กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 14 นาที

ไม่มีชื่อบทความ

เรือ คาตามารัน ( / ˌ k æ t ə m ə ˈ r æ n / ) (เรียกกันอย่างไม่เป็นทางการว่า "แคท") คือ เรือที่ มีตัวเรือขนานกันสอง ลำ ขนาดเท่ากัน...

คาตามารัน

เรือคาตามารัน Spirit of Dallasบนทะเลสาบไวท์ร็อค
เรือคาตามารัน Formula 16ที่สามารถแล่นบนชายหาดได้
เรือเฟอร์รี่โดยสารแบบสองลำตัวที่เมืองเซเลม รัฐแมสซาชูเซตส์สหรัฐอเมริกา

เรือคาตามารัน ( / ˌ k æ t ə m ə ˈ r æ n / ) (เรียกกันอย่างไม่เป็นทางการว่า "แคท") คือเรือที่มีตัวเรือขนานกันสองลำขนาดเท่ากัน ระยะห่างที่กว้างระหว่างตัวเรือทั้งสองทำให้เรือมีความเสถียรมากขึ้นโดยต้านทานการโคลงและการพลิคว่ำ ไม่จำเป็นต้องใช้บัลลาสต์ โดยทั่วไปแล้วเรือคาตามารันจะมีปริมาตรตัวเรือน้อยกว่ามีระวางขับ น้ำน้อยกว่า และมีความลึกของน้ำตื้นกว่าเรือลำเดียวที่มีความยาวใกล้เคียงกัน ตัวเรือทั้งสองรวมกันมักมีความต้านทาน ทางไฮโดรไดนามิกน้อย กว่าเรือลำเดียวที่เทียบเท่ากัน ทำให้ต้องการกำลังขับเคลื่อนจากใบเรือหรือเครื่องยนต์น้อยลง ฐานที่กว้างกว่าของเรือคาตามารันบนผิวน้ำสามารถลดทั้งการเอียงและการเคลื่อนไหวที่เกิดจากคลื่นเมื่อเทียบกับเรือลำเดียว และสามารถลดคลื่นที่เกิดขึ้นได้

เรือคาตามารันถูกประดิษฐ์ขึ้นโดยชาวออสโตรเนเซียนและทำให้พวกเขาขยายอาณาเขตไปยังหมู่เกาะในมหาสมุทรอินเดียและแปซิฟิกได้[ 1 ]

เรือคาตามารันมีขนาดหลากหลาย ตั้งแต่เรือใบหรือ เรือ พาย ขนาดเล็ก ไป จนถึงเรือรบขนาดใหญ่ และ เรือเฟอร์รี่ขนส่งรถยนต์ แบบโรลออน/โรลออฟโครงสร้างที่เชื่อมต่อตัวเรือทั้งสองของเรือคาตามารันมีตั้งแต่โครงสร้างแบบเรียง่ายที่ใช้สายรัดเพื่อรองรับลูกเรือ ไปจนถึงโครงสร้างส่วนบนที่เป็นสะพานเชื่อมซึ่งมีห้องโดยสารหรือพื้นที่บรรทุกสินค้าขนาดใหญ่

ประวัติศาสตร์

ลำดับของรูปแบบในการพัฒนาเรือของชาวออสโตรเนเซียน (มาห์ดี, 1999)

เรือคาตามารันจากโอเชียเนียและเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ทางทะเลเป็นแรงบันดาลใจให้กับเรือคาตามารันสมัยใหม่ จนกระทั่งถึงศตวรรษที่ 20 การพัฒนาเรือคาตามารันส่วนใหญ่เน้นไปที่แนวคิดการขับเคลื่อนด้วยใบเรือเป็นหลัก

นิรุกติศาสตร์

คำว่า "catamaran" มาจาก คำภาษา ทมิฬว่าkattumaram (கட்டுமரம்) ซึ่งหมายถึง "ท่อนซุงที่มัดรวมกัน" และเป็นเรือแพลำเดียวที่ทำจากท่อนไม้สามถึงเจ็ดท่อนที่มัดรวมกัน คำนี้ได้พัฒนามาใช้ในภาษาอังกฤษเพื่อหมายถึงเรือสองลำที่ไม่เกี่ยวข้องกัน[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]

การพัฒนาในออสโตรเนเซีย

เรือคาตามารันสำหรับเดินทางที่แกะสลักและลงสี พร้อมใบเรือทันยาของชาวไมโครนีเซียที่อาศัยอยู่บนหมู่เกาะเฮอร์มิตหมู่เกาะบิสมาร์ก ( ประมาณปี1914 )
ภาพวาดเรือรบปา ฮีของชาวตาฮิติในปี ค.ศ. 1827

เรือประเภทคาตามารันเป็นเทคโนโลยียุคแรกของชาวออสโตรเนเซียนนักวิจัยยุคแรกอย่าง Heine-Geldern (1932) และ Hornell (1943) เคยเชื่อว่าคาตามารันพัฒนามาจากเรือแคนูแบบมีขาค้ำแต่ผู้เขียนสมัยใหม่ที่เชี่ยวชาญด้านวัฒนธรรมออสโตรเนเซียนอย่าง Doran (1981) และ Mahdi (1988) เชื่อว่าเป็นไปในทางตรงกันข้าม[ 5 ] [ 6 ] [ 1 ]

โฮกูเลอา (Hōkūleʻa)คือเรือจำลองสมัยใหม่ของเรือแค นู สองลำตัวสำหรับการเดินทางของชาว โพลินี เซีย ซึ่งเป็นนวัตกรรมของชาวออสโตรเนเซียน

เรือแคนูสองลำที่ผูกติดกันพัฒนามาจากเทคโนโลยีแพแบบง่ายๆ ที่ใช้ท่อนไม้สองท่อนผูกติดกัน เมื่อเวลาผ่านไป รูปทรงเรือแคนูสองลำได้พัฒนาไปเป็นเรือแคนูสองลำแบบไม่สมมาตร โดยที่ลำเรือลำหนึ่งมีขนาดเล็กกว่าอีกลำหนึ่ง ในที่สุด ลำเรือที่มีขนาดเล็กกว่าก็กลายเป็นต้นแบบของเรือแคนูแบบมีทุ่นลอยด้านข้าง ซึ่งนำไปสู่เรือแคนูแบบมีทุ่นลอยด้านข้างลำเดียว จากนั้นก็เป็นเรือแคนูแบบมีทุ่นลอยด้านข้างลำเดียวที่สามารถกลับลำได้ ในที่สุด เรือแคนูแบบมีทุ่นลอยด้านข้างลำเดียวก็พัฒนาไปเป็นเรือแคนูแบบมีทุ่นลอยด้านข้างสองลำ (หรือเรือไตรมาแรน ) [ 5 ] [ 6 ] [ 1 ]

สิ่งนี้อาจอธิบายได้ว่าทำไมประชากรชาวออสโตรเนเซียนรุ่นเก่าในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ที่เป็นเกาะจึงนิยมใช้เรือแคนูแบบมีทุ่นสองข้าง เพราะช่วยให้เรือทรงตัวได้ดีเมื่อแล่นทวนลมแต่ก็ยังมีบางพื้นที่ที่ยังคงใช้เรือคาตามารันและเรือแคนูแบบมีทุ่นข้างเดียวอยู่ ในทางตรงกันข้าม ประชากรลูกหลานที่อยู่ห่างไกลออกไปในโอเชียเนียมาดากัสการ์และโคโมโรยังคงใช้เรือแคนูแบบสองลำตัวและแบบมีทุ่นข้างเดียว แต่เทคโนโลยีสำหรับเรือแคนูแบบมีทุ่นสองข้างไม่เคยไปถึงพวกเขา (แม้ว่าจะมีอยู่ในเมลานีเซีย ตะวันตก ก็ตาม) เพื่อแก้ปัญหาเรื่องความไม่เสถียรของเรือเมื่อทุ่นข้างหันไปทางทิศใต้ลมขณะแล่นทวนลม พวกเขาจึงพัฒนา เทคนิคการแล่นเรือ แบบสลับทิศทางร่วมกับเรือแคนูแบบมีทุ่นข้างเดียวที่สามารถกลับทิศทางได้[ 5 ] [ 6 ] [ 1 ] [ 7 ] [ 8 ]

แม้ว่าจะเป็นเรือแคนูแบบมีขาค้ำยันที่ "ดั้งเดิมกว่า" แต่ก็ยังมีประสิทธิภาพ ทำให้ชาวโพลินีเซียนที่เดินเรือสามารถเดินทางไปยังเกาะต่างๆ ในมหาสมุทรแปซิฟิกที่ห่างไกลได้[ 9 ]

เรือคาตามารันแบบดั้งเดิม

ต่อไปนี้คือรายชื่อเรือคาตามารันแบบดั้งเดิมของชาวออสโตรเนเซียน:

การพัฒนาเรือคาตามารันแบบแล่นใบในโลกตะวันตก

ตัวอย่างแรกของเรือใบสองลำตัวที่ได้รับการบันทึกไว้ในยุโรปได้รับการออกแบบโดยวิลเลียม เพ็ตตี้ในปี พ.ศ. 2505 เพื่อให้แล่นได้เร็วขึ้นในน้ำตื้นกว่า ในสภาพลมเบากว่า และใช้ลูกเรือน้อยกว่าเรือลำอื่นๆ ในสมัยนั้น อย่างไรก็ตาม การออกแบบที่แปลกใหม่นี้กลับได้รับการวิพากษ์วิจารณ์และไม่ประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์[ 10 ] [ 11 ]

เรือคาตามารัน Duplexยาว31 ฟุต (9 เมตร)ของNathaniel Herreshoffล่องอยู่ในแม่น้ำเทมส์สร้างขึ้นในปี 1877  

การออกแบบนี้แทบไม่ได้ถูกนำมาใช้ในโลกตะวันตกเป็นเวลาเกือบ 160 ปี จนกระทั่งต้นศตวรรษที่ 19 เมื่อ Mayflower F. Crisp ชาวอังกฤษได้สร้างเรือสินค้าสองลำตัวขึ้นในเมืองย่างกุ้ง ประเทศพม่าเรือลำนี้ได้รับการตั้งชื่อว่าOriginal Crisp อธิบายว่าเป็น "เรือเดินทะเลที่แล่นเร็วและดีเยี่ยม เธอทำการค้าขายในช่วงฤดูมรสุมระหว่างย่างกุ้งและจังหวัดเทนัสเซริมเป็นเวลาหลายปี" [ 12 ] [ 13 ]

ต่อมาในศตวรรษนั้น Nathanael Herreshoffชาวอเมริกันได้สร้างเรือใบสองลำตัวตามแบบของเขาเอง (สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาเลขที่ 189,459) [ 14 ]เรือลำนี้ชื่อAmaryllisได้เข้าร่วมการแข่งขันเรือใบครั้งแรกเมื่อวันที่ 22 มิถุนายน พ.ศ. 2419 และทำผลงานได้ดีเยี่ยม การเปิดตัวของเธอแสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพที่โดดเด่นของเรือคาตามารันเหนือเรือลำตัวเดียวแบบมาตรฐาน เป็นผลมาจากการแข่งขันเรือใบครบรอบร้อยปีของสโมสรเรือยอชต์นิวยอร์ก ทำให้เรือคาตามารันถูกห้ามไม่ให้เข้าร่วมการแข่งขันเรือใบปกติ และยังคงเป็นเช่นนั้นจนถึงทศวรรษที่ 1970 [ 15 ]เมื่อวันที่ 6 มิถุนายน พ.ศ. 2425 เรือคาตามารันสามลำจากสโมสรเรือยอชต์เซาเทิร์นแห่งนิวออร์ลีนส์ได้แข่งขันกันในเส้นทาง 15  ไมล์ทะเลบนทะเลสาบปอนต์ชาร์เทรนและเรือที่ชนะในประเภทเรือคาตามารันคือNip and Tuckซึ่งทำเวลาได้เร็วกว่าเรือสลูปที่เร็วที่สุดถึงกว่าห้านาที[ 16 ] [ 17 ]

ในปี พ.ศ. 2459 Leonardo Torres Quevedoได้จดสิทธิบัตรเรือเหล็กหลายลำตัวชื่อBinave (เรือแฝด) ซึ่งเป็นเรือคาตามารันแบบใหม่ที่สร้างและทดสอบในเมืองบิลบาโอ ( สเปน ) ในปี พ.ศ. 2461 การออกแบบที่เป็นนวัตกรรมนี้ได้นำระบบโครงสร้างที่ยืดหยุ่นมาใช้เพื่อต้านทานแรงบิดที่เกิดจากทะเล ประกอบด้วยเครื่องยนต์เรือHispano-Suiza ขนาด 30 แรงม้าสองเครื่อง และสามารถปรับเปลี่ยนการกำหนดค่าเมื่อแล่นเรือได้ โดยวาง หางเสือสองอันไว้ที่ท้ายเรือแต่ละลำ พร้อมกับใบพัดที่อยู่ด้านท้าย เช่น กัน[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]ในปี พ.ศ. 2479 Eric de Bisschopได้สร้าง "เรือแคนูคู่" ของชาวโพลินีเซียในฮาวายและแล่นเรือกลับบ้านได้รับการต้อนรับอย่างวีรบุรุษในฝรั่งเศส ในปี พ.ศ. 2482 เขาได้ตีพิมพ์ประสบการณ์ของเขาในหนังสือชื่อKaimiloaซึ่งได้รับการแปลเป็นภาษาอังกฤษในปี พ.ศ. 2483 [ 21 ]

โรแลนด์และฟรานซิส พราวด์ทดลองกับเรือคาตามารันในปี 1949 และเปลี่ยนโรงงานต่อเรือของพวกเขาในปี 1935 ที่เกาะแคนเวย์ เอสเซ็กซ์ (อังกฤษ) ให้เป็นการผลิตเรือคาตามารันในปี 1954 เรือคาตามารัน Shearwater ของพวกเขาชนะการแข่งขันกับเรือลำเดียวได้อย่างง่ายดายYellow Bird ซึ่งเป็น เรือ Shearwater IIIที่สร้างขึ้นในปี 1956 และฟรานซิส พราวด์ ประสบความสำเร็จในการแข่งขันในช่วงทศวรรษ 1960 ปัจจุบันอยู่ในคอลเลกชันของพิพิธภัณฑ์การเดินเรือแห่งชาติคอร์นวอลล์ [ 22 ] บริษัท Prout Catamarans , Ltd. ออกแบบระบบเสากระโดงท้าย เรือ โดยให้เสากระโดงอยู่ท้ายเรือเหนือกลางลำเรือเพื่อรองรับใบเรือหน้าขนาดใหญ่ ซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าใบเรือหลักที่ลดขนาดลงถึงสองเท่า และผลิตออกมาเป็นรุ่นSnowgoose [ 23 ]ข้อได้เปรียบที่กล่าวอ้างของแผนการเดินเรือนี้คือการลดแนวโน้มที่หัวเรือจะจมลง[ 24 ] [ 25 ]

เรือคาตามารัน Hobie 16 ที่สามารถแล่นบนชายหาดได้

ในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 เรือบีชแคทกลายเป็นเรือใบประเภทคาตามารันที่แพร่หลาย เนื่องจากการปล่อยลงน้ำทำได้ง่ายและผลิตได้จำนวนมาก ในแคลิฟอร์เนีย ผู้ผลิตกระดานโต้คลื่นชื่อHobie Alterได้ผลิตHobie 14 ที่มีน้ำหนัก 250 ปอนด์ (110 กิโลกรัม)ในปี 1967 และอีกสองปีต่อมาก็ได้ผลิตHobie 16 ที่มีขนาดใหญ่กว่าและประสบความสำเร็จ มากกว่า ณ ปี 2016 Hobie 16 ยังคงผลิตอยู่ โดยมีการผลิตไปแล้วมากกว่า 100,000 ลำ[ 26 ] 

เรือคาตามารันถูกนำมาใช้ในการแข่งขันแล่นเรือใบโอลิมปิกในปี 1976 เรือคาตามารัน Tornado ที่ มีลูกเรือ 2 คน ได้รับเลือกให้เป็นเรือประเภทหลายลำในการแข่งขันกีฬาโอลิมปิกตั้งแต่ปี 1976 ถึง 2008 และได้รับการออกแบบใหม่ในปี 2000 [ 27 ]เรือNacra 17 ที่ใช้ระบบฟอยล์ ถูกนำมาใช้ในการแข่งขันกีฬาโอลิมปิกโตเกียว 2020 ซึ่งจัดขึ้นในปี 2021 [ 28 ] [ 29 ]หลังจากที่เรือNacra 15 ได้รับการยอมรับ ให้เป็นเรือประเภทในการแข่งขันชิงแชมป์โลกเยาวชนและเป็นเรือประเภทใหม่สำหรับการแข่งขันกีฬาโอลิมปิกเยาวชน ในปี 2015 [ 30 ] [ 31 ]

ผลงาน

เรือคาตามารันขนาด 45 ฟุตขณะแล่นเรือใบ แสดงให้เห็นคลื่นหัวเรือและร่องรอยคลื่นที่เกิดจากตัวเรือน้อยมาก เนื่องจากตัวเรือมีลักษณะแคบ ระวางขับน้ำต่ำและยาว

เรือคาตามารันมีลักษณะเด่นสองประการที่แตกต่างจากเรือลำตัวเดียวแบบระวางขับน้ำ คือ แรงต้านในการเคลื่อนที่ผ่านน้ำต่ำกว่า และความเสถียรมากกว่า (แรงต้านเริ่มต้นต่อการพลิคว่ำ) การเลือกใช้ระหว่างเรือลำตัวเดียวและเรือคาตามารันนั้นต้องพิจารณาถึงความจุในการบรรทุก ความเร็ว และประสิทธิภาพด้วย

ความต้านทาน

ที่ความเร็วต่ำถึงปานกลาง ตัวเรือคาตามารันน้ำหนักเบาจะประสบกับแรงต้านในการเคลื่อนที่ผ่านน้ำซึ่งแปรผันตรงกับความเร็วโดยประมาณ เรือโมโนฮัลล์แบบระวางน้ำจะมีความสัมพันธ์แบบเดียวกันที่ความเร็วต่ำ เนื่องจากแรงต้านเกือบทั้งหมดเกิดจากแรงเสียดทานที่พื้นผิว เมื่อความเร็วของเรือเพิ่มขึ้นและเกิดคลื่น แรงต้านจะขึ้นอยู่กับปัจจัยการออกแบบหลายประการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งอัตราส่วนของระวางน้ำต่อความยาวของตัวเรือและอัตราส่วนของระยะห่างระหว่างตัวเรือต่อความยาว แรงต้านจะเป็นเส้นโค้งที่ไม่ธรรมดาที่มีจุดสูงสุดเล็กๆ หลายจุด เนื่องจากคลื่นที่ความเร็วต่างๆ รวมกันและหักล้างกัน[ 32 ] [ 33 ]สำหรับคาตามารันที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ นี่หมายถึงโรงไฟฟ้าขนาดเล็กกว่า (แม้ว่าโดยทั่วไปจะต้องใช้สองเครื่อง) สำหรับคาตามารันที่แล่นด้วยใบเรือแรงต้านไปข้างหน้าต่ำ[ 34 ]ทำให้ใบเรือสามารถรับพลังงานจากการไหลที่เกาะติด [ 35 ]ซึ่งเป็นโหมดที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด—คล้ายกับปีก—นำไปสู่การใช้ใบเรือปีกในเรือแข่ง[ 36 ]

ความเสถียร

เรือคาตามารันอาศัยความเสถียรของรูปทรงเป็นหลักในการต้านทานการเอียงและการคว่ำ[ 33 ] การเปรียบเทียบความเสถียรในการเอียงของเรือ โมโน ฮัลล์ ที่มีหน้าตัดเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า ที่มีความกว้าง Bเมื่อเทียบกับเรือคาตามารันสองลำที่มีความกว้างB /2 ซึ่งแยกจากกันด้วยระยะ 2× Bพบว่าเรือคาตามารันมีความต้านทานต่อการเอียงเริ่มต้นที่มากกว่าเรือโมโนฮัลล์ถึงเจ็ดเท่า[ 37 ]เมื่อเทียบกับเรือโมโนฮัลล์ เรือใบคาตามารันสำหรับล่องเรือมีความต้านทานต่อการเอียงและการคว่ำเริ่มต้นสูง เรือขนาด 50 ฟุตต้องใช้แรงมากกว่าเรือโมโนฮัลล์ที่มีขนาดเท่ากันถึงสี่เท่าในการทำให้เรือคว่ำ[ 38 ]

ข้อแลกเปลี่ยน

Vangohh Seafarerเรือยอร์ชคาตามารันจอดที่ Straits Quay, Georgetown, Pulau Pinang, Malaysia

การวัดการแลกเปลี่ยนระหว่างความเร็วและความสามารถในการบรรทุกอย่างหนึ่งคือหมายเลขฟรูดของการแทนที่ (Fn ) [ 39 ]เมื่อเปรียบเทียบกับประสิทธิภาพการขนส่งในน้ำนิ่ง [ 40 ] Fn V เมื่อความยาวของเส้นน้ำขึ้นอยู่กับความเร็วมากเกินไปจนไม่มีความหมาย เช่นเดียวกับตัวเรือที่แล่นบนผิวน้ำ[ 41 ]โดยใช้ความยาวอ้างอิง รากที่สามของการแทนที่ปริมาตรของตัวเรือVโดยที่uคือความเร็วการไหลสัมพัทธ์ระหว่างทะเลและเรือ และgคือความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง

เอฟnวี=คุณจีวี1/3{\displaystyle \mathrm {Fn_{V}} ={\frac {u}{\sqrt {gV^{1/3}}}}}

ประสิทธิภาพการขนส่งทางน้ำนิ่งของเรือเป็นสัดส่วนกับปริมาตร บรรทุกเต็มที่ และความเร็วสูงสุดในน้ำนิ่ง หารด้วยกำลังที่ต้องการที่สอดคล้องกัน[ 42 ]

เรือบรรทุกสินค้าขนาดใหญ่มีค่า Fn ระหว่างหนึ่งถึงศูนย์ ในขณะที่เรือคาตามารันที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าอาจเข้าใกล้ 2.5 ซึ่งบ่งชี้ถึงความเร็วต่อหน่วยปริมาตรที่สูงกว่าสำหรับเรือคาตามารัน เรือแต่ละประเภทมีประสิทธิภาพการขนส่งในน้ำนิ่งที่สอดคล้องกัน โดยเรือขนส่งขนาดใหญ่จะอยู่ในช่วง 100–1,000 เมื่อเทียบกับ 11-18 สำหรับเรือคาตามารันขนส่ง ซึ่งบ่งชี้ถึงประสิทธิภาพที่สูงกว่าต่อหน่วยน้ำหนักบรรทุกสำหรับเรือลำเดียว[ 40 ]

การออกแบบ SWATH และการเจาะคลื่น

เรือ SWATH มีตัวเรือคู่ (สีน้ำเงิน) ที่จมอยู่ใต้น้ำโดยสมบูรณ์

ข้อดีสองประการที่เหนือกว่าเรือคาตามารันแบบดั้งเดิม ได้แก่ตัวเรือคู่ที่มีพื้นที่ผิวน้ำขนาดเล็ก (SWATH) และ การออกแบบ ที่สามารถแหวกคลื่นได้ซึ่งการออกแบบหลังนี้ได้รับความนิยมอย่างกว้างขวาง

SWATH ลดแรงต้านจากการเกิดคลื่นโดยการย้ายปริมาตรการแทนที่ไปไว้ใต้แนวน้ำ โดยใช้ตัวเรือทรงกระบอกคล้ายเรือดำน้ำสองลำที่เชื่อมต่อกันด้วยเสาไปยังดาดฟ้าสะพานเดินเรือที่มีหน้าตัดแนวน้ำแคบ ตัวเรือที่จมอยู่ใต้น้ำจะได้รับผลกระทบจากคลื่นน้อยที่สุด[ 43 ]รูปทรง SWATH ถูกคิดค้นโดยFrederick G. Creed ชาวแคนาดา ซึ่งนำเสนอแนวคิดของเขาในปี 1938 และต่อมาได้รับสิทธิบัตรของอังกฤษในปี 1946 มีการใช้งานครั้งแรกในช่วงทศวรรษ 1960 และ 1970 ในฐานะวิวัฒนาการของการออกแบบเรือคาตามารันเพื่อใช้เป็นเรือวิจัยทางสมุทรศาสตร์หรือเรือกู้ภัยเรือดำน้ำ[ 44 ]ในปี 1990 กองทัพเรือสหรัฐฯ ได้ว่าจ้างให้สร้างเรือ SWATH เพื่อทดสอบโครงสร้าง[ 45 ]

เรือ SWATH เปรียบเทียบกับเรือคาตามารันแบบใช้เครื่องยนต์ทั่วไปที่มีขนาดเทียบเท่ากัน ดังนี้: [ 43 ]

  • พื้นผิวสัมผัสน้ำที่ใหญ่ขึ้น ส่งผลให้เกิดแรงเสียดทานที่ผิวหนังมากขึ้น
  • การลดแรงต้านจากคลื่นอย่างมีนัยสำคัญ ด้วยการออกแบบโครงสร้างค้ำยันและตัวเรือที่จมอยู่ใต้น้ำ
  • พื้นที่ผิวน้ำที่ลดลงช่วยลดการโยกและการเคลื่อนที่ขึ้นลงในทะเลได้อย่างมาก
  • ไม่มีความเป็นไปได้ในการวางแผน
  • มีความไวต่อแรงกระทำมากขึ้น ซึ่งอาจทำให้โครงสร้างสะพานอยู่ใกล้กับน้ำมากขึ้น
HSV-2 Swiftเรือคาตามารันสำหรับแหวกคลื่น สร้างโดยบริษัท Incatในรัฐแทสเมเนียประเทศออสเตรเลีย

เรือคาตามารัน แบบเจาะคลื่น (โดยเคร่งครัดแล้วเป็นเรือไตรมารันที่มีตัวเรือตรงกลางและตัวเรือยื่นออกไปสองลำ) ใช้หัวเรือที่มีแรงลอยตัวต่ำบนตัวเรือแต่ละลำซึ่งชี้ไปที่เส้นระดับน้ำและยกสูงขึ้นไปทางด้านท้ายเรือจนถึงระดับหนึ่ง เพื่อให้ตัวเรือแต่ละลำสามารถเจาะคลื่นได้ แทนที่จะแล่นผ่านคลื่น ซึ่งทำให้สามารถทำความเร็วผ่านคลื่นได้สูงกว่าเรือคาตามารันทั่วไป เรือประเภทนี้แตกต่างจากเรือคาตามารัน SWATH ตรงที่ส่วนที่ลอยตัวของตัวเรือไม่ได้เป็นทรงกระบอก ดาดฟ้าสะพานที่ทอดข้ามอาจได้รับการออกแบบให้มีลักษณะบางอย่างของตัวเรือรูปตัววีปกติ ซึ่งช่วยให้สามารถเจาะทะลุยอดคลื่นได้[ 46 ]

การออกแบบเรือคาตามารันแบบเจาะคลื่นถูกนำมาใช้สำหรับเรือยอชต์[ 47 ]เรือเฟอร์รี่โดยสาร[ 48 ]และเรือรบ[ 49 ]

แอปพลิเคชัน

เรือ AC72 Aotearoaของทีม Emirates Team New Zealand กำลังแล่นบนฟอยล์ในอ่าวซานฟรานซิสโก

เรือแบบสองลำตัว (catamaran) ตอบโจทย์ความต้องการเฉพาะกลุ่มที่เน้นความเร็วและความนุ่มนวลในการเดินเรือมากกว่าความจุขนาดใหญ่ ในเรือขนาดใหญ่ ความต้องการนี้มักพบในเรือเฟอร์รี่ขนส่งรถยนต์และเรือรบสำหรับลาดตระเวนหรือปฏิบัติการในเขตชายฝั่ง

กีฬา

Gitana 13เรือคาตามารันแข่งในมหาสมุทร

เรือคาตามารันเพื่อการพักผ่อนหย่อนใจและกีฬาโดยทั่วไปได้รับการออกแบบให้มีลูกเรือสองคนและสามารถปล่อยลงน้ำและขึ้นฝั่งจากชายหาดได้ ส่วนใหญ่จะมีแทรมโพลีนบนโครงสร้างสะพาน เสาหมุนได้ และไม้ค้ำใบเรือหลักตลอดความยาว รุ่นสมรรถนะสูงมักจะมีแทรพีซเพื่อให้ลูกเรือสามารถโหนตัวออกไปและถ่วงดุลแรงที่ทำให้เรือคว่ำในระหว่างที่มีลมแรงในบางทิศทางการแล่นเรือ[ 50 ]

สำหรับการแข่งขัน America's Cup ครั้งที่ 33ทั้งฝ่ายป้องกันและฝ่ายท้าชิงต่างสร้างเรือมัลติฮัลล์ที่มีความยาว90 ฟุต (27 เมตร) Société Nautique de Genèveซึ่งเป็นฝ่ายป้องกันร่วมกับทีมAlinghiใช้เรือคาตามารัน ส่วนฝ่ายท้าชิง BMW Oracle Racing ใช้เรือไตรมารัน โดยเปลี่ยนจากใบเรืออ่อนมาเป็นใบเรือปีก ขนาดใหญ่ ซึ่งเป็นใบเรือปีกที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยสร้างมา ในน่านน้ำนอกชายฝั่งเมืองวาเลนเซียประเทศสเปน ในเดือนกุมภาพันธ์ 2010 เรือไตรมารันของ BMW Oracle Racing ที่มีใบเรือปีกอันทรงพลังพิสูจน์แล้วว่าเหนือกว่า ซึ่งถือเป็นการเปลี่ยนแปลงจากเรือโมโนฮัลล์แบบดั้งเดิมที่เคยใช้ในการแข่งขันAmerica's Cup ครั้งก่อนๆ [ 51 ] 

ในอ่าวซานฟรานซิสโก การแข่งขัน America's Cup ปี 2013จัดขึ้นโดยใช้ เรือคาตามารัน AC72ยาว72 ฟุต (22 เมตร) (เรือที่กำหนดโดยกฎสำหรับการแข่งขัน America's Cup ปี 2013) เรือแต่ละลำใช้ไฮโดรฟอยล์และใบเรือปีก การแข่งขันจบลงด้วยชัยชนะของทีม Oracle Team USA เหนือ ทีม Emirates Team New Zealandผู้ท้าชิง ด้วยคะแนน 9–8 ในการแข่งขัน 15 แมตช์ เนื่องจาก Oracle Team USA เริ่มการแข่งขันด้วยโทษ 2 คะแนน[ 52 ] [ 53 ] 

วงการเรือใบได้เห็นการพัฒนาของเรือหลายลำตัวที่มีความยาวมากกว่า100 ฟุต (30 เมตร) " เดอะเรซ " เป็นการแข่งขันแล่นเรือรอบโลกที่เริ่มต้นจากบาร์เซโลนา ประเทศสเปน ในวันส่งท้ายปีเก่าปี 2000 เนื่องจากเงินรางวัลและชื่อเสียงที่เกี่ยวข้องกับการแข่งขันนี้ ทำให้มีการสร้างเรือคาตามารันใหม่ 4 ลำ (และอีก 2 ลำที่ได้รับการดัดแปลงอย่างมาก) ที่มีความยาวมากกว่า100 ฟุต (30 เมตร)เพื่อเข้าร่วมการแข่งขัน ลำที่ใหญ่ที่สุดคือเพลย์สเตชั่นซึ่งเป็นของสตีฟ ฟอสเซ็ตต์มี ความยาว 125 ฟุต (38 เมตร)และมีเสากระโดงสูง147 ฟุต (45 เมตร)เหนือระดับน้ำ เรือเมกะแคทรุ่นใหม่เกือบทั้งหมดสร้างขึ้นจากคาร์บอนไฟเบอร์ แบบพรีเพรก เพื่อความแข็งแรงและน้ำหนักที่เบาที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ความเร็วสูงสุดของเรือเหล่านี้สามารถเข้าใกล้50 นอต (58 ไมล์ต่อชั่วโมง; 93 กิโลเมตรต่อชั่วโมง)ได้ การแข่งขันครั้งนี้ชนะโดยเรือคาตามารันClub Med ที่มีความยาว 33.50 เมตร (109.9 ฟุต)ซึ่งมีกัปตันคือGrant Daltonเรือลำนี้แล่นรอบโลกใน 62 วันด้วยความเร็วเฉลี่ย18 นอต (21 ไมล์ต่อชั่วโมง; 33 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ) [ 54 ]          

การล่องเรือ

เรือคาตามา รัน Lagoon 560 สำหรับล่องเรือ

นักเดินเรือท่องเที่ยวต้องพิจารณาถึงความสมดุลระหว่างปริมาตร น้ำหนักบรรทุกที่ใช้งานได้ ความเร็ว และต้นทุนในการเลือกเรือ การเลือกเรือคาตามารันจะให้ความเร็วที่เพิ่มขึ้นโดยแลกกับน้ำหนักบรรทุกที่ลดลงต่อหน่วยต้นทุน Howard และ Doane อธิบายถึงความสมดุลระหว่างเรือโมโนฮัลล์และเรือคาตามารันสำหรับการท่องเที่ยว ดังนี้[ 38 ]เรือโมโนฮัลล์สำหรับการท่องเที่ยวระยะไกลในทะเลเปิดอาจสั้นเพียง30 ฟุต (9.1 เมตร)สำหรับลูกเรือและเสบียงสนับสนุนที่กำหนด ในขณะที่เรือคาตามารันสำหรับการท่องเที่ยวจะต้องยาวถึง40 ฟุต (12 เมตร)เพื่อให้ได้ความจุเท่ากัน นอกจากความเร็วที่มากกว่าแล้ว เรือคาตามารันยังกินน้ำตื้นกว่าเรือโมโนฮัลล์—เพียง3 ฟุต (0.91 เมตร) —และขึ้นฝั่งได้ง่ายกว่า เรือคาตามารันเปลี่ยนทิศทางได้ยากกว่าและใช้พื้นที่ในท่าจอดเรือมากกว่า เรือคาตามารันสำหรับการท่องเที่ยวมีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมเนื่องจากมีเครื่องยนต์สองเครื่องและหางเสือสองอัน Tarjan กล่าวเสริมว่าเรือคาตามารันสำหรับล่องเรือสามารถแล่นได้ ระยะทาง 300 ไมล์ทะเล (350 ไมล์; 560 กิโลเมตร)ต่อวันอย่างสะดวกสบาย โดยรุ่นสำหรับการแข่งขันสามารถแล่นได้ระยะทางมากกว่า400 ไมล์ทะเล (460 ไมล์; 740 กิโลเมตร)ต่อวัน นอกจากนี้ เรือจะไม่เอียงเกิน 10-12 องศา แม้จะแล่นด้วยความเร็วสูงสุดก็ตาม[ 55 ]       

เรือคาตามารันแบบใช้เครื่องยนต์มีสิ่งอำนวยความสะดวกหลายอย่างที่พบในเรือคาตามารันแบบใช้ใบเรือ โดยทั่วไปห้องนั่งเล่นจะครอบคลุมตัวเรือสองลำ ซึ่งเป็นที่ตั้งของห้องนอนและห้องเครื่องยนต์ เช่นเดียวกับเรือคาตามารันแบบใช้ใบเรือ การกำหนดค่านี้ช่วยลดการเคลื่อนไหวของเรือในทะเล[ 56 ]

เรือคาตามารันแบบเจาะคลื่นที่จดทะเบียนในสวิตเซอร์แลนด์Tûranor PlanetSolar ซึ่งเปิดตัวในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2553 เป็นเรือ พลังงานแสงอาทิตย์ที่ใหญ่ที่สุดในโลกโดยได้เดินทางรอบโลกในปี พ.ศ. 2555 [ 57 ]

การขนส่งผู้โดยสาร

ดาดฟ้าสำหรับขับรถขึ้นลงของเรือเฟอร์รี่แบบสองลำตัว
เรือ HSC Franciscoเรือโดยสารที่เร็วที่สุดในโลก

ในช่วงทศวรรษ 1970 มีการนำเรือคาตามารันมาใช้เป็นเรือเฟอร์รี่ความเร็วสูง โดยบริษัทWestermoen Hydrofoilในเมือง Mandalประเทศนอร์เวย์ เป็นผู้บุกเบิกและเปิด ตัวเรือ Westamaranในปี 1973 [ 58 ]เรือStena Voyagerเป็นตัวอย่างของเรือเฟอร์รี่ขนาดใหญ่ที่วิ่งเร็ว โดยปกติจะวิ่งด้วยความเร็ว46 ไมล์ต่อชั่วโมง (74 กม./ชม.)แม้ว่าจะสามารถทำความเร็วได้มากกว่า70 ไมล์ต่อชั่วโมง (110 กม./ชม.)ก็ตาม[ 59 ]  

เกาะแทสเมเนีย ของออสเตรเลีย กลายเป็นที่ตั้งของผู้สร้างเรือคาตามารันขนส่งขนาดใหญ่ ได้แก่Incatในปี 1977 [ 60 ]และAustalในปี 1988 [ 61 ]ซึ่งแต่ละบริษัทสร้างเรือเฟอร์รี่ พลเรือน และเรือรบ Incat สร้างHSC Franciscoซึ่ง เป็นเรือไตรมารัน ความเร็วสูงที่มีความเร็ว 58 นอต (ณ ​​ปี 2014) ซึ่งถือเป็นเรือโดยสาร ที่เร็วที่สุด ที่ให้บริการอยู่[ 62 ]

ทหาร

เรือรบของกองทัพเรือสหรัฐฯ รุ่นสเปียร์เฮด (JHSV-1)ระหว่างการทดสอบในทะเลในปี 2012
เรือคอร์เว็ต Shahid Soleimani IRIS FS313-01 ของอิหร่านในปี 2023

เรือรบลำแรกที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ไอน้ำ ชื่อว่าเดโมโลโกสหรือฟุลตันซึ่งสร้างขึ้นในสหรัฐอเมริกาในช่วงสงครามปี 1812เป็นเรือสองลำตัวที่มีล้อพายอยู่ระหว่างลำตัวเรือ

ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 มีการสร้างเรือคาตามารันหลายลำเพื่อใช้เป็นเรือกู้เรือดำน้ำ ได้แก่SMS VulkanและSMS Cyclopของเยอรมนี , KommunaของรัสเซียและKanguroของสเปนซึ่งทั้งหมดได้รับการออกแบบมาเพื่อยกเรือดำน้ำ ที่ประสบเหตุ โดยใช้เครนขนาดใหญ่เหนือช่องเปิดระหว่าง ลำเรือ นอกจากนี้ เรือกู้เรือดำน้ำในยุคสงครามเย็นอีกสองลำคือUSS PigeonและUSS Ortolanของกองทัพเรือสหรัฐฯก็เป็นเรือคาตามารันเช่นกัน แต่ไม่มีช่องเปิดระหว่างลำเรือดังกล่าว

การใช้เรือคาตามารันเป็นเรือขนส่งทางทะเลความเร็วสูงได้รับการริเริ่มโดยHMAS Jervis Bayซึ่งประจำการอยู่ในกองทัพเรือออสเตรเลียระหว่างปี 1999 ถึง 2001 ปัจจุบันกองบัญชาการขนส่งทางทะเล ของกองทัพสหรัฐฯ ดำเนินการเรือคาตามารัน ขนส่งด่วนแบบปฏิบัติการพิเศษ หลายลำ ที่เป็นของกองทัพเรือสหรัฐฯ[ 63 ]ซึ่งใช้สำหรับการขนส่งสินค้าทางทหารด้วยความเร็วสูง และเพื่อเข้าสู่ท่าเรือน้ำตื้น

เรือชั้นMakarเป็นเรือสำรวจขนาดใหญ่สองลำที่สร้างด้วยตัวเรือแบบเรือสองลำตัวสำหรับกองทัพเรืออินเดียณ ปี 2012 เรือลำหนึ่งคือINS Makar (J31)เข้าประจำการแล้ว และอีกลำหนึ่งอยู่ระหว่างการก่อสร้าง[ 64 ]

เรือมิสไซล์ชั้นโฮเบ่ยของกองทัพเรือปลดปล่อยประชาชนจีน (PLAN) เปิดตัวครั้งแรกในปี 2547 ที่เซี่ยงไฮ้ โดยมีดีไซน์แบบเรือสองลำตัวเพื่อรองรับคุณสมบัติการพรางตัวของเรือ[ 65 ]

เรือคอร์เว็ตชั้น Tuo Chiangเป็นเรือคอร์เว็ตแบบเรือคู่ที่เจาะคลื่นได้หลายภารกิจที่ออกแบบ โดย ไต้หวัน ซึ่งมีความเร็วสูงและ ล่องหน[ 66 ]เปิดตัวครั้งแรกในปี 2014 สำหรับกองทัพเรือสาธารณรัฐจีน (ไต้หวัน )

เรือขนาดเล็กส่วนตัว

การกระจายปริมาตรของเรือ กล่าวคือ แรงลอยตัวที่กระจายออกไปจากเส้นศูนย์กลาง ทำให้เรือมีความเสถียรมากกว่าเรือลำตัวเดียวที่มีขนาดใกล้เคียงกัน หรือแม้แต่เรือที่ใหญ่กว่า เรือสองลำตัวแคบส่วนบุคคลที่ออกแบบมาสำหรับการพาย (เช่นเรือคายัคและเรือแคนู ) และสำหรับการขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ขนาดเล็กแบบพกพา (เช่น ไมโครสกีฟจอนโบ๊ทและดิงกี้ ) ซึ่งผู้ใช้และผู้โดยสารนั่งบนที่นั่งแบบอานม้าคล้ายกับที่นั่งในเรือเจ็ตสกี(Personal Watercraft หรือ PWC)ได้รับการผลิตขึ้นตั้งแต่ปี 2004 ในสหรัฐอเมริกาโดยบริษัทชื่อ Wavewalk

ดูเพิ่มเติม

อ่านเพิ่มเติม

  • Marchaj, CA (2000). อากาศพลศาสตร์และอุทกพลศาสตร์ของการแล่นเรือใบ . สำนักพิมพ์ Tiller. ISBN 1-888671-18-1.

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ไม่มีชื่อบทความ

เรือ คาตามารัน ( / ˌ k æ t ə m ə ˈ r æ n / ) (เรียกกันอย่างไม่เป็นทางการว่า "แคท") คือ เรือที่ มีตัวเรือขนานกันสอง ลำ ขนาดเท่ากัน...

ประวัติศาสตร์

เรือคาตามารันจาก โอเชียเนีย และ เอเชียตะวันออกเฉียงใต้ทางทะเล เป็นแรงบันดาลใจให้กับเรือคาตามารันสมัยใหม่ จนกระทั่งถึงศตวรรษที่ 20 การพัฒนาเรือคาตามารันส่วนใหญ่เน้นไปที่แนวคิดการขับเคลื่อนด้วยใบเรือเป็นหลัก

นิรุกติศาสตร์

คำว่า "catamaran" มาจาก คำภาษา ทมิฬ ว่า kattumaram (கட்டுமரம்) ซึ่งหมายถึง "ท่อนซุงที่มัดรวมกัน" และเป็นเรือแพลำเดียวที่ทำจากท่อนไม้สามถึงเจ็ดท่อนที่มัดรวมกัน คำนี้ได้พัฒนามาใช้ในภาษาอังกฤษเพื่อหมายถึงเรือสองลำที่ไม่เกี่ยวข้องกัน [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]

การพัฒนาในออสโตรเนเซีย

เรือประเภทคาตามารันเป็นเทคโนโลยียุคแรกของ ชาวออสโตรเนเซียน นักวิจัยยุคแรกอย่าง Heine-Geldern (1932) และ Hornell (1943) เคยเชื่อว่าคาตามารันพัฒนามาจาก เรือแคนูแบบมีขาค้ำ แต่ผู้เขียนสมัยใหม่ที่เชี่ยวชาญด้านวัฒนธรรมออสโตรเนเซียนอย่าง Doran (1981) และ Mahdi...