玻璃鋼復合材料GFRP在游艇船舶上的應用(一)
在工業部門中,船舶是復合材料( composite material, 簡稱 CM )應用多的領域之 一。目前船舶中用量大、范圍廣的復合材料是玻璃纖維增強塑料,即玻璃鋼 ( glass fiber reinforced plastics, 簡稱 GFRP )。
船用 GFRP 具有下列優點:
(1) 質輕、高強。
(2) 耐腐蝕,抗海生物附著。
(3) 無磁性。
(4) 介電性和微波穿透性好。
(5) 能吸收高能量,沖擊韌性好。
(6) 導熱系數低,隔熱性好。
(7) 船體表面能達到鏡面光滑,并可具有各種色彩。
(8) 可設計性好。
(9) 整體性好,船體無接縫和縫隙。
(10) 成型簡便,批量生產性特別好。
(11) 維修保養方便,全壽命期的經濟性能好。
由于 GFRP 具有傳統造船材料所無法比擬的優點,故倍受造船界的重視。經多年的開發應 用,已成為一種重要的船用材料。但因其彈性模量低和受成型技術等的限制,尚不能建 造太大的艦船,加之價格較貴,故在整個造船工業中的用量比鋼材少。
自 40 年代中期艘 GFRP 船問世以來,各國相繼開始研制各種 GFRP 船舶, 25 年間 CM 船舶開發的業績超過了鋼質船舶近一個世紀的發展歷程,尤其是美、英、日、意等國迄 今仍保持強勁的勢頭。美國的 GFRP 造船量居位;日本 1993 年 GFRP 漁船的數量已超 過 32 萬艘, GFRP 游艇則超過了 20 萬艘;據統計英國 20 米以下的船有 80 %是采用 GFRP 制 造,而且還批量建造了上大的 GFRP 反水雷艦;意大利和瑞典也分別建成了各具特 色的新穎硬殼式和夾層結構的大型 GFRP 獵掃雷艦。從 1958 年開始試制 GFRP 船,迄今 也已制造了數以萬計的各種 GFRP 船艇。下面對一些主要 GFRP 船艇產品的研制和開發 情況作一概述。
美國 是使用 CM 早和多的, 40 年代初就宣告 GFRP 研制成功。 1946年美國海軍建成了長 8.53 米的艘聚酯 GFRP 艇,拉開了 CM 造船的序幕。 1954年前后,美國的手糊成型工藝日趨成熟,即開始開發 GFRP 游艇,次年就大量生產游艇、帆船等船艇。 1956 年美國建造了 2 艘不同結構形式的小型掃雷艇,開始了 GFRP 在掃雷艇中的應用研究,美 國迄今大的 CM 艦船是于 1991 年建成的 Osprey 號。美國還造了許多 GFRP 游艇,大的長 達 44 米。 1966 年美國開始批量生產大型漁船, 1979 年就建造了 390 艘。
英國 它的造船工業是早使用 GFRP 的部門, 1962 年英國船舶登記局頒布了勞氏船級社 關于 6 ~ 36 米長 GFRP 船的技術規范。英國不僅是大型 GFRP 反水雷艦艇的先驅,它在 CM 高速艇的研制技術方面也屬一流水平,建造了不少軍用高速艇 , 它還研制了航速 很高的輕型氣墊船和橫渡英吉利海峽的 HM-2 型氣墊渡船。
意大利 意大利的 GFRP 游艇工業不僅發展較早,而且技術非常先進。它是歐洲制造 35 米 以上大型豪華游艇的中心之一,除了采用玻璃纖維外,還使用芳綸纖維和碳纖維增強, 以提高游艇的性能。
瑞典 也很注重 GFRP 在船艇中的應用。應該指出的是,瑞典的夾層結構 CM 技術堪稱 一流, 80 年代中期澳大利亞的2艘 Bay 級雙體獵雷艇就是引進瑞典夾層結構技術建成 的。瑞典的夾層結構技術還用于建造了不少高速軍用艇和巡邏艇,如 TV171 、 TV172 和 CG27 型海岸巡邏艇。值得一提的是,瑞典在 1991 年研制成艘 CM 隱形試驗艇 “斯邁杰”號,該艇集先進 CM 技術、夾層結構技術、隱身技術及雙體氣墊技 術于一體,實屬艦船中的高科技產品。










































