水翼船發(fā)展和限制

現(xiàn)今存在的水翼船大多不超過1000噸，并以近海航行為主。跟其他的高速艦艇技術(shù)相比，水翼船（主要是全浸型）的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠在較為惡劣的海情下航行，船身的巔簸較少。而且高速航行時(shí)所產(chǎn)生的興波較為少，對(duì)岸邊的影響較低。缺點(diǎn)主要在制造大型的水翼船、或進(jìn)一步提高速度，還存有技術(shù)困難。水翼所能提供的浮力與長(zhǎng)度成平方關(guān)系，但是船的重量卻與長(zhǎng)度成立方的關(guān)系（平方/立方定律），故此制造更大型的水翼船存在一定的難度。要進(jìn)一步提高速度，水翼在高速下會(huì)產(chǎn)生氣泡（空蝕，cavitation）的問題亦需要解決。此外全浸式水翼的結(jié)構(gòu)及控制較為復(fù)雜，亦令成本上漲。水翼船使用燃?xì)庖婊ㄙM(fèi)燃料較多亦是商業(yè)運(yùn)作上的考慮之一。

2020年9月，純電動(dòng)水翼船在瑞士盧塞恩的在琉森湖上亮相。這是世界上第一艘純電動(dòng)的水翼船，船身可以脫離水面，降低能源消耗和噪音。

噴射飛航的金星水翼船需要的技術(shù)跟航空十分相似，因此美國(guó)的波音公司在60年代便開始研究水翼船。1974年，波音建造了6首131呎長(zhǎng)的PHM型全浸式水翼船軍艦。艦上裝有反艦導(dǎo)彈、75亳米快速炮。航速超過45節(jié)。發(fā)動(dòng)機(jī)為2部800匹柴油引擎(飛航前用)，及2部17,000匹GE海事用燃?xì)庖?飛航時(shí)用)，用噴水器推進(jìn)。同時(shí)波音亦發(fā)展了民用的水翼船渡輪，稱為JetFoil929型。929型亦為全浸式水翼船，水翼可以收起，以進(jìn)入淺水的地區(qū)。船身長(zhǎng)90呎，以鋁合金制造，凈重約100噸，載客量可達(dá)250人，航速逹45節(jié)。推進(jìn)的動(dòng)力，來(lái)自2部勞斯萊斯Allison 501k燃?xì)庖?，用噴水器推進(jìn)。波音總共生產(chǎn)了26艘929型水翼船，買家有日本、英國(guó)、印尼等地的渡輪公司。當(dāng)中香港的信德集團(tuán)旗下的遠(yuǎn)東水翼船(1999年7月與中旅僑福(CTS-Parkview Ferry Service Co. Ltd.)的港澳飛航 TurboCat 合并后改稱噴射飛航)是最大的用戶，曾擁有16艘用來(lái)提供往來(lái)香港及澳門之間的服務(wù)(有3艘已售予韓國(guó))。波音停止生產(chǎn)JetFoil后，將生產(chǎn)專利賣給日本川崎重工(Kawasaki Heavy Industries, Co. Ltd.)，大約生產(chǎn)了15艘。90年代中期，中國(guó)船舶工業(yè)集團(tuán)旗下的上海新南船廠(CSSC Shanghai Simmo)亦曾短暫授權(quán)生產(chǎn)2艘(型號(hào)為 PS-30)予香港的遠(yuǎn)東水翼船(其中1艘已售予韓國(guó))。

德國(guó)人Baron von Schertel 二次大戰(zhàn)時(shí)在德國(guó)研究水翼。戰(zhàn)后Schertel 的研究部門大部分被蘇聯(lián)俘獲，成為日后蘇聯(lián)水翼船發(fā)展的骨干?！《鳶chertel本人則到了瑞士，并成立了Supramar 公司，于1952年發(fā)展出首部來(lái)往瑞士及意大利的載客水翼船PT10，重七噸，載客32人，采用U 型半浸式水翼，速度達(dá)32節(jié)。之后陸續(xù)發(fā)展出PT20，PT50，PT75，PT100和PT150，主要由意大利 Rodriquez 及日本日立生產(chǎn)，都是采用半浸式水翼和水下螺旋槳推進(jìn)。最后出產(chǎn)的是PT150, 采用前半浸，后全浸水翼，重165噸，載客250人，速度達(dá)37節(jié)。至1971年停產(chǎn)時(shí)，Supramar 水翼船生產(chǎn)了超過150艘。部分PT 水翼船仍在服務(wù)，Rodriquez之后亦仍然有生產(chǎn)自行研制的半浸式水翼船。

蘇聯(lián)亦一直有對(duì)水翼船進(jìn)行研究，在1970年代和1980年代設(shè)計(jì)了不少流線形的水翼船渡輪和軍艦。當(dāng)中Meteor 及 Voskhod 型近年出口到國(guó)外。這些水翼船以半浸式居多，主要用在浪較少的內(nèi)河及湖泊行走。

波音PHM全浸式水翼船美國(guó)人William E. Meecham 早在 1906年便在Scientific American 內(nèi)曾經(jīng)發(fā)表關(guān)于水翼原理的文章。電話的發(fā)明人貝爾認(rèn)為這是項(xiàng)重要的發(fā)明，他畫出類似水翼船的草圖，然后與Casey Baldwin合作，在1908年進(jìn)行關(guān)于水翼的實(shí)驗(yàn)。Baldwin研究過意大利發(fā)明家Enrico Forlanini的設(shè)計(jì)后，進(jìn)行自己的設(shè)計(jì)。1910年貝爾在意大利與Forlanini 見面，并在湖上試乘Forlanini 的水翼船?；氐矫绹?guó)后，他們建造了HD-4 號(hào)，逹到了時(shí)速87公里的速度。在美國(guó)海軍的支持下，他們改用兩副350馬力(260kW)的發(fā)動(dòng)機(jī)，在1919年9月創(chuàng)下時(shí)速114公里的紀(jì)錄。這項(xiàng)紀(jì)錄一直保持了十年。

從前看，左:半浸式水翼；右:全浸式水翼早期的水翼船在采用U型的水翼。這種水翼被稱為“半浸式”或“割劃式”水翼。因?yàn)樵谒盹w航時(shí)，U型水翼會(huì)有部份是浸在水中，而部份則會(huì)割破水面露在空中。半浸式水翼的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，推進(jìn)一般用船尾浸在水中的螺旋槳及方向舵。較新的水翼船則是采用倒 T 型的水翼，這種水翼被稱為“全浸式”，因?yàn)樗?jīng)常保持在水下?！叭健钡乃硎芎＠说挠绊懕取鞍虢健毙?，因此全浸式水翼船在大浪的海上行走時(shí)更為穏定，亦更為舒適。但是因?yàn)槿剿碓O(shè)計(jì)不具自我穏定的特性；故此必須要由自動(dòng)控制系統(tǒng)就海面情況、船身姿態(tài)、速度、加速等參數(shù)不斷改變水翼的攻角，以維持水翼飛航的狀態(tài)。如果水翼船突然失速(例如發(fā)動(dòng)機(jī)嚴(yán)重故障，或者因碰撞而突然減速)，飛航中的船身可能會(huì)突然掉回水中，造成意外。部份全浸式水翼船的推進(jìn)采用燃?xì)鉁u輪引擎，配以噴水系統(tǒng)，避免了螺旋槳及方向舵帶來(lái)的阻力。船在航行時(shí)，船體受水的阻力較大，影響船的航行速度

波音929系列Jetfoil（水翼噴射船）是一款由美國(guó)波音公司開發(fā)的高速船種，屬于全浸式水翼船，全球只有43艘，其中由波音建造的26艘、日本川崎重工所建造的有15艘及印尼所計(jì)劃建造的有2艘。另外，中國(guó)上海新南船廠所建造的仿Jetfoil PS30有2艘。

1 歷史 2 營(yíng)運(yùn) 3 停產(chǎn) 4 Jetfoil的產(chǎn)地 5 各款Jetfoil型號(hào)部件比較 6 現(xiàn)役的Jetfoil 7 參考資料 8 相關(guān)項(xiàng)目 9 外部鏈接 歷史 波音海上系統(tǒng)的水翼船開發(fā)計(jì)劃由1950年代未起，當(dāng)時(shí)波音只是一間只是專門制造航空器的公司。后來(lái)，波音公司成立了一個(gè)航海系統(tǒng)的部門，專門研究在有關(guān)水上的系統(tǒng)。當(dāng)時(shí)波音十分重視水上系統(tǒng)的開發(fā)，更視為一塊未開發(fā)的新市場(chǎng)而投入相當(dāng)?shù)馁Y源。為了加強(qiáng)對(duì)包括水翼船在內(nèi)的先進(jìn) 高速船只研究，波音海上系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱BMS）分別建造了噴射推進(jìn)的飛艇 hydroplane (HST)，用以測(cè)試水翼用的全呎吋模型 Fresh-1 ── 一種有人駕駛、速度可達(dá)60至100節(jié)的實(shí)驗(yàn)水翼船，奠定了BMS高速水翼船的先河。 營(yíng)運(yùn) BMS在1973年開發(fā)了在其海上系統(tǒng)商用化的計(jì)劃，發(fā)展了第一艘商用的客運(yùn)水翼噴射船，型號(hào)為波音929-100型。而第一艘Jetfoil（編號(hào)BJ-01）的骨架在1973年1月鋪設(shè)，船體在位于美國(guó)華盛頓州Renton的波音公司旗下的一間前身用于建造波音727型客機(jī)的裝配設(shè)施中裝崁，并于1974年3月在華盛頓湖下水。其后，BJ-01更分別在華盛頓州首府西雅圖以及太平洋進(jìn)行測(cè)試，在其水翼航行測(cè)試時(shí)，錄得了航速達(dá)48節(jié)的記錄，可謂當(dāng)時(shí)的一大創(chuàng)舉。 其后，Jetfoil 929雖然已經(jīng)取得了今美國(guó)海岸防衛(wèi)隊(duì)的航行驗(yàn)證、ABS評(píng)級(jí)等。但有鑒于當(dāng)時(shí)Jetfoil 929并未完成美國(guó)防衛(wèi)試航驗(yàn)證，因而并未得到即時(shí)營(yíng)運(yùn)權(quán)。 經(jīng)過多番的海上測(cè)試后，波音于1975年8月才將BJ-01交付予在夏威夷經(jīng)營(yíng)離島間渡輪客運(yùn)的太平洋海洋運(yùn)輸有限公司(Pacific Sea Transportation Ltd.)，之后聯(lián)同在同年6月購(gòu)入的BJ-03一同行走這條往來(lái)夏威夷的旅客路線一段時(shí)期，而亦有當(dāng)時(shí)起，Jetfoil的用家亦越來(lái)越多。其后BJ-01被賣到香港，由遠(yuǎn)東水翼船（即現(xiàn)今噴射飛航）購(gòu)入，并改名為“水星” (FLORES) 。而全球第一艘正式營(yíng)運(yùn)的Jetfoil是噴射飛航的“木星”（Madeira，BJ-02，1975年4月正式投入服務(wù)，香港注冊(cè)）。 噴射飛航現(xiàn)時(shí)擁有13艘Jetfoil 929，是全球擁有最多同類船種的公司。 停產(chǎn) 由于Jetfoil的建造價(jià)錢極為昂貴，加上其燃料及機(jī)械方面保養(yǎng)的成本亦過于高昂（以43節(jié)航速為例，燃?xì)庀牧繛槊啃r(shí)2150升），加上其他各種的高速船（如高速雙體船）面世，所以波音公司于1985年4月建造完最后一艘Jetfoil（編號(hào)BJ-26，型號(hào)929-117）后，便結(jié)束其在美國(guó)的Jetfoil生產(chǎn)線。而在1987年1月，波音將其Jetfoil929系列的設(shè)計(jì)、建造技術(shù)、專利權(quán)以至其的命名權(quán)全數(shù)售予日本川崎重工，而繼后所生產(chǎn)的Jetfoil，亦是川崎的品牌。 不幸的是，1995年川崎重工也把Jetfoil 929停產(chǎn)，也意味著它正式走入黃昏期。而噴射飛航也改為向英國(guó)FBM Marine及澳洲Austal購(gòu)入雙體船以擴(kuò)充船隊(duì)。（即現(xiàn)行宇航2000系列）

Jetfoil的產(chǎn)地 由美國(guó)波音所建造的Jetfoil（合共有26艘） 929-100 929-115 929-117 929-320 由日本川崎所建造的Jetfoil（合共有15艘） 929-117 由印尼組裝的Jetfoil（合共有2艘） 929-119 中國(guó)上海新南船廠所建造PS30，仿Jetfoil（合共有2艘） PS30 各款Jetfoil型號(hào)部件比較 水翼 929-100 采用構(gòu)架式焊接，外形較呆板，水中阻力較大，焊接工作量較大，在海水中較容易腐蝕；但成本較低。 929-115 采用三軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床將材料（不銹鋼厚板）挖空，焊接蓋板，再用數(shù)碼控制銑床加工外形，手工打磨光潔，相比水中阻力較小，在海水中較不容易腐蝕；但成本較高。 現(xiàn)役的Jetfoil 編號(hào) 型號(hào) 竣工日期 建造地 現(xiàn)役營(yíng)運(yùn)商 船名 首次營(yíng)運(yùn)日期 注冊(cè)地 BJ-01 Boeing 929-100 1974年3月 美國(guó) 噴射飛航 Flores/水星 1975年8月 香港 BJ-02 Boeing 929-100 1974年10月 美國(guó) 噴射飛航 Madeira/木星 1975年4月 香港 BJ-03 Boeing 929-100 1975年2月 美國(guó) MireJet Co.Ltd. （原噴射飛航船只） Hijet （原噴射飛航“Corvo/火星”） 1975年6月 巴拿馬 BJ-04 Boeing 929-100 1975年5月 美國(guó) 噴射飛航 Pico/土星 1975年10月 香港 BJ-05 Boeing 929-100 1975年4月 美國(guó) 噴射飛航 Santa Maria/金星 1975年7月 香港 BJ-06 Boeing 929-100 1975年12月 美國(guó) 噴射飛航 Sao Jorge/銀星 1976年5月 香港 BJ-07 Boeing 929-100 1976年5月 美國(guó) 噴射飛航 Urzela/鐵星 1977年6月 香港 BJ-08 Boeing 929-100 1976年11月 美國(guó) MireJet Co.Ltd. （原噴射飛航船只） Kobee III （原噴射飛航“Acores/恒星”） 1977年3月 巴拿馬 BJ-09 Boeing 929-100 1976年12月 美國(guó) 噴射飛航 Guia/東星 （原佐渡汽船“おけさ”）） 1977年6月 香港 BJ-10 Boeing 929-100 1977年5月 美國(guó) MireJet Co.Ltd. （原噴射飛航船只） Kobee V （原噴射飛航“Ponta Delgada/銅星”） 1977年6月 巴拿馬 BJ-11 Boeing 929-115 1978年6月 美國(guó) 鹿兒島商船 Toppy 4 （于06年12月更名為Toppy 7） 1979年5月 鹿兒島 BJ-12 Boeing 929-115 1979年1月 美國(guó) 噴射飛航 Terceira/錫星(Premier Jetfoil) 1979年4月 香港 BJ-13 Boeing 929-115 1979年5月 美國(guó) 噴射飛航 Funchal/天皇星(Premier Jetfoil) 1979年4月 香港 BJ-14 Boeing 929-115 1979年8月 美國(guó) 噴射飛航 Lilau/帝皇星 （原英國(guó)皇家海軍 929-320型“HMS Speedy”，單層； 其后由波音重建成雙層客輪后運(yùn)到香港） 1979年10月 香港 BJ-15 Boeing 929-115 1979年11月 美國(guó) 佐渡汽船 ぎんが（銀河） 1980年1月 佐渡 BJ-16 Boeing 929-115 1980年3月 美國(guó) 噴射飛航 Horta/?；市?1980年4月 香港 BJ-17 Boeing 929-115 1980年8月 美國(guó) 東海汽船 セブンアイランド愛（七島愛） 1980年10月 東京 BJ-18 Boeing 929-115 1981年2月 美國(guó) 噴射飛航 Cacilhas/幸運(yùn)星 1981年3月 香港 BJ-19 Boeing 929-115 1980年8月 美國(guó) 東海汽船 セブンアイランド虹（七島虹） 1981年4月 東京 BJ-20 Boeing 929-115 1981年4月 美國(guó) 東海汽船 セブンアイランド夢(mèng)（七島夢(mèng)） 1981年7月 東京 BJ-21 Boeing 929-115 1981年7月 美國(guó) 噴射飛航 Taipa/帝后星 1981年11月 香港 BJ-22 Boeing 929-115 1981年10月 美國(guó) 印尼政府 Bima SAMUDERA I 1981年12月 不明 BJ-23 Boeing 929-115 1984年6月 美國(guó) Cosmo Line Co / Ichimaru Group Rocket 2 1984年6月 種子島 - 西之表 BJ-24 Boeing 929-119 1984年6月 美國(guó) （印尼組裝） 印尼海軍 Navy Vessel 1985年2月 不明 BJ-25 Boeing 929-119 1984年11月 美國(guó) （印尼組裝） 印尼海軍 Navy Vessel 1985年2月 不明 BJ-26 Boeing 929-117 1985年4月 美國(guó) 九州郵船 Venus 2 1985年6月 福岡 lJ-01 Boeing 929-120 1989年3月 美國(guó) （印尼組裝） 印尼海軍 （沒有完成組裝） N/A N/A lJ-02 Boeing 929-120 1984年11月 美國(guó) （印尼組裝） 印尼海軍 （沒有完成組裝） N/A N/A KJ-01 Kawasaki 929-117 1989年3月 日本 佐渡汽船 つばさ（翼） 1989年4月 佐渡 KJ-02 Kawasaki 929-117 1989年6月 日本 鹿兒島商船 Toppy 1 1989年7月 鹿兒島 KJ-03 Kawasaki 929-117 1989年9月 日本 JR九州高速船 Beetle 3 1989年9月 福岡 KJ-04 Kawasaki 929-117 1990年3月 日本 九州商船 Pegasus 1990年4月 長(zhǎng)崎 KJ-05 Kawasaki 929-117 1990年4月 日本 JR九州高速船 Bettle 1 1990年5月 福岡 KJ-06 Kawasaki 929-117 1990年7月 日本 Cosmo Line Co / Ichimaru Group Rocket 3 1991年9月 不明 KJ-07 Kawasaki 929-117 1990年10月 日本 九州商船 Pegasus 2 1991年10月 長(zhǎng)崎 KJ-08 Kawasaki 929-117 1991年2月 日本 JR九州高速船 Beetle 2 1991年3月 福岡 KJ-09 Kawasaki 929-117 1991年3月 日本 九州郵船 Venus 1991年4月 福岡 KJ-10 Kawasaki 929-117 1991年4月 日本 佐渡汽船 すいせい（彗星） 1991年4月 佐渡 KJ-11 Kawasaki 929-117 1991年6月 日本 鹿兒島商船 Toppy 5 1991年11月 鹿兒島 KJ-12 Kawasaki 929-117 1992年4月 日本 鹿兒島商船 Toppy 2 1992年5月 鹿兒島 KJ-13 Kawasaki 929-117 1995年3月 日本 鹿兒島商船 Toppy 3 1995年4月 鹿兒島 KJ-14 Kawasaki 929-117 1994年6月 日本 JR九州高速船 Beetle 5 1995年4月 福岡 KJ-15 Kawasaki 929-117 1994年6月（隨后正式停產(chǎn)） 日本 Cosmo Line Co / Ichimaru Group Rocket 2004年12月 鹿兒島 參考資料 ^ Chapter "Fuel consumption of the Jetfoil" of Jetfoil Mini-encyclopedia ^ http://www.copyship.com/BBS/FUQDJY.ASP"J-main-content-end-dom">