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[前沿设计] 4.9m竞速帆船

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发表于 2016-8-8 13:09 | 显示全部楼层 |阅读模式
中国对5米以下的船只处于非管理状况。世界各国也基本如此。
另外,5米一般的车库都放得下。也可以用普通尺寸的货车装载。
也就是说,没啥管束,有地方放,运输方便,造价也低廉。

我先发几个5米以下的:
帆船 4.9m竞速帆船 22.bmp 帆船 4.9m竞速帆船 image[1].jpg



帆船 4.9m竞速帆船 show_mop2.jpg 帆船 4.9m竞速帆船 6b8231b8gae32f7c7c408&690.jpg

帆船 4.9m竞速帆船 charlotte-ii-1.jpg


帆船 4.9m竞速帆船 vagabond%202.jpg

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 楼主| 发表于 2016-8-12 11:50 | 显示全部楼层
莫多儿乱舞阳尘 发表于 2016-8-11 22:56
楼主,你好,请教下这个艇的滑行艇设计主要表现在哪些地方?能详细讲解下吗,谢谢了

首先呢 要比较轻。当然,这个并不是说绝对重量小,而是指平摊到单位水面的重量要比较低。一个方法是扩大船和水接触的面积。。。比如把尖头改为钝头,这样就大了一些。

船的绝对重量轻,也是有帮助的。因为船员的体重并不会随你的船重量变小而下降。也就是说,对于小船来说,船员体重相对比例变大了。
我们常看见一艘帆船大群人坐到迎风一侧,试图靠体重来取得一些压载。
这船因为本身很小,那么船员用自身体重就可以实现很强的压载能力了(当然比激光级那样的无舱帆船还是差得远)。这一方面也可以减少船本身的龙骨重量,进一步减轻全船重量。

现在你的重量减轻了,而面积变大了。。。船底吃水可以更小了,结果就是船底可以变得更扁平了。那么就更容易滑行了。

点评

非常谢谢楼主细心专业的讲解。感觉楼主在高速艇方面的设计经验很丰富。 我也是从事造船舾装设计工作,最近自己想造个铝合金的帆船。这几天把总体方面的资料捡起来学习了下,我感觉大船和小船的区别还  详情 回复 发表于 2016-8-12 22:44
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 楼主| 发表于 2016-10-18 13:12 | 显示全部楼层
帆船 4.9m竞速帆船

A是现代竞速帆船常用的底部弧线
B是老式(1900年)美洲杯帆船的底部弧线
现代船都采用直艏,这和材料有关:老式帆船是纯木结构,耐水性不佳,要尽量避免浪上甲板。而现代材料完全不怕水,所以对此要求不高。
很明显,老式帆船在船长超过现代船很多的时候,水线长度依然比现代帆船短。
老式帆船船底吃水比现代帆船船底吃水大得多(但论龙骨吃水则是现代的大),底部向水中凸出弧度大,船速提高后被水吸力强制向下拉拽,造成吃水变深阻力增大。尾巴弧度大,造成船尾向后吸附力大,不利船速提升。

现代船则试图让尾部起弧变非常平坦,接近于滑行艇。
尾部现代帆船一般用前倾设计,在保证水线长度的时候,减轻尾部悬挑重量,从而减轻结构重量。老式船则有个高高悬挑于水面的无用的尾部。

CDE都是现代巡航帆船常用的底部弧线
船头通常有较弱的前倾,并没什么实际用处,一般还是从美观的角度出发有点前倾。有的设计直接把船头改直。
和竞速帆船比,这些巡航船全重(船的重量+人员货物)都比较大,所以船体吃水会比较深。
C的设计实际和现代货船很接近。尽可能在较小的吃水下布置最大的排水量。尾部起弧比较陡峭,所以尾部阻力较大(相对竞速船)。
D是比较接近老式帆船的设计,前后都有起弧,造成船体吃水较深,向水中凸出弯曲度大,下吸力强。
E是C的降低阻力型号,试图把尾部起弧变缓,以降低船尾吸力的水平分量。但在同样排水量下,这个设计会造成船体整体向水中凸进变大,阻力增加。这个方案实际只有在排水量变小的时候有效。


这些设计中还有个很小的不令人注意的地方(你看图要放大才看得到)。就是船尾末端的尾板是脱离水面还是浸没水中。

老式设计都是完全脱离水面若干英寸的。
现代观点认为,完全没必要,可以稍微浸没一点。把尾板浸没水中可以让尾部弧线变更平缓从而降低阻力。
从纯理论上说,浸没之后船行尾部和水直立的壁面会造成涡流,从而增大阻力。但这只是简单理论。复杂得来看,轻微的浸没并不会造成涡流,这个看下滑行艇就知道了。即使产生了涡流,造成的吸力,会使得船尾水流更加贴紧船体而不产生脱离,两者相互抵消,并不造成什么问题。

一种折中设计就是把尾板和水线重合,免得争论不休。


F是标准的滑行艇设计。头部有个起滑角度。传统滑行艇把这个角度直接向前延伸,成一个悬挑结构。由于这部分实际很少被水碰到,为了缩短全长,现代设计一般直接把这延伸部分砍掉。船底则是完全直线。

最后的G是一种老式设计。这个设计底部非常凸出,船尾起弧陡峭,一看就是非常慢的船。这个有一个好处就是你可以用船头抢滩。。。但你既然要抢滩了,肯定船底没其他突出物体了(比如龙骨),这类船明显不适合航海。
而正常的C类船是肯定安装了较深吃水的压载龙骨,反正也无法靠近浅水,那么船底是否能冲滩就变成个完全不需要考虑的事情。





点评

滑行設計還有個弱點是衹有背風向好才有效率,風向不好就很慢了。 不管怎麽樣的單體滑行設計接觸水面都比雙體還是三體的多,如果不是比賽規定用單體基本上雙體、三體滑行都比單體有效率、穩定而且起造簡單,如果不是  详情 回复 发表于 2016-10-18 23:54
原来是这样,所以重点就是水线后半部分,弧度越小,越平滑的脱离水面,造成的阻力就越小。  详情 回复 发表于 2016-10-18 22:22
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 楼主| 发表于 2016-8-8 13:27 | 显示全部楼层
这几艘船在保持长度很短的情况下,依然有可观容积的舱室。这导致船体显得很高,而且还很粗。结果导致航行速度非常缓慢。

当然,历史上还出现过更短的帆船成功穿越了大洋。不过那些只是单纯为了比谁更短而已(最短的已经只有4英尺不到了),与其说是艘帆船,不如说只是个有块布做装饰物的漂流瓶更为贴切。

如果基于传统的排水船型,越短的船总是越慢,如果要更快些,必须另辟蹊径。
一个解决之道就是用滑行艇设计。
典型的如帆板。
现在大型竞赛帆船中也越来越多的应用滑行设计。

尽管滑行艇很早就用于动力艇,但帆船上使用还是比较少见。
这是因为有一些条件限制。主要是船体重量不能太重(实质说的是单位水面积上的重量不能压太多,或者说船底平均吃水要非常浅),否则以风力驱动,难以把船体托起。
另外一个缺陷是:滑行艇在平静水面确实可以得到很低的阻力,但一旦有风浪时,滑行艇的稳定状态很容易被破坏而导致航速下降非常厉害。这也是很多设计师犹豫的原因。

对于竞赛帆船来说,随着轻量级高强度的复合材料的广泛应用,船体的吃水越来越浅(说的不是龙骨的吃水),船底越来越呈现扁平化,这给滑行艇设计带来可用条件。

当然,对于巡航帆船来说,再高强度的船体材料也不会起多大作用,顶多是加进了更多更舒适的设备,冰箱里面可以放更丰富的食物,结果船还是那么重,吃水还是无法达到风帆滑行的状态。帆船 4.9m竞速帆船

所以这个方法只能用在专门的竞速船上。
当然,如果你不追求享受,在巡航船里面少放点享乐设施,那也有可能实现的。

不过现在一般的采用了滑行艇设计的帆船中,大多还做得不够彻底,只是在船尾后半段采用这设计。船头基本还是常规的尖头形状。
我们来看一艘不同寻常的:
帆船 4.9m竞速帆船 lb-78-2.jpg 帆船 4.9m竞速帆船 IMAG0383_620.jpg
这就彻底告别了传统的排水型船体,变成在水面飘飞的瓦片了。

帆船 4.9m竞速帆船 Mini%20raison%20Loris%20Von%20Siebenthal.jpg
在较小的航速下就能实现完全的滑行状态。


这样修改的原因是因为多数滑行艇设计的尖头帆船,航行时,那个尖头因为船体被托出水面后并不接触水面。。。也就是说压根没尖头的需求。那么理所应当可以把尖头砍掉。
帆船 4.9m竞速帆船 Transat650_02.jpg
可以看到,水面接触船体的地方在SYNERGIE字样下面。。。好吧我承认这只是船体在一瞬间被波浪托起的船头短暂离开水面的状态。
帆船 4.9m竞速帆船 proto-2015-9.jpg
这艘船的设计是已经意识到了在滑行艇上安装尖头并不是非常需要的。。但这个设计师还没能完全放得开,他只是把尖头略微搞圆了点,本质上还是个排水型船体的常规设计。


宽的钝头船还有可以削弱船首波的能力,以及使得船舷斜度更小的作用。以及船底吃水可以更低。这些都是比传统尖头船有利的地方。其实还有个好处是甲板面积增大了,船舱空间也变大了。。。


点评

楼主,你好,请教下这个艇的滑行艇设计主要表现在哪些地方?能详细讲解下吗,谢谢了  详情 回复 发表于 2016-8-11 22:56
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 楼主| 发表于 2016-8-8 14:12 | 显示全部楼层
一般的情况下,5米以下的帆船有5、6节的速度已经算非常快的了。
帆船 4.9m竞速帆船 QQ鍥剧墖20160808135927.png
但如果做成这样,20节可以做到么?这是有可能的。


依然保留了虽然很小的封闭式船舱。为了尽量轻,这个船舱高度非常低。相对一些舱内可以基本站立的帆船来说这空间是非常狭隘的。不过发挥点忍耐精神,还是可以接受的吧?
帆船 4.9m竞速帆船 lcr7.jpg 帆船 4.9m竞速帆船 BOATLC6.jpg 帆船 4.9m竞速帆船 sailg2.jpg
这艘船不但船舱内高度非常低,而且宽度也非常窄(同时还没压载龙骨,导致这船的帆非常小,结果航速很慢)。


制造方面,可以用泡沫挖成船体的样子,然后包裹上玻璃钢。。。当然资金允许弄碳纤维也是更好的。


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发表于 2016-8-8 15:52 | 显示全部楼层
感谢楼主的分享,非常不错的学习资料
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发表于 2016-8-8 16:49 | 显示全部楼层
有创意的思维
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发表于 2016-8-8 17:00 | 显示全部楼层
帆船的三角船头好像是没用。
还占用了船的长度。
如在你国,5米以下。
帆船 4.9m竞速帆船

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又是一个牛人,一个脚踏实地的牛人!  详情 回复 发表于 2016-8-8 20:18
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发表于 2016-8-8 20:18 | 显示全部楼层
寻宝太号 发表于 2016-8-8 17:00
帆船的三角船头好像是没用。
还占用了船的长度。
如在你国,5米以下。

帆船 4.9m竞速帆船
又是一个牛人,一个为大伙提供实际方案的牛人!
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发表于 2016-8-8 21:57 来自手机 | 显示全部楼层
这才是有用的干货!!
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发表于 2016-8-8 22:47 | 显示全部楼层
迫切需要这方面的资料,学习楼主的分享
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发表于 2016-8-11 15:36 | 显示全部楼层
LZ推荐几个5米以内的帆船,搞一个当家庭休闲不错
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发表于 2016-8-11 22:56 来自手机 | 显示全部楼层
begun 发表于 2016-8-8 13:27
这几艘船在保持长度很短的情况下,依然有可观容积的舱室。这导致船体显得很高,而且还很粗。结果导致航行速 ...

楼主,你好,请教下这个艇的滑行艇设计主要表现在哪些地方?能详细讲解下吗,谢谢了

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首先呢 要比较轻。当然,这个并不是说绝对重量小,而是指平摊到单位水面的重量要比较低。一个方法是扩大船和水接触的面积。。。比如把尖头改为钝头,这样就大了一些。 船的绝对重量轻,也是有帮助的。因为船员的  详情 回复 发表于 2016-8-12 11:50
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发表于 2016-8-12 09:00 | 显示全部楼层
我关注的是第一张图的透明罩子,挺有意思的!之前看大连参王府海参的帖子,俄罗斯铝合金AL550帆船,也是小船大空间的,宽度上做文章。

点评

仔细看了这个帖子,船体真的很实用很喜欢,不过可惜的一点是船体是5.5的,要是可以活动型收缩一下避开检查就好了。。。  详情 回复 发表于 2016-8-28 16:47
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 楼主| 发表于 2016-8-12 12:00 | 显示全部楼层
未来水世界里面那艘帆船在舷侧装了个折叠椅子,可以把船员向外伸出更远,从而获得更大的压载力臂。当然,对于那么大的船来说,这点力臂增加效果微乎其微。
但对于这么小的船来说(船宽2.2m),这增加的力臂可就非常大了,几乎增大一倍。

我想这船可以考虑两种配置,一种是普通的,一种是竞速的。

普通的安装了一些生活设施,而竞速的这些用于享受目的的都拆除以减轻重量。

竞速的则提供一些升级设备,包括:
更高但更轻的碳纤维桅杆,更大面积但更轻的高级帆面,吃水更深的固定式压载龙骨,以及这个可以向外伸出的船员压载折叠椅

滑行艇船如果倾斜了,船底设计必须考虑倾斜之后依然能发挥滑行效应,因此船底横剖面通常做成几段折线状以适应当船倾斜到设计角度后水力性能依旧良好。当然,更好的选择是借助舷侧体重压载让船不倾斜(或者变小)。大船上这很难做到,但小船可以。

帆船 4.9m竞速帆船 001966720b7109f0fe034e.jpg 470级这种方式也不错,重量更轻,就是担心时间长了体力消耗比较大。

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发表于 2016-8-12 22:44 来自手机 | 显示全部楼层
begun 发表于 2016-8-12 11:50
首先呢 要比较轻。当然,这个并不是说绝对重量小,而是指平摊到单位水面的重量要比较低。一个方法是扩大 ...

       非常谢谢楼主细心专业的讲解。感觉楼主在高速艇方面的设计经验很丰富。
       我也是从事造船舾装设计工作,最近自己想造个铝合金的帆船。这几天把总体方面的资料捡起来学习了下,我感觉大船和小船的区别还是不少,有幸看到楼主的文章,顿时眼前一亮。有时间还得多多向你请教,谢谢。
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发表于 2016-8-13 13:26 | 显示全部楼层
家用型的,用双体的,会不会更好些,
空间大,船体稳。
帆船 4.9m竞速帆船
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发表于 2016-8-15 16:05 | 显示全部楼层
分享资料帆船 4.9m竞速帆船
感谢
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发表于 2016-8-17 22:01 | 显示全部楼层
begun 发表于 2016-8-8 13:27
这几艘船在保持长度很短的情况下,依然有可观容积的舱室。这导致船体显得很高,而且还很粗。结果导致航行速 ...

这几条船感觉不错,有价格么?
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发表于 2016-8-28 16:47 | 显示全部楼层
木卯水工 发表于 2016-8-12 09:00
我关注的是第一张图的透明罩子,挺有意思的!之前看大连参王府海参的帖子,俄罗斯铝合金AL550帆船,也是小 ...

仔细看了这个帖子,船体真的很实用很喜欢,不过可惜的一点是船体是5.5的,要是可以活动型收缩一下避开检查就好了。。。
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发表于 2016-8-28 17:00 | 显示全部楼层
其实这个5米的规定也是比较醉,要是8米或者10米的话,那可玩空间就大了实在太多。。。
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