多体战斗舰架空设计研究实验室

STG44突击步枪

史司神教2011年11月30日立项

研发范围：

基于？年~1950年技术，各种类型多体船在军事方面的架空应用研究。



欢迎研究讨论

STG44突击步枪

船舶是人类用以征服江河湖海的重要工具，那么船是如何出现的呢？按照我国古书《周易》上的说法，是“伏羲氏刳木为舟”，这种是典型的将发明者归功于神话人物的传说。事实上，根据考古学家们的推测，从远古时代起，早期的人类就开始利用木头等比水密度低、可以漂浮在水面上的物体作为横渡水障碍的工具了。从考古发掘出的遗物判断，最迟到了新石器时代，古人类就已经能够制造出比较完善的独木舟，而直到近代，大洋洲的一些土著，还在继续使用独木舟作为日常交通工具。

独木舟虽然解决了早期人类征服邻近水域的问题，但是缺点也很多。首先，其大小受到单根树干的限制，浮力有限，装载量较小；其次，独木舟载人、装货后，船体没入水中较深，遇到风浪容易浸水甚至翻船。随着人类社会不断的发展和进步，独木舟已经不能满足需要，终于出现了使用木板或其他材料拼接而成的、比较大型的排水型单体船。最早出现的排水型单体船如今已经无从考证，考古学家从埃及法老的随葬品中发掘出的太阳船，已经是一种比较完善的、可以搭载较多人、货的排水型单体船。而古代北欧的维京人，也是靠着著名的维京海盗船——一种小型排水型单体船——肆虐欧洲沿海的。

但是，对排水型单体船的发展而言，最为重要的发明，是出现于中国古代唐宋年间的船舶水密隔舱结构。在水密隔舱结构发明之前，原来建造的船舶，船舱内就是一个大通舱，一旦发生船体破损、漏水的问题，特别是在载货较多的情形下，如果不能及时发现、堵漏，很快会大量进水，造成船舶解体、沉没的大事故，这使得船舶大型化的步伐受到了阻碍。最早采用水密隔舱结构的船舶同样也无从考证了，比较有说服力的传说，是造船的工匠受到竹子的启发，将船舱也分隔为了像竹子一样的几个互不相通的舱段，这样即使某个舱段进水，也只会局限于该舱段之中，其他舱段不会连带进水，从而极大地提高了船舶的安全性。水密隔舱结构是中国独创的领先技术，在欧洲，直到17世纪才出现了采用类似技术的船舶。

工业革命开始之后，给船舶带来了翻天覆地的革命性变化。蒸汽动力的采用，使得船舶第一次摆脱了见风使舵的景况，人类开始掌握了往来于近海远洋的自由。而近代钢铁工业以及造船科学理论的进步，使得大型钢铁船舶成为了人类征服海洋的利器。
一直到近代以前，人类的造船基本上都是依靠世代相传的经验以及少数冒险家的试验来进行的。无论大船小艇，基本上还是以排水型单体船为主，跟远古时代的排水型单体船在本质上没有什么区别。

排水型单体船的构型能够历经千年而长盛不衰，是有其理由的。首先，在消耗同样多的造船材料的前提下，排水型单体船可以获得最大的有效容积，这样就可以获得最大的经济效益，特别是在帆船时代，航行完全是靠天吃饭，载重量够大，才能为船东赚取最大的利润（对于当时的军舰来说，则意味着可以装上尽可能多的火炮等武器）；其次，排水型单体船结构简单，而且历经千百年风浪的考验，不仅有利于大批量建造，在水密隔舱推广之后，也有比较高的安全性。

随着近代人类社会的进一步发展，特别是蒸汽动力海军的进一步发展，单纯的排水型单体船已经不能有效满足对于各种不同类型船舶性能的要求。排水型单体船的最主要缺点，就是兴波阻力较大，不太适合高速行驶，根据现代研究的结果，其最大航速不宜超过35节，而40节几乎已经是排水型单体船的航速上限了，由于此时的运行经济性十分低下，就算是向来关注性能多于关注费用的各国海军也难以接受。第二个大缺点，是排水型单体船的适航性跟船的大小成近似正比的关系，要有较好的抵抗风浪的能力，就必须采用较大的船体，这对民船的影响不大，但对海军来说却不是什么好消息。即使以当年日不落帝国的强盛，也无力供养一支完全采用大型舰只的海军，而且海军也不可能完全采用大型舰只，因为很多近海、浅海水域都是不利于大型舰只活动的，中、小型舰艇是必要的补充力量（这个缺点直到现代主动减摇鳍的出现和普及，才得到了比较完善的解决）。

STG44突击步枪

双体船是出现得最早的一种非常规船舶构型，其历史一直可以追溯到数千年前。中国古代的“舫”，就是一种双体船，东汉时的《说文》是这样解释的：“舫，并舟也”。由于受材料、工艺的限制，早期的单体船一般并不大，在需要载运较多的人员、货物的时候，往往不能满足要求，如果将两条单体船联接在一起，就可以比较方便地获得较大的船只。但是，此时的双体船一般是靠木结构来联接两个船体的，当每个船体的规模达到一定程度时，联接部分的结构强度就成为限制双体船大型化的主要障碍。由于社会发展、战乱引起的滥砍滥伐，能够充当强力构件的大树巨木越来越少，所以，在单体船的建造技术得到进一步发展之后，早期的双体船就暂时被大型单体船淘汰了。

现代意义上的双体船，主要出现于20世纪60年代之后。随着海上高速客运的迅速发展，双体船由于有宽大的甲板面积、空间，同时可以比较方便的获得较高的航速，得到了长足的发展。典型的双体船由两个瘦长的单体船（通常称为片体）组成，上部用甲板桥连接，片体内设置动力装置、电站等设备，甲板桥上部安置上层建筑，内设客舱、生活设施等。由于双体船相当于把单一船体分成了两个片体，使每个片体更加瘦长，从而减小了高速时的兴波阻力，使其可以适应较高航速的要求，航速最高一般可以达到35～45节；由于双体船的宽度比单体船大得多，其横稳性明显优于单体船，且具有承受较大风浪的能力；双体船不仅具有良好的操纵性，而且还具有阻力峰不明显、装载量大等特点，与同吨位的单体船相比，双体船的总宽度较大，因而往往有更大的甲板面积和舱室容积，尤其适合于装载那些体积很大而重量不大的低密度货物，可以具有较高的运输效率。所以，双体船被世界各国广泛应用于军用和民用船舶。

澳大利亚首创的穿浪型双体船，是近年来得到比较快速发展的一种新型双体船。其最大的特征，就是两个片体的首部，封闭成类似刀尖的穿浪艏，航行时允许穿浪而过，这样就显著减小了高海况时的船舶纵摇，而船中部设置了一个平时在满载水线之上的浮力艏，在高海况时触及波浪，可以提供额外的浮力，减小埋首。这样的精心设计，使得穿浪型双体船的适航性大大提高，高海况适应能力显著优于一般的双体船，因而得到了迅速的推广。美军的HSV—X1“合资企业”号和HVS—X2“褐雨燕”号高速运输船，便是从澳大利亚租用的大型穿浪型双体船。近年以来，大批量进入中国海军服役的022型新型导弹快艇，也采用了穿浪型双体船的构型，据传是在引进澳大利亚技术的基础上自行发展的。

双体船的主要缺点：

双体船的主要缺点之一，是结构重量偏大。由于其两个片体跟上层建筑都比同等吨位的单体船复杂，需要较多的材料来建造，结构重量占排水量的比例比同等的单体船要大。所以，一般双体船、特别是高速双体船，通常都采用高强度铝合金来建造，这样可以减轻结构重量，提高载重效率。但是，铝合金结构的船体造价高昂，而且维护、保养的花费也比较多，使得采购和运营的成本都比较高。

双体船的主要缺点之二，是不利于大型化。由于两个片体之间的联接结构受力比较复杂，特别是片体之间距离较大时，必须有足够强度的大型联接结构，才能保证安全使用。如果不使用铝合金结构，而是使用钢结构来建造大型双体船的话，由于同等条件下，钢结构重量更大，需要更强的联接结构，不仅对设计、建造都提出较高的要求，而且有效载荷较小，运行经济性会严重下降。所以，目前世界上投入使用的大型双体船数量较少，而且基本上都是铝合金轻量结构的民用高速双体渡轮。

双体船的主要缺点之三，是横稳性偏高。双体船由于宽度比较大，具有较高的横稳性，在一般海况时，比普通单体船更加稳定，而且还不需要昂贵的减摇鳍。然而物极必反，当海况较高时，由于双体船产生的横稳力矩更大，船舶摇摆的周期要比同等的单体船短，也就是说摇摆频率更高，其直接结果就是乘员容易晕船，对某些机械、设备的正常运行也有一定的不良影响，造成船舶的适航性下降。

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小水线面船的发展历史可以追溯到19世纪末。1880年，兰德堡首次提出单体半潜船概念，并获得了专利。进入20世纪后，加拿大的柯立德向英国海军部提出了小水线面双体航空母舰的设想，并在几年后，将相关设计转交给了美国海军，但两国军方当时都未对这一新概念舰艇构型加以重视。在1940～1960年代间，许多科学家开展了相关的多种理论研究和试验工作，自1970年代初开始，美国、日本两国集中科研力量，分别组织了小水线面双体船应用研究设计与实艇试制工程，是开发最早、实用小水线面船拥有量最多、技术水平最高的两个国家。

目前应用最为广泛的实用小水线面船构型，是小水线面双体船，其一般结构布置，以深入水下的两侧下潜体、用于连接上体和下体的小水线面支柱、高出水面的宽敞的上船体三部分组成。由于小水线面双体船的浮力主要依靠水下潜体提供，支柱水线面面积比相当排水量的常规单体船、双体船的水线面面积要小很多，兴波阻力小，受波浪扰动小，所以拥有优良的耐波性，在采用减摇鳍、自控水翼等自动控制系统，以穿浪或随浪模式操控时，可以确保在波浪中具有良好的平台稳定性和航态可控性，能平稳地执行海上作业，晕船率低。第二个优点，是在波浪中航行时失速小，能在恶劣海况下保持较高航速，摇摆运动周期加大，各种航速下运动响应平缓，垂向运动较小，高海况下也能保证较高的出勤率。其余的优点类似于一般双体船。
目前世界上已经投入使用的小水线面双体船，既有用于客运观光旅游、油田交通服务的，也有用于海洋考察、潜水、搜救、渔政、缉私、引水等海上特种作业的，还有部分用于靶场保障、水声监听、巡逻警戒等军事用途。例如近期在网络上流传的中国海军新型海洋调查船，就是采用了小水线面双体船的构型。

小水线面船的主要缺点：
由于小水线面船的船体由上部船体、支柱和下部潜体三大部分组成，结构比较复杂，重量及吃水都比同等规模的常规单体船大。为了保证高海况下的稳定性，通常在潜体上设置有主动控制鳍片，配套设备数量多，控制系统较复杂，而且全船可变参量多，在主尺度、潜体与支柱的选取及线性、稳性、阻力、结构等方面计算、试验、设计优化的技术工作量大，造价一般要比同等规模的常规单体船高。最主要的缺点是，小水线面船的载重量变化对吃水的影响很大，必须在潜体内设置吃水控制水舱和自动控制设备，将小水线面船的吃水量控制在一个允许的范围内，以防止出现上部船体触水或者下部潜体出水的意外，保证小水线面船的正常航行操纵，所以，小水线面船不适宜用于容易出现较大重量变化的船舶。

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为了在保持普通单体/双体高速船的优点的同时，对其缺点进行根本性的改善，近十几年来，船舶研制工作者们对采用超细长船体的多体船进行了开发。通过采用超细长的船体，可以大幅度降低剩余阻力，同时改善耐波性，而多体结构则有效解决了甲板面积小和稳性不足的问题。于是，便出现了以一个超细长船体为主（占总排水量90％以上）、两侧配置两个（或四个）小浮体而形成的三体船（或五体船）。
三体船实际上是一个早就提出的概念，当时的目的是通过片体之间的有利兴波干扰，来寻求一种有效的消波船型。但进一步的研究发现，当船速很高时，要想利用前后片体的兴波干扰来达到消波目的，是相当困难的，所以进入1990年代后，三体船的研究重点已经不再放在波系的互相干扰上。现在一般所讲的三体船实质上是一艘很瘦长的单体船，其两个舷侧片体只能看成是附体，舷侧片体排水量只有不到总排水量的10％，长度小于船舶总长的三分之一，主要作用是提高船的稳性和耐波性。这种类型的三体船是英国最先提出的。
1990年，伦敦大学的一个设计小组提出了一个三体护卫舰的设计概念，初步研究表明，在功率需求、总体布置、生存力和隐蔽性等方面都比23型护卫舰具有更大的优势。该研究发表之后，立即引起了各有关方面的重视，经过进一步的论证后，英国国防部订购了一艘三体试验舰“海神”号，排水量1100吨，总长 97m，已于2000年8月交付使用，用于对替换23型护卫舰的未来型护卫舰进行试验验证。而美国、德国、意大利、澳大利亚等国家也纷纷对此表示了兴趣。在美国海军为未来作战而开发的频海战斗舰（LCS）计划中，由通用动力公司负责的LCS2“独立”号就采用了三体船的构型，已经于2008年4月26日下水，设计航速高达60节。在与已经投入试验的LCS1“自由”号进行广泛的比较后，美军将选定其中一种作为批量生产的LCS的原型。
在保持了较好的高速性的前提下，通过两侧片体的支持，三体船能够保证较好的适航性，同时具有较大的可用甲板面积，不但可以作为军舰，还可以应用于巡视船、缉私船、供应船、旅客渡船等用途。
五体船是在主船体的每侧各配置两个小浮体，与三体船相比，可以提高单个浮体破损浸水时船的稳性，同时比较容易停靠码头。但是由于五体船结构比较复杂，除需要解决水动力性能问题外，降低结构重量以及动力装置的合理配置都是比较重要的问题，迄今为止，仍只限于研究之中，暂时还没有试验船或者实用船出现。

多体船的主要缺点：
多体船的最主要的缺点，就是结构重量偏大，必须进行合理的设计以降低船体结构重量。当多体船大型化、特别是上层建筑的体积也较大时，这个问题会更加严重，必须综合考虑、妥善解决。如果采用铝合金或复合材料来建造的话，虽然可以回避结构重量的问题，但又不可避免的会带来建造和维护费用高昂的问题。其次，由于主船体细长，而两侧片体位置偏后，导致首部浮力偏低，三体船在较高海况航行时容易出现埋首现象，影响正常航行，LCS2“独立”号的解决办法是除了船中的一对常规减摇鳍外，在靠近船首部位增设了一对减摇鳍，除了减摇作用外，还有维持船首姿态、减轻风浪中埋首的作用（五体船由于两个前片体的位置比较靠前，触水后能提供一定浮力，埋首的问题要比三体船轻）。另外，多体船的主船体宽度相对较小，动力装置的合理布置也是一个严峻的问题，目前看来，只有燃气轮机动力装置能比较好的满足其较大功率和较小尺寸的要求。

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史司神教光明左使小X速速归位

黑夜来临

多体船一个是纵摇严重，再者几个船体之间的连接结构十分成问题，小船还行，越大越难办，在大海上一颠簸，等于海浪在侧向施加一个省力杠杆，船身强度堪忧。

xsuny

三叉戟型的三体船应该是我们以后研究重点。

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意大利一战到意淫过一款双体航母，3500吨，8万马力，33节，4门152炮，2门76炮。

应用了大量诡异技术，显而易见的优点和好处论证了很多，如何保持连接部的强度却只字未提，咩哈哈哈







意大利做为19世纪海军技术进步最重要的三驾马车之一，子部件研发能力上虽然和土鳖一个德性，在总体设计上却有大量技术创新，果然应了那句老话，穷山恶水出刁民

STG44突击步枪

    首先，与绝大多数舰种相比，战列舰对重量极为苛求（weight-critical），因为战列舰的关键部分――火炮和装甲的密度都极为巨大。相比之下，现代舰船设计师却常常发现自己手头的舰船苛求的是空间（volume-critical）。舰体可以轻易承载下必要的重量，但是要为重要设备找到安身之处却困难得多。重量估算是设计战列舰的第一步。本书将在任何可能之处列出舰体、装甲、武备等部分的重量分解表。这些图表通过级与级的比较，相当概略地提供了设计师在各种方案中进行取舍的情况。大致来说，一艘战列舰的设计排水量（或称正常排水量）的60％是由装甲（包括甲板）、武器和机械这三部分构成的。


所以，运载高密度货物的水面装甲舰，是不适合多体船的

STG44突击步枪

xsuny 发表于 2011-11-30 23:47
三叉戟型的三体船应该是我们以后研究重点。

本教主对其他效果兴趣不大，可行性堪忧

将三体船作为一种大深度TDS或曰超级防雷网系统开发应该不错，挂在原设计战舰两侧3-10米，副船不需要太大的排水量，只要能引爆鱼雷即可，内部填满硬质泡沫橡胶，哇哈哈

两条副船采用小水线船型

STG44突击步枪

无装甲的驱逐舰为了高速也可以考虑下

克虏伯火炮

STG44突击步枪 发表于 2011-12-1 00:39
首先，与绝大多数舰种相比，战列舰对重量极为苛求（weight-critical），因为战列舰的关键部分――火炮 ...

斜体字的是哪本书？
强烈要求把各种战列舰的重量配比摘取出来共享

克虏伯火炮

提一条很傻的想法供批判：
在附体水上部分有应急用的快充式气囊，当附体遭到鱼雷攻击、破损后快速充气补充浮力，以免丧失横稳性。
因气囊在水上舰体存放，第一次鱼雷爆炸伤及不到它。

xsuny

STG44突击步枪 发表于 2011-12-1 00:46
本教主对其他效果兴趣不大，可行性堪忧

将三体船作为一种大深度TDS或曰超级防雷网系统开发应该不错，挂在 ...

果然天下没有免费的午餐。

入神教要纳投名状

xsuny

STG44突击步枪 发表于 2011-12-1 00:51
无装甲的驱逐舰为了高速也可以考虑下

不过我初步研究， 这玩意只适应STD 6000以下的船小船(这还得适当的YY)。

太大了， 结构强度不好。

航母就更免提了。    布局超级不合理。   


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看坑王大人有什么新玩法

小胡子

五散人铁冠道人小胡子前来归位

鸡同鸭讲

这样除了拖累航速还有啥缺陷没?

xsuny

鸡同鸭讲 发表于 2011-12-2 15:42
这样除了拖累航速还有啥缺陷没?

http://www.warships.com.cn/data/ ... chbzgv0vhz3x09g.jpg


小水面舰会流行一段时间

xsuny

鸡同鸭讲 发表于 2011-12-2 15:42
这样除了拖累航速还有啥缺陷没?

小水面--副艇

是必须的