受競(jìng)賽雙體船設(shè)計(jì)元素的啟發(fā)，并以創(chuàng)新方式 采用復(fù)合結(jié)構(gòu)，Compmillennia推出了一款兼具高 速、出色的燃油經(jīng)濟(jì)性和平穩(wěn)行駛性的釣魚遠(yuǎn)足船。
既能保持良好的行駛速度，又能省油省力，同 時(shí)乘坐舒適，是大多數(shù)船舶用戶的愿望。其中，行駛 速度是最受重視的。但當(dāng)大多數(shù)船舶設(shè)計(jì)師討論這 三個(gè)特點(diǎn)時(shí)，他們通常是在權(quán)衡之下做出妥協(xié)—— 例如，為了速度而犧牲燃油經(jīng)濟(jì)性，或者為了乘坐 舒適而犧牲速度。因此，當(dāng)Compmillennia公司的總 經(jīng)理JimGardiner著手在在一條船上實(shí)現(xiàn)高速、出色 的燃油效率和出色的乘車體驗(yàn)時(shí)，他知道必須進(jìn)行 創(chuàng)新：事實(shí)證明，復(fù)合材料技術(shù)對(duì)其成功至關(guān)重要。

停泊的雙體船

其結(jié)果是 CompmillenniaLIGHTSPEED 1188 型雙 體船，這是一款具有39英尺的中控臺(tái)、專為8名左 右垂釣者的海上釣魚團(tuán)體設(shè)計(jì)，或多位家庭成員和 朋友進(jìn)行短途旅行。這艘船的橫梁異常寬大——該 系列中的第一艘橫梁為12英尺，現(xiàn)在達(dá)到了 14英 尺——從而提供了極佳的穩(wěn)定性，并為人員和裝備 提供了足夠的空間。雖然只有兩個(gè)300馬力的發(fā)動(dòng) 機(jī)，雙體1188提供最高時(shí)速超過60英里每小時(shí), 幾乎相當(dāng)于配備了三或四個(gè)300馬力發(fā)動(dòng)機(jī)的大型 V型底中控臺(tái)船的最高速度。更大的V型底需要很 大的發(fā)動(dòng)機(jī)馬力才能將其推入水中，而更大的馬力 等于更大的重量、更多的成本、更大的牽引力和更 多的燃料。
快速、高效、舒適
為了實(shí)現(xiàn)速度、效率和舒適性的三位一體, Gardiner從“一張白紙”開始設(shè)計(jì)光速1188,他認(rèn)為， 這使他能夠避免“純粹的生產(chǎn)思維和固定工具”的 限制。他注意到，例如，在生產(chǎn)雙體船時(shí)，駕駛艙通 常是一個(gè)單獨(dú)的“桶”，帶有甲板底和船體側(cè)襯墊, 設(shè)計(jì)上Gardiner把它稱為”碗形杯結(jié)構(gòu)”。
為了減輕1188的結(jié)構(gòu)，Gardiner借鑒了大型海 洋帆船比賽雙體船的設(shè)計(jì)元素，使駕駛艙成為該船 更為完整的組成部分。
這些競(jìng)賽船的船體由兩個(gè)橫粱連接在一起，并 通過在船體之間拉伸高強(qiáng)度網(wǎng)狀材料簡(jiǎn)單地創(chuàng)建了 一個(gè)“甲板”。Gardiner復(fù)制了該結(jié)構(gòu)的非競(jìng)賽性方 面，通過將后艙壁和前艙壁用作主要的橫向結(jié)構(gòu), 從而使兩者之間的復(fù)合甲板非常輕巧。
除了消除傳統(tǒng)座艙設(shè)汁中存在的冗余結(jié)構(gòu)部件 夕卜，輕巧的重量在1188的8x 12英尺高架T型頂篷 設(shè)計(jì)中尤為明顯。這種元件可能只攜帶電子沒備和 照明設(shè)備，但它在結(jié)構(gòu)上的堅(jiān)同性足以為可選的第 二操舵站提供一個(gè)上層甲板。
在其他這種類型的大型中控臺(tái)釣魚雙體船 上，這部分的重量可能高達(dá)1000磅，其中包括用 于堅(jiān)固的焊接鋁管框架及固定在船上的支撐。而 LIGHTSPEED1188使用經(jīng)過優(yōu)化的碳纖維層壓板, 重量不到200磅，并且無需螺栓即可粘接。
由于重量是Lightspeed 1188設(shè)計(jì)的核心，因此 Gardiner將其定為定制其他設(shè)計(jì)元素的固定點(diǎn)。也 就是說，他根據(jù)船的結(jié)構(gòu)元素和裝備計(jì)算出了船的 重量，然后在優(yōu)化設(shè)計(jì)的其他參數(shù)時(shí)將這個(gè)重量考 慮進(jìn)去。例如，Gardiner只有在確定了船的重量后， 才設(shè)計(jì)了兩個(gè)船體之間隧道的幾何結(jié)構(gòu)——這不是 一項(xiàng)簡(jiǎn)單的任務(wù)。因?yàn)樗哪繕?biāo)是通過提供至少12 英寸的離海間隙從而來防止水擊。
重量輕，有助于減少排水量，從而提高燃油經(jīng) 濟(jì)性。Gardiner指出，燃油經(jīng)濟(jì)性與船的總重量大 致成正比。LIGHTSPEED1188的重量為8500磅，傳 統(tǒng)雙體船的設(shè)計(jì)重量為13 000磅。但是，重量?jī)H僅 是燃料消耗的一個(gè)因素。單步船體設(shè)計(jì)對(duì)1188的燃 油效率也至關(guān)重要。
在階梯式船體中，結(jié)構(gòu)“槽口 ”位于船體兩側(cè) 足夠高的位置，以便在船舶巡航時(shí)達(dá)到水線以上。 在槽口的后部，船體底部略高于槽口的前部。這個(gè) 臺(tái)階形成了一個(gè)低壓區(qū)，通過側(cè)面的槽口吸進(jìn)船底 的空氣據(jù)報(bào)道，隨著更多的船體被提離水面，這艘 船的阻力更小，提升效率更高達(dá)15%o
Compmillennia公司努力使燃油經(jīng)濟(jì)性最大化,其 結(jié)果是，1188的巡航油耗為1.5英里/加侖，比其他同 樣大小的融所能達(dá)到的最高航速增加了?
階梯式船體的優(yōu)點(diǎn)在于，它大大增加了船體設(shè) 計(jì)的復(fù)雜性，但Gardiner以前并沒有處理過。他數(shù) 十年的船舶設(shè)計(jì)和建造生涯使他的設(shè)計(jì)工作更少 依賴于計(jì)算機(jī)分析，而更多地依賴于基于經(jīng)驗(yàn)的設(shè) 計(jì)決策，Gardiner表示：“我每周建造一條18英尺 長(zhǎng)的輕型釣位小艇，已經(jīng)13年了。這使得我每周都 有機(jī)會(huì)試驗(yàn)材料和分層時(shí)間表。這是一次’憑直覺’ 的測(cè)試。每個(gè)星期，我都會(huì)帶不同的員工去試航。 盡管每艘船都是用同樣的模具造的，但我還是學(xué)會(huì) 了從航行中識(shí)別出建造一艘完整的船所使用的樹 脂、增強(qiáng)材料和核心材料?！?br /> 描述LIGHTSPEED1188的設(shè)計(jì)過程時(shí)，Gardiner 表示，設(shè)計(jì)是用鉛筆和紙、樣條曲線和船的曲線繪 制的。進(jìn)行了浮力計(jì)算，并進(jìn)行了重量和力矩的研 究。在此基礎(chǔ)上，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行了修改，使重心在正 確的位置。只有在Compmillennia建造了船模之后， 設(shè)計(jì)才進(jìn)入Autodesk公司，并為進(jìn)一步的生產(chǎn)計(jì)劃 和修改奠定了基礎(chǔ)。
單級(jí)船體比多級(jí)船體更有效，更普遍。此外, 還解決了運(yùn)行角度、穩(wěn)定性和舒適性與幾個(gè)設(shè)計(jì)元 素。燃料箱位于船的重心，這樣當(dāng)425加侖的燃油 容量被消耗掉時(shí)，船的平衡不會(huì)改變。這也有助于 提高燃油效率。船體層壓板、泡沫夾層在設(shè)計(jì)上, 使用玻璃和芳綸增強(qiáng)乙烯基酯，有助于乘坐舒適的 能力，吸收能量?？偟膩碚f，1188大多采用碳纖維 復(fù)合材料，因?yàn)樗鼈冊(cè)陧斉裰幸约把刂T如前后艙 壁等載荷路徑的剛度適合且重量輕。玻璃和芳綸纖 維復(fù)合材料則在其他地方使用。
與許多復(fù)合材料層壓設(shè)計(jì)一樣，1188的設(shè)計(jì) 是重量?jī)?yōu)化的，這既是因?yàn)閺?fù)合材料的高強(qiáng)度重量 比，也是因?yàn)樗鼈兊倪m配性。這種設(shè)計(jì)使層壓板盡 可能薄（通常是一層或兩層雙軸、三軸或四軸非織 造布和一些單向布）,并在需要防止水拍打或船塢 碎片沖擊損壞的區(qū)域加入更多層壓板。
先進(jìn)的復(fù)合材料制造
Gardiner的第一個(gè)任務(wù)是把他的沒計(jì)成果建立 成本效益的模具。40英尺中控臺(tái)雙體船的生產(chǎn)工具 成本約為100萬美元。作為一家向市場(chǎng)推出新設(shè)計(jì) 的小型復(fù)合材料制造商，那將是一筆巨大的投資。 Gardiner做出了不同的選擇。“我認(rèn)為，建造一個(gè)覆 蓋高壓層壓板的膠合板船體模具將會(huì)具有很好的成 本效益到2019年底，Compmillennia公司將開始 在這些模具上建造第九艘船體，他們已經(jīng)為此支付 了好幾倍的費(fèi)用。該公司在其20英尺乘80英尺的 平板真空模具上制造了該船的其余復(fù)合部彳駕 駛艙底板、甲板、控制臺(tái)，該真空模具生產(chǎn)的面板 表面具有接近生產(chǎn)質(zhì)量的凝膠涂層。
復(fù)合雙體船的樹脂注入
LIGHTSPEED1188的大多數(shù)組件都是通過手工 鋪設(shè)干增強(qiáng)材料然后注入樹脂來制造的。手工疊放 加樹脂灌注的組合用于構(gòu)造LIGHTSPEED1188O主 要的玻璃增強(qiáng)材料是Vectorply公司的E-LT32000/90

縫合雙軸織物。對(duì)于小型零件和粘合帶，使用 Vectorply 的 E-BXM1708 和 240845/-45 雙偏置縫制 織物。芳綸增強(qiáng)材料KDB130845/-45雙斜度縫合織 物也來自Vectorply公司。碳纖維增強(qiáng)部件使用了一 系列Zoltek公司單向機(jī)織和457-45縫合產(chǎn)品。

雙體船示意圖

對(duì)于基體，Gardiner 選擇了 InterplasticCorp.的 CORVE8175-60樹脂，一種高伸長(zhǎng)率灌注乙烯基 酯。乙烯基酯與膠衣的相容性是決定性因素。這種 特殊的乙烯基酯提供了良好的織物增強(qiáng)劑，對(duì)各種 纖維類型具有良好的附著力，并有足夠的伸長(zhǎng)率 來確保負(fù)載是由增強(qiáng)劑而不是基體承擔(dān)的。使用 MagnumVenusProducts 設(shè)備和 GougeonBrothers 的浸 漬劑來浸潤(rùn)纖維。
夾心板使用的是戴鋁Diab的DivinycellH或HM 泡沫芯制成。在高負(fù)荷區(qū)域，例如發(fā)動(dòng)機(jī)安裝的龍 骨區(qū)域和橫梁，使用了更高密度的板材。
漸進(jìn)式設(shè)計(jì)
Compmillennia 最近完成了 LIGHTSPEED 1188 系列的第七艘船。該系列的每艘新船在設(shè)計(jì)和建造 方面都隨著系列的發(fā)展而不斷進(jìn)步。結(jié)構(gòu)上的修 改包括增加前叉的前叉上升力（即，前船體中更明 顯的V形），優(yōu)化的尾板角度以及龍骨和列板細(xì)節(jié)。 Gardiner還致力于進(jìn)一步優(yōu)化層壓板和空氣動(dòng)力 學(xué)。由于該設(shè)計(jì)是為每個(gè)新客戶量身定制的，因此 將前后重心保持在正負(fù)2.5%之內(nèi)，無論是對(duì)內(nèi)飾 還是乘坐舒適性而言，都是相當(dāng)重要的。
雖然第一個(gè)LIGHTSPEED1188被限制在12英 尺的范圍內(nèi)，以滿足美國(guó)道路上的拖車規(guī)則，但 后來他們決定不受拖車行駛的范圍所限。最近， Compmillennia推出了 1188的四引擎版本。這艘船 上的雙船體更寬，因此每個(gè)船體可以容納并排發(fā)動(dòng) 機(jī)，產(chǎn)生的橫梁總長(zhǎng)度為14英尺。駕駛艙有近15% 的增加，但增加的重量成本很小。這臺(tái)1188配備了 4臺(tái)400馬力的發(fā)動(dòng)機(jī)，在首次試航期間達(dá)到了令 人印象深刻的最高時(shí)速95英里。
（來源：榮格）