第9章 高速船型的阻力特性汇总
2012年高速艇设计--复习内容
一、绪论高速船定义：按照IMO《2000年国际高速船安全规则》1.4.30的定义，高速船是指最大航速等于或大于下述数值的船舶：V≥3.7▽0.1667m/s（式中：▽为满载排水量Δ对应的排水体积，单位m3；V为船舶满载排水量时以额定的最大持续推进功率在静水中航行所能达到的航速），可以看出：对于排水量不同的船，需要达到不同的航速才能称之为高速船。
高速船的分类：高性能船的分类方法有两种：一是按照船的流体力学支承原理来划分，可以分为水浮力型、水动升力型、气垫压力型、空气动升力型和复合型等五类高性能船；二是按照船身布局来划分，可以分为单体船、双体船和多体船等三类高性能船。
现按照第一种分类方法，对各类高性能船作一概括。
各类高性能船的分类见下图：(1)水浮力型高性能船这种高性能船虽与常规排水量船相似，利用水的浮力支承船的重量，但为减少水的阻力和波浪的干扰，其船体形状(因而浮力分布)不同于甚至大大不同于常规船。
属于这种高性能船的有圆舭型过渡型船、深V型船、高速双体船、穿浪双体船和小水线面双体船等。
(2)水动升力型高性能船利用高速运动的滑行面或水翼所产生的水动升力支承船的重量，其优点是升阻比高。
滑行艇和水翼船就是这种类型的船。
(3)气垫压力型高性能船依靠船底下封闭气垫的静压力，把船体抬离水面以减少水的阻力。
这种高性能船称为气垫船，主要分全垫升气垫船和侧壁式气垫船两种。
(4)空气动升力型高性能船这种高性能船就是地效翼船，它凭借其翼化船身贴近水面高速运动时产生的水面效应，获得很高的气动力升阻比，能作超高速贴水(但不触水)航行。
(5)复合型高性能船将上述两种(或多种)流体力学支承原理加以复合而形成的新型高性能船，它兼有原型之长，而无原型之短，如水翼双体船、气垫双体船等。
二、单体高速船普通单体船与高速单体船的航行状态的差别：在《船舶阻力》课程中，已知一般排水型船，尽管按航速可以划分为低速船、中速船和高速船，但总的来说，所对应的速度范围较低，即使所谓高速船，其傅汝德数F N亦在0.35左右居多。
船舶阻力
第一章 1.什么是快速性？ 船舶快速性是在给定主机功率时，表征船舶航速高低的一种性能。
加2.船体阻力的分类： a 、船舶周围流动现象和产生的原因来分类 R t ＝ R w + R f + R pvb 、按作用在船体表面上的流体作用力的方向来分类 R t = R f + R p C 、按流体性质分类 Rt=Rw+Rv ，其中，Rv=Rf+Rpv d.付汝德分类 Rt=Rf+Rr ，其中，Rr=Rw+Rvp 2.什么叫力学相似？ 两物系任一对应里成比例，所有涉及的力有惯性力，粘性力，重力。
3.付汝德相似的条件是什么？当两形似船的付汝德数Fr 相等时，兴波阻力系数Cw 必相等。
4.什么是比较律？ 形似船在相应速度时（或相同付汝德数Fr ），单位排水量兴波阻力必相等。
（付汝德比较定律）5.雷诺相似的条件是什么？当雷诺数相同时，两形似物体粘性阻力系数必相等。
当雷诺数相同时，不同平板的摩擦阻力系数必相等。
6.为什么说全相似不可能？ 全相似定律：水面船舶的总阻力系数是雷诺数和付汝德的函数，若能实船和船模的雷诺数和付汝德数同时相等，就称为全相似，在满足全相似的条件下，实船和船模的总阻力系数为一常数，称为全相似定律。
若付汝德数和雷诺数同时相等时，则船模和实船的长度以及运动粘性系数应满足实际上船模是在水池中进行试验，而海水和淡水的运动粘性系数相差不大。
可假定，则要满足全相似条件，除非即而且，这意味着实船即船模，或实船在试验池内进行试验，这显然是不现实的。
第二章 7.简述摩擦阻力产生的原因、计算方法。
原因：当水或客气流经平板表面时，由于流体的粘性作用，在平板表面附近形成界层，虽然界层厚度很小，但界层内流体速度的变化率很大。
8.减小摩擦阻力的措施。
减小摩擦阻力的方法：1、首先从船体设计本身考虑，低速船选取较大的排水体积长度系数(或较小的L/B)从减小湿面积的观点看是合理的，另外减少不必要的附体如呆木等，或尽量采用表面积较小的附体亦可减少摩擦阻力。
第01章 总论概述
g(m/s2): 重力加速度。
与重力有关的现象都是由Fr决定的。例如，波浪运动， 船舶的兴波阻力等。Fr数大，表示重力的影响较小；反之 则大。
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傅汝德定律
根据相似定理船体兴波引起的兴波阻力系数：
Cw Rw f ( Fr ) 1 2S v 2
(1-10)
一定船型的兴波阻力系数仅是傅汝德数Fr的函数，当 两形似船的Fr相等时，兴波阻力系数Cw必相等，这称为傅 汝德定律。 如用下标s和m分别表示实船和船模参数，α=Ls/Lm是 实船与船模间的缩尺比。为保持傅汝德数Fr相同，则它们 的速度必须满足关系: v v vs v 由 s m 得到v m s 可以实现 gLs gLm Ls / Lm Ls=100m, Vs=20kn=10.28m/s;
等。
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实船试验
实船试验的目的是鉴定船舶的快速性是否达到设计要
求，同时最后验证理论研究、试验研究成果的准确性。而 实船长期使用的结果则是衡量快速性的最后标准。
实船试验的环境不容易控制，试验结果处理非常复杂， 耗费大量人力，试验费用昂贵。
2/2
3.数值模拟方法
近年来，由于高速计算机的发展和数值方法的进步，
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雷诺定律
根据相似定理物体受到的粘性阻力系数：
Cv Rv f ( Re ) 1 2 v S 2
(1-7)
可见一定形状的物体，粘性阻力系数仅与雷诺数有关。 当雷诺数Re=Lv/υ相同时，两个形状相似物体的粘性阻力 系数必相等。 作为特例，深水中顺着平面本身运动的极薄平板受到 的阻力仅为摩擦阻力Rf，平板的无量纲阻力系数表示为：
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2.试验方法
试验方法包括船模试验和实船试验。
船模试验是按照相似理论(因次分析)制做小尺度的船 模和桨模，在拖拽水池中进行试验，用试验数据预报实船 阻力。许多优良船型或重要船舶几乎都要进行船模试验。 在船舶快速性研究史上，船模试验一直是最主要的方
船舶阻力要点
第一章总论1.船舶快速性，船舶快速性问题的分解。
船舶快速性：对一定的船舶在给定主机功率时，能达到的航速较高者快速性好；或者，对一定的船舶要求达到一定航速时，所需主机功率小者快速性好。
船舶快速性简化成两部分:“船舶阻力”部分：研究船舶在等速直线航行过程中船体受到的各种阻力问题。
“船舶推进”部分：研究克服船体阻力的推进器及其与船体间的相互作用以及船、机、桨（推进器）的匹配问题。
2.船舶阻力，船舶阻力研究的主要内容、主要方法。
船舶阻力：船舶在航行过程中会受到流体（水和空气）阻止它前进的力，这种与船体运动相反的作用力称为船的阻力。
船舶阻力研究的主要内容：1.船舶以一定速度在水中直线航行时所遭受的各种阻力的成因及其性质；2.阻力随航速、船型和外界条件的变化规律；3.研究减小阻力的方法，寻求设计低阻力的优良船型；4.如何较准确地估算船舶阻力，为设计推进器（螺旋桨）决定主机功率提供依据。
研究船舶阻力的方法：1．理论研究方法：应用流体力学的理论，通过对问题的观察、调查、思索和分析，抓住问题的核心和关键，确定拟采取的措施。
2.试验方法：包括船模试验和实船实验，船模试验是根据对问题本质的理性认识，按照相似理论在试验池中进行试验，以获得问题定性和定量的解决。
3.数值模拟:根据数学模型，采用数值方法预报船舶航行性能，优化船型和推进器的设计。
3.水面舰船阻力的组成，每种阻力的成因。
船舶在水面航行时的阻力由裸船体阻力和附加阻力组成，其中附加阻力包括空气阻力、汹涛阻力和附体阻力。
船体阻力的成因:船体在运动过程中兴起波浪，船首的波峰使首部压力增加，而船尾的波谷使尾部压力降低，产生了兴波阻力；由于水的粘性，在船体周围形成“边界层”，从而使船体运动过程中受到摩擦阻力；在船体曲度骤变处，特别是较丰满船的尾部常会产生漩涡，引起船体前后压力不平衡而产生粘压阻力。
4.船舶阻力分类方法。
1.按产生阻力的物理现象分类：船体总阻力由兴波阻力、摩擦阻力和粘压阻力Rpv三者组成，即Rt二Rw+Rf+Rpv.2.按作用力的方向分类：分为由兴波和旋涡引起的垂直于船体表面压力和船体表面切向水质点的摩擦阻力，即Rt=Rf+Rp.3.按流体性质分类：分为兴波阻力和粘性阻力（摩擦阻力和粘压阻力），即Rt=Rw+Rv.4.傅汝德阻力分类：分为摩擦阻力和剩余阻力（粘压阻力和兴波阻力）, 即Rt二Rf+Rr.5.船舶动力相似定律，研究船舶动力相似定律的意义，粘性与重力互不相干假定。
船舶阻力
1.船舶受力：1地球引力2浮力3流体动力4推进器推力2.船舶阻力：船舶受到流体作用在船舶运动相反方向上的力3.船舶阻力+传播推进=快速性船舶快速性：尽可能消耗较少的主机功率以维持一定航速的能力4.船舶性能：稳性、浮性、抗沉性、快速性、操纵性、耐波性5.船舶阻力曲线：船舶阻力随航速变化的曲线6.1海里/时（节）=1.852公里/时=0.5144m/s1米/秒=3.6km/h=1.942节雷诺数：Re=u L/V 长度弗劳德数：体积弗劳德数：gL UFr =水深弗劳德数：31.∇=∇g U Fr hg U Fr h .=7.船舶航态：1排水航行状态Fr<1.02过渡状态1.0<Fr <3.0(护卫、巡逻、高速双体、V 型快船)3滑行状态Fr>3.08.排水型船舶：低速船（Fr<0.2）中速（0.2<Fr<0.3）高速(Fr>0.3)9.随体坐标系：固接于船体上的坐标系10.航道：1深水航道2限制航道（a 浅水航道水深b 狭窄航道水深宽度）11.船舶阻力：1水阻力（a 静水阻力b 汹涛阻力）2空气阻力12.船体阻力R t ：1摩擦阻力R f 2剩余阻力R r （a 粘压阻力F pv b 兴波阻力F w ）13.湿表面积：船舶处于正浮状态时水线以下裸船体与水接触处表面积14.船体周围流场：主流区、边界层、边界层和由于边界层分离产生的漩涡区15.1摩擦阻力：船舶表面的剪切应力在船舶运动方向上的投影沿船体表面积分所得合力（能量观点）：就某一封闭区，当船在静水中航行，由于粘性作用会带动一部分水运动（边界层），为携带它运动，船体不断提供能量给水，产生摩擦阻力。
2粘压阻力（形状阻力或漩涡阻力）：由于粘性作用，船体前后压力不对称产生压力差即为粘压阻力（能量观点）：船尾部形成漩涡要消耗能量，一部分能量被冲向船后方的同时，在船艉部又持续不断的产生漩涡，船体不断为流体提供能量，这部分能量消耗就是粘压阻力表现形式3兴波阻力：由于船体兴波导致船体压力前后分布不对称而产生的与船体运动方向相反的压力差，成为兴波阻力16.形状效应：船体表面弯曲影响使其摩擦阻力与相当平板计算所得结果的差别17.相当平板理论：假设具有相同长度，相同运动速度和湿表面积的船体和平板的摩擦力相同18.污底：海洋中的生物附着在船体表面，增加船体表面的粗糙度，使阻力增加很大19.船体表面粗糙度：1普通粗糙度：油漆面粗糙度，壳板平面2局部粗糙度：结构粗糙度20.减小摩擦阻力的方法：1减小湿表面积。
知识点二 船舶的阻力-PPT课件
附加阻力
• 汹涛阻力
船舶阻力也会由于风、浪和船身的剧烈摇摆运动的影响而增加。顶浪航行 时，一般船舶总阻力比静水状态增加50%～100%。
• 空气阻力
空气阻力指在静水状态下（3级风以下），船舶水上部分对空气的相对运动产 生的阻力。一般来说，空气阻力与船速的平方以及船体水线以上部分正投影面 积成正比。一般情况下，空气阻力通常占总阻力的2%～4%左右，但集装箱船由 于其船体水线以上部分正投影面积较大，且船速较高，其空气阻力占总阻力的 比例可达10%。 附加阻力的大小与风浪大小、船体污底轻重及航道浅窄有关。
附加阻力
指船舶营运过程中由于船舶附体的增加、船体表面粗糙 度、海况、风以及海流等引起的船舶阻力增量。附加阻 力包括： • （1）附体阻力 • （2）坞底阻力 • （3）汹涛阻力 • （4）空气阻力
附加阻力
• 附体阻力
指由于舵、舭龙骨及轴包架等附体对水运动而增加的部分阻力。
• 坞底阻力
船舶营运过程中，船壳板上漆层的脱落、海生物的生长都会使船体表面变为粗 糙，意味着船舶摩擦阻力的增加。这种船体表面粗糙度的增大，在整个船舶使 用寿命期间可能使总阻力增加25%～50%。有关数据显示，每米长度的粗糙度厚 度为25μm时，船速降低1%。
船舶阻力的构成
• 营运中的船舶所受的阻力总量RT由基本阻力R0和附加阻力 △R两部分构成。 船舶阻力表示为：
RT=R0+ΔR
基本阻力
• 基本阻力是指新出坞的裸船体（不包括附属体）在平 静水面行驶时对船体产生的阻力。由摩擦阻力、兴波 阻力、涡流阻力三部分组成，即
R0=RF+RW+RE
基本阻力
• 摩的阻力
船舶的阻力
• 船舶在水面上以一定的航速航行，船舶必须依靠主机 发出的功率，驱动推进器产生推力，从而克服船舶本 身所受的各种阻力。
高速艇性能2
船舶性能
1.
船舶技术性能分成：营运性能和航海性能；
营运性能只是表征给定类型船舶的性能，如用途、航区、 航程、装载能力和空间地位等，主要反映在使用效能 （运输质量、营运组织的方便性、灵活性）及经济性 （建造、营运）方面； 航海性能通常表征所有船舶，不论其用途如何， 为如下性能的总和：浮性、快速性、稳性、抗沉性、适 航性、操纵性等。
断级滑行艇是指艇底中部有一个断级，由两 个滑行面支撑。流体动力性好，适合更高的 速度范围。但是耐波性不如无断级滑行艇。
无断级滑行艇的设计
无断级滑行艇
无断级滑行艇的设计
滑行艇艇体形状： 底面平坦型、高速圆舭型、高速折角型
无断级滑行艇的设计
无断级滑行艇的设计
最常见的不带断级的V型艇
艇体形状和载荷参数
遮蔽航区： 沿海海岸与岛屿，岛屿与岛屿围成的遮蔽 条件较好、波浪较小的海域。在该海域内岛 屿之间、岛屿与海岸之间距离不超过10n mile；或在距岸不超过10n mile的水域，并 限制在风级不超过6 级（蒲氏风级）且目测 波高不超过2m 的海况下航行。
内河航区： 内河A级航区、内河B级航区、内河C级 航区。航区级别规定的浪高h的范围为： A级：1.5m<h≤2.5m；蒲氏风级5级 B级：0.5m<h≤1.5m；蒲氏风级4级 C级：h≤0.5m。
面积系数、长宽比、LCG对阻力影响
高速阻力随着长 宽比减少而显著 降低，V型艇在 《2.3采用瘦长型， LCG位置过分靠 后会纵向不稳定， 适用范围在面积A 型心后0%-10%L 区间。
斜升角变化对阻力影响
斜升角增加，湿表面增加； 斜升角增加，阻力增量45%为兴波阻力， 55%为摩擦阻力 斜升角增加，阻力增大，航向稳定性增加， 转弯内倾斜，减少颠簸和拍击。 海船深V尾板斜升角10°， 内河普V尾板斜升角1°~4°。
船海本科船舶原理主要知识点
《船舶阻力》和《船舶推进》主要知识点1、掌握快速性的概念。
2、掌握船舶阻力和船体阻力的成因和分类。
3、掌握雷诺数和傅汝德数的概念。
4、了解雷诺定律和全相似定律，掌握傅汝德定律（含比较定律）和傅汝德假定。
5、掌握形似船和相应速度的概念。
6、掌握船行波的组成和兴波阻力的成因。
船行波分为为：首横波和首散波；尾横波和尾散波。
兴波阻力的成因：体在静水中运动过程中兴起波浪，由于波浪产生，改变了船体周围的压力分布情况7、掌握兴波阻力的特征。
8、了解兴波干扰的预测方法。
9、掌握减小常规船型兴波阻力的方法。
1、选择合理的船型参数2、造成有利的波系干扰，常见的是采用球鼻首。
3、设计良好的首尾形状。
10、理解摩擦阻力的成因。
当船体运动时，由于水的粘性，在船体周围形成“边界层”，从而使船本运动过程中受到粘性切应力作用，亦即船体表面产生了摩擦力，它在运动方向的合力便是船体的摩擦阻力13、掌握船体表面弯曲度和表面粗糙度对摩擦阻力的影响（含形状效应和表面粗糙度补贴系数的概念）。
14、理解减小摩擦阻力的方法。
1、减小船体表面湿面积：从船体设计本身考虑，选择合理的船型参数，特别是主尺度的确定要恰当；减少不必要的附体等，或尽量采用表面积较小的附体。
2、减少表面粗糙度：在可能范围内使船体表面尽可能光滑。
15、理解粘压阻力的成因和特征、了解降低粘压阻力的船型要求。
成因：引起船体前后压力分布不平衡而产生。
1、应注意船的后体形状。
2、应避免船体曲率变化过大。
3、前体线型应适当注意。
对于低速肥大型船，采用球鼻首有可能减小舭涡所形成的粘压阻力，另外球鼻球这此类船有一定的降阻作用。
18、理解三因次法与傅汝德法的主要差别。
19、掌握附体阻力的主要成分和附体系数的概念。
20、掌握空气阻力的主要成分和空气阻力百分数的概念。
21、掌握汹涛阻力、储备功率和储备功率百分数的概念。
22、掌握优良船型含义及船舶分类（按傅汝数分类），及其主要的阻力成分。
23、理解排水量长度系数对阻力的影响规律，掌握最佳船长的概念。
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187第九章 高速船型的阻力特性高速船，又称高性能船，是当前世界造船事业的热门课题。
这些船舶无论在军用上，还是在民用交通运输方面都占有相当重要的地位。
世界各国十分重视对各种形式高性能船开发与研制，高速船被预言是“21世纪海上主要的运输工具之一”。
本章仅简要介绍那些应用较广或颇受有关方面关注的某些船型以及它们的阻力问题。
§ 9-1 船舶航行中的航态与高速船种类由于各类船舶所处的航速范围不同，所以航行中的航态亦各不相同。
航态变化往往与阻力特性的变化联系在一起，通常的排水型船舶由于其航速处于排水航行状态，航态变化极小，所以通常不考虑航态对阻力的影响。
但对各种快艇而言，航态对阻力的影响相当重要，因此在讨论阻力特性时必须与航态联系在一起。
一、船舶航行中的航态有关研究表明，船舶航行中的航态有时会对阻力特性产生较大的影响。
一般说来，船舶在航行时的航态与静浮状态是不相同的，而且航态随航速变化而变化。
根据已有资料表明：船舶在航行过程中，船体各部位的吃水较静浮时将发生变化。
图9-1是巴甫连柯根据试验给出的船舶在不同速度下，船首、船尾和重心处的吃水变化情况，其中速度参数为：Fr ▽＝3/1s gυ∇(这里▽为排水体积，Fr ▽ 称为体积傅汝德数)。
船舶航行过程中，伴随有航态变化，即在垂直方向出现运动和位移，表明其不但受到静力作用，而且必然存在着流体动力的作用。
设Δ为船体排水量，▽为船体静浮时的排水体积，▽1为船体在航行过程中的排水体积，L 为沿垂直方向作用在船体上的流体动力或称升力。
则船体在航行时，沿垂直方向的受力关系为：L ρ+∇⋅=1g Δ (9-1)实际航行表明，根据船舶的Fr ▽值，所有水面船舶大致可以划分为三种航态：(1) 排水航行状态：当Fr ▽＜1.0，此时航速较低，流体动力所占比重极小，船体基本上由静浮力支持，船体航态与静浮时变化不大。
下沉图9-1 船舶运动中的航态与Fr ▽的关系因而可以认为L/Δ→0，▽1≈▽。
在这个速度范围内的各种船舶，它们的阻力问题可以认为与航态无关。
大多数的民用船，都是属于这种航态的船舶。
所以，在这一航速范围内的船舶，又统称为水面排水型船舶。
(2) 过渡状态：在1.0＜Fr▽＜3.0，此时随航速增高，航态较静浮状态有明显的变化，船首上抬较大，船尾下沉明显，整个船体呈现明显的尾倾现象。
在这种状态下，流体动力较排水航行状态明显地增大，船的排水体积趋于减小，即▽1＜▽。
在该速度范围内的各种船舶，它们的阻力特性与航态关系较密切，如高速炮艇、巡逻艇、交通艇都是这种航态范围的船舶。
这些船舶流体动力L占支持艇体的总浮力的比重不可忽视。
但航态基本上处于排水型状态。
故这些船称为高速排水型艇，或过渡型艇。
(3) 滑行状态：当Fr▽＞3.0 时，此时航速很高，船首、船尾的吃水变化很大，而且整个船体被上抬沿水面“滑行”，因此，处在这种航态下的船称为滑行艇。
滑行艇处在滑行阶段时，静浮力很小，艇体几乎完全由流体动力L来支持，即L≈Δ，而▽1→0。
高速摩托艇、鱼雷快艇及导弹快艇等均属滑行艇之列，滑行艇的阻力特性与航态的关系更为密切。
二、高速船的种类近年来高速船迅速发展，种类繁多，涉及面广。
特别是随着船舶航速的不断提高，航态和支持船体的流体动力以及船体相对于水表面的位置均会发生明显变化。
这些船舶除阻力性能外，对耐波性等其他航行性能均有更高的要求，因而也就相继出现了以不同原理、不同新概念发展而成的各类新型高速船，又称为高性能船舶。
1981年16届国际船模试验池会议将当时流行的主要高速船归纳为四类七种船型：(1) 单体高速艇：包括高速排水型艇和滑行艇。
(2) 水翼艇：按水翼相对于水面情况不同而分为全浸式水翼艇和表面割划式水翼艇。
(3) 气垫船：包括全浮式气垫船和侧壁式气垫船。
(4) 多体船：小水线面双体船。
由于新建高速双体客船数目逐年增加，因此，17届ITTC高速船委员会强烈推荐高速双体船应加入到高速船行列中去。
此后，由于高速船在世界范围内的迅速发展，冲翼艇(又称地效翼船)渐趋成熟，近年来甚至出现了以几种支持力互相组合的所谓复合型高性能船(Hybrid-hull)，可以断言，高速船的种类和范围，今后还将有进一步的扩展。
世界各国必将继续开发、研制新型的高速船。
§9-2 高速排水型艇的艇型和阻力性能常规水面船舶，由于所对应的航速范围较低，相应于Fr▽＜1.0，因此航行中的航态与静浮时变化不大，故这一类船舶又统称为排水型船舶。
但是，对于航速范围处于1.0＜Fr▽＜3.0的船舶，航态随航速变化显著，且阻力特性与航态关系甚密。
同时，其流体动力作用不能忽视，因此把这类船舶归于快艇范围。
然而，这类艇与处于滑行状态下的滑行艇相比存在本质的差别，其仍接近于排水型船舶，所以这类艇称为高速排水型艇或称过渡型快艇。
正因为如此，这种过渡型快艇不但具有本身的艇型特点，而且其阻力特性既不同于常规排水型船，亦不同于滑行艇。
188189一、高速排水型艇的艇型特点高速排水型艇的航态还是比较接近于排水型船舶，试验证明：当gL υFr / ＜0.6时，艇体湿面积变化并不很显著，但由于其航速较高，存在流体动力作用的影响，因此这类艇的艇型特点主要表现为：(1) 整个艇体较瘦长，L /B 较大；排水量长度系数和方形系数均较小，这是为了减小高速情况下的剩余阻力。
(2) 艇体剖面形状取圆舭型或称为U 形剖面居多。
因此这种艇又常称为圆舭艇。
由艇首向尾方向，剖面的横向斜升角迅速减小，甚至趋于零度。
(3) 首部比较瘦削，进流段的水线几乎呈直线，水线的进角较小。
目的为了减小兴波阻力。
(4) 艇体后体的纵剖线取微凸，对于Fr ＞1.0的艇则几乎呈直线。
(5) 尾部形状均采用方尾形式。
其最突出的优点在于增加艇体的“虚长度”以降低高速时的阻力。
图9-2所示为典型的高速排水型快艇的艇体线型，上述艇型特点的诸方面在图中均可得到显示。
二、高速排水型快艇的阻力特性高速排水型艇的航速较高，其航行中的航态现象及相应的阻力特性主要有：1．影响阻力特性的两种航态现象(1) 航行纵倾随航速变化。
高速排水型快艇航行中的纵倾和艇体各部位吃水变化必然对各种阻力成分，诸如摩擦阻力、兴波阻力以及飞溅阻力产生影响作用。
(2) 兴波和飞溅现象。
随着航速增大，除兴波现象外，还出现明显的飞溅现象。
因而高速排水型快艇的阻力除具有常规排水型船相同的阻力成分之外，同时还产生飞溅阻力。
2．典型的阻力曲线形状图9-3是高速排水型快艇和排水型船舶以及其它各种水面高速艇的阻力曲线比较。
由图9-3知，在低速情况，高速排水型快艇的阻力特性可以认为与排水型船基本上相同，实际上此时未出现飞溅现象，艇底水动力无甚影响的情况下，就阻力成分而言两者亦是相同的。
在低速时，由摩擦阻力占主要成分，排水型船的排水量长度系数较高速排水型快艇为大，对减少摩擦阻力有利，因而其相应的单位排水量总阻力R t /Δ显得小些。
190 随着航速增大，由于流体动力的作用，一方面出现飞溅现象；另—方面，在流体动力作用下艇体有所上抬，使兴波阻力有所减小，因此表现在阻力曲线随航速变化比较缓和。
如图9-3所示，在一定航速范围内(约0.45＜Fr ＜1.0)，圆舭过渡型快艇的阻力性能不但较排水型船低得多，而且较其它各种快艇亦要小。
如航速继续增大，—般认为，Fr ＞1.0时，圆舭过渡型快艇由于出现严重的飞溅，因此总阻力中飞溅阻力成分急剧增大，以致其阻力曲线随航速增加而变得更陡，正因为如此，一般认为圆舭过渡型快艇的适用范围在Fr ＜1.0。
3．剩余阻力系数曲线的特点高速排水型快艇的航速较高，因此剩余阻力在总阻力中占比重较大。
图9-4是亨许克(Henschke )试验所得的剩余阻力系数曲线。
由图知，不论艇的排水量大小如何，在Fr ＝0.50附近总是存在一个明显的阻力峰值区。
三、影响高速排水型快艇阻力的艇型因素格罗特(Groot )和亨许克等认为影响高速排水型快艇阻力的主要因素是：速度、长度和排水量。
如这些要素确定后，则阻力还受其它船型要素的影响，其中包括：横剖面形状，宽度吃水比(B /d )，棱形系数，水线面系数，船中横剖面系数以及浮心纵向位置等。
一般而言，当设计艇不能达到预定速度时，设法减少艇的排水量或增加艇体长度最为有效。
当然从设计质量更高的要求而言，其它参数应尽量选择恰当。
R t /ΔV/ L图9-3 水面快艇的阻力曲线比较 62.546.179.2Δ= 95.6 k g3C r ×10Fr1.00.80.60.40.2080604020图9-4 排水量对过渡型快艇的阻力性能影响1911．排水量及排水量长度系数的影响由试验证明：排水量对高速排水型快艇阻力的影响是很敏感的，图9-4是亨许克在不同排水量下的剩余阻力系数曲线，在曲线的峰值区内，排水量的变化将引起阻力显著的变化。
柏林水池的系列试验指出：在Fr ＞0.4时，由于排水量变化而引起的剩余阻力变化成1.6次方关系：6.12121⎪⎪⎭⎫⎝⎛∇∇=R R R R 其中，R R1和R R2分别为对应排水体积为▽1和▽2时的剩余阻力。
归纳所有资料，几乎一致认为排水量长度系数()310/ΔL C =∇是影响阻力的重要参数，有人甚至称为是唯一的影响因素。
显然该系数由△、L 两参数组成的，因而可以想象其对阻力性能产生的重要影响作用。
由图9-5瑞典Nordstrom 资料知剩余阻力系数随C ▽的增加而增加，且在阻力系数曲线“峰值”区内影响最显著。
2．横剖面形状的影响高速排水型快艇的剖面形状一般有U 形(即圆舭型)和V 形(即折角型)两种。
不少研究资料表明：从阻力观点来看，在相同的C ▽情况下，在较低航速时，圆舭型的阻力性能较折角型者为佳。
一般认为U 形艇适用的速度范围为Fr ＜1.0。
3．横剖面面积曲线形状的影响横剖面面积曲线形状往往主要以棱形系数、纵向浮心位置和艉板浸湿面积比来体现。
高速排水型快艇的棱形系数的选取与设计航速有关。
泰洛建议的最小阻力的棱形系数值是以C ▽和Fr 为参数．如表9-1所列，可供实际设计时应用。
其他有关试验资料亦给出了棱形系数的选择曲线。
由于高速排水型艇航速较高，从所有变化浮心位置的模型试验结果来看，剩余阻力为最小的情况均发生在浮心位置处于船中之后，因此浮心位置适当移后往往对阻力性能是有利的。
由于相对尾板面积A t /A m (其中A t 、A m 分别为尾板和船中横剖面面积)与尾部流动有关，因2.842.982.512.173.433.914.894.243/(0.1L )= 5.54ΔV S / L3C r ×101062Fr0.20.70.50.60.40.32.42.01.61.20.80.6图9-5 Nordstrom U 型艇剩余阻力系数192 而认为是影响阻力的参数之一。