水量承担得起的
也就是说：
双体船型的结构重量太大了 ...

甲板的重量本来就是要区块优化，该强的区块要强，不需要的就减，不是铁板一块。就如过去的铁甲时代以及当今的主战坦克所涉及的防护问题用到的思路一样。

这里提到双体，只是探讨多体的一个特例而已。重点是想大致了解不同阻力在不同相关状况下的变化问题。

就如，对于飞机的气动问题，变化是可以非常多样的，多船体的也是如此。可以这里多一块，那里少一块。通过优化，来得到符合或接近设计目的的要求。

双体船多体船主要是甲板面积大，其速度相较于其排水量所耗费的动力不见得比单体传有优势

可以想象一下，两个刚性性连接的各重达上万吨的船体在海上，一个船体左摆5度，另一个船体左摆7度，这个微小的差异和巨大的自身重量相作用，自己的重量把自己掰断了。

单体船无论遇到什么海况，他全船摇摆的幅度是一致的，是作为整体摇摆的。

所以，我也认为是结构的问题。但问题是，随着技术的进步，未来40架栽机的航母效能可以达到80架栽机航母的水准。因此双体航母在费效比上将非常有优势。

我认为更有可能的是，未来航母不需要如此多的防护设施，一个廉价的海上起降平台才是我们最好的选择。

oomeiooe 发表于 2011-7-4 07:37
问题就在于，目前的主流船体，无论大小，都有一个相同的缺点，己就是飞行甲板大的布局严重受单体船横向 ...
都说了单体船是主流了，乃还胡嘞些啥啊:o

人家专门造船的还能比您更不懂这些利弊得失咩;P

ladon 发表于 2011-7-4 13:02
都说了单体船是主流了，乃还胡嘞些啥啊

人家专门造船的还能比您更不懂这些利弊得失咩
{:soso_e120:} 就船只来说，航母本身就不是在主流，而是非主流的特种船只。

阿三都说了造船不如买船，能造好船的主多的是。土鳖干嘛还要躺那混水？

别人懂不懂，和我有关系吗？而且，都靠别人了，那么谁还需要搞创新啊。

专门造船的那是技工。您那篇专文里面有几个是技工發明出来的船型？好像一个也没有吧？

100mm 发表于 2011-7-4 10:14
双体船多体船主要是甲板面积大，其速度相较于其排水量所耗费的动力不见得比单体传有优势
甲板大机库大，就是最大收获。

TG搞一款双体航母出来也不是没有可能。。。

其实如果从现有的航母设计出发，增大外漂，再增加两个片体，感觉对结构强度的需求反而会降低的样子……

St_Satan 发表于 2011-7-4 15:15
其实如果从现有的航母设计出发，增大外漂，再增加两个片体，感觉对结构强度的需求反而会降低的样子……{:15 ...
但是我感觉增加的这两个片体尺寸不好搞啊。太长了片体的兴波会与主体兴波产生不利干扰，需要增大主体与片体的间距，这样结构强度上容易出问题。短了的话能增加的甲板面积不多，还增加了结构的复杂性。
总的来看，我认为小型航母完全没必要发展，效费比太低，而且近海防御完全不必要用航母。当我们拥有10艘以上大型核动力航母时，我们还需要在意周围这些猴子鬼子？

oomeiooe 发表于 2011-7-4 13:25
就船只来说，航母本身就不是在主流，而是非主流的特种船只。

阿三都说了造船不如买船， ...
一句话，乃不懂还要出头来推销乃的谬论，就这么简单;P

mark1313 发表于 2011-7-4 14:07
TG搞一款双体航母出来也不是没有可能。。。
乃以为土鳖水师里都是白痴咩:o

ladon 发表于 2011-7-4 19:17
一句话，乃不懂还要出头来推销乃的谬论，就这么简单
ok，知道了。谢谢

oomeiooe 发表于 2011-7-4 19:33
ok，知道了。谢谢
乃如果真的有想法，先去找本《船舶概论》来读一读吧

乃现在能想到的，洋大人们早就忽悠过了[:a12:]

鼓励lz继续讨论，不是为了有个啥结果，是为了在讨论的过程中也许你就自己明白为啥了，学到东西了