传奇延续：30年卡塔马兰仍不断刷新速度纪录

Gougeon Brothers Inc.（美国密歇根州Bay City）近期发布新闻稿，一艘28年的双体船仍在不断刷新速度纪录，超越众多新艇。Incognito是Gougeon Manufacturing于1990年制造的复合材料双体船。来自华盛顿州Port Townsend的Russell Brown独自驾驶这艘28年船龄的G32参加艰苦的R2AK（阿拉斯加赛）。资格赛从Port Townsend到维多利亚BC，他领先全队40分钟；随后领跑三天，连续第二年成为首位单人完赛选手，较2017年纪录缩短24小时以上，仍驾驶同一艘船。

我在Gougeon网站发现一份详尽的开发、设计、施工文档（最后更新1996），记录Meade和Jan Gougeon为打造这艘高速G32所付出的艰辛努力，这很可能解释了其28年后仍屡战屡胜的原因。我摘录部分内容，完整文档见：https://www.gougeon.com/prosetepoxy/G-32/welcome.html。

“1990年决定重启闲置三年的风电叶片工厂（因1986年风电行业剧烈萎缩），我们接受风电业短期难复苏的现实，需用第二产品分担厂房开销。除风电叶片外，我们开始制造独特的可拖挂32英尺双体船‘G-32’。我和弟弟Jan一直认为市场需要一款轻量、高速、好操控、可供2-3人周末居住、售价3.5万美元以下的双体船。无意大规模量产；周产两艘可达财务目标，三艘则盈利。”

“G-32设计为整体结构仅用上下两副大模具，在中心线一次大面积粘接结合，最小化模具投资，使小批量生产在财务上可行。最大设计挑战是让G-32足够轻、可被中型轿车拖拽。船+拖车总重不超2200 lbs。我们从两方面入手：一、设计上极尽删减非必要重量，最小化表面积、按预期载荷精心设计结构。例如船舱作为大型扭转箱提供两船体间必要扭转刚度。二、在成本目标内采用最轻量化制造技术。模压外壳成本不超$10/lb，总重不超800 lbs。”

“我们有多年制造高科技‘单件’赛船经验，使用特种纤维、昂贵芯材和环氧树脂制造极轻但昂贵的船。定制船模压件成本易达$50-100/lb。通常在公模上层压，需多次真空袋压实以得轻量致密层压板。至少三次真空袋（两层蒙皮和分隔芯材各需单独压实）。预浸料船如美洲杯帆船，可能需6-10次真空袋脱泡每层，再最终全层压实后进炉控温固化。真空袋制作施工劳动密集，限制了其在量产造船（始终用母模）中的应用。过去尝试在母模手工外层真空袋入芯材导致过度印痕，进一步降低建造者兴趣。”

Gougeon兄弟指出，尽管存上述问题，真空袋/注射成型对减轻层压重量至关重要。为兼顾减重和降本，他们选择当时新工艺，步骤如下：

1. 使用配方开放时间更长的环氧树脂以获最大性能，长开放时间使整个层压板一次真空步骤即可一次性压实。
2. 母模使用聚酯基胶衣提供低成本成品表面且最小化印痕。作者注：他们用特制过渡涂层解决聚酯胶衣表面与环氧层压板粘结难题，在制造过程中施于两种异性材料间。
3. 所有增强材料用辊涂机机械浸渍，减少人工、提升树脂控制精度。
4. 特制长开放时间环氧树脂在不超140°F下后固化以获高物理机械性能。

两兄弟综合考虑成本、板材性能、组装工时和外表面质量，精心评估增强材料以得最佳层压板。初评30种组合（见表：https://www.gougeon.com/prosetepoxy/G-32/goufig1.htm），聚重缝编E-玻纤。芯材作为最贵组件，多厚度多材料细致评估。PRO-SET环氧树脂体系（开放时间4小时）在Gougeon自家实验室专门为该新工艺开发。

两兄弟最终用矩阵材料制作30块测试板，筛选至12种组合，在公司Hydromat试验台做疲劳测试。核心问题：“船在最高应力工况下正常工作需要多少刚度？”基于测试结果，设计变更减少船体平坦区域（因需额外刚度），从而可用刚度较低、成本更低的板材。

“我们确定G-32结构长期生存需耐受持续循环疲劳载荷5 psi和间歇冲击载荷近15 psi。此标准非科学建立（如应变计实测，难实施），而是基于我们多年用多种材料组合建造各类艇艇成功失败的经验总结。这是船舶设计工程典型的历史试错法，自复合材料革命性发展以来未能良好服务行业。Hydromat等新测试方法旨在更贴近实载工况评估复合材料性能，支持更明智决策。”

文档详述短周期疲劳测试流程。最终选用材料组合，作者称：“在刚度、极限强度、疲劳任何结构指标上均非最强。但足以支撑G-32结构需求。更关键是，#48板材在成本、重量、制造易度三方面得分优异。”#48板材为Brunswick Technologies多轴玻纤蒙皮覆盖DIAB Klegecell PVC泡沫芯。

有趣的是，项目最难部分之一是实现高光外表面且不增加胶衣过重。解决方案是安排高度训练有素人员做最佳胶衣施工，Gougeon兄弟说。

尽管设计选材精心，因1992年底兄弟俩决定出售风电事业部，消除了造船项目主因，成本目标$10/lb成品层压板未完全达成。生产随即停止，仅制造14艘G-32。但他们指出，G-32开发的环氧基造船技术现广泛用于母模制造高性能船。Meade和Jan Gougeon认为其工艺较公模定制船大幅降低环氧基造船成本，且消除苯乙烯、更好控制开放时间和固化速率。他们总结：“……14艘G-32按预期表现，零结构失效。额外收获：轻量化配合长细船体造就极高航速，赢得无数比赛。”28年后，依然获胜！