全垫升气垫船航行安全特性分析及思考

针对全垫升气垫船在航行中易产生侧漂、甩尾、低头埋首、甚至大幅横倾等危险进行航行特性分析,提出了建立航行稳定的边界与安全驾控的措施,并针对气垫船大型化发展,提出从围裙技术、驾控技术等方面开展深入研究,采取必要措施,提高气垫船的使用安全性。具有一定指导价值。     

全垫升气垫船高速侧滑后行为的理论与试验研究

全垫升气垫船高速航行时若操作不当,容易发生侧滑。由于气垫兴波的存在,侧滑后易引起大幅横倾,给围裙、船体结构造成损坏,严重情况下甚至会横向翻船。文章通过气垫兴波理论计算,分析侧滑时垫态横稳性急剧下降的原因,获得特定长宽比下的兴波阻力,对全垫升气垫船高速侧滑后的行为进行理论分析,并与船模试验、实船试验结果进行对比,表明船自身气垫兴波是造成侧滑大幅横倾的主因,侧部围裙下部开式手指兜水是造成侧滑速度快速下降的主因,也是围裙过载损坏的重要因素。文中介绍了国内不同气垫密度两种实船的意外侧滑情况,并与美国气垫登陆艇侧滑实船试验进行对比分析,得出一些有价值的结论,并提出高速侧滑后避免大幅横倾的应对措施建议。     

全垫升气垫船的埋首与翻船的原因探讨

此文分析了全垫升气垫船高速航行时的埋首与翻船现象,进而提出了几点解决船舶埋首与翻船的措施。     

美国气垫登陆艇围裙技术发展及分析

文中介绍了美国气垫登陆艇(LCAC)围裙的技术发展历程,随着艇装载量、耐波性、全寿命周期维护等总体性能和作战使用要求的提高,围裙技术在不断发展改进。通过利用先进的计算分析及三维设计软件,提高了围裙设计放样精度与寿命,降低了波浪中阻力,改善高速抗埋首及侧滑安全性,减轻自重也减少了维护工作量。此外,围裙改进均经过拖曳船模试验以及实艇的长期运行考验。这些技术手段及科研思路值得国内学习与借鉴。     

气垫船高速纵稳性与艏裙流体动力性能分析

在气动力与水动力的联合作用下,艏部围裙的响应度及抗缩进能力与气垫船的阻力、纵稳性及耐波性密切相关。该文结合气垫船的升沉、纵倾及艏部围裙在气动力和水动力联合作用下的响应特性,对全垫升气垫船艏部围裙响应性能、抗缩进性能和高速纵稳性计算方法进行了初步的探讨和研究。     

大型全垫升气垫船设计初探

通过对全垫升气垫船气垫参数、动力系统、围裙系统、横稳性和操纵性等方面进行分析,对大型全垫升气垫船的设计进行初步的探索。     

基于模型试验的气垫船低速破冰机理研究

为探索气垫船低速航行时的破冰机理,在低温拖曳冰水池中开展了系列模型试验研究.在模型试验中,以一艘内河自航气垫破冰船为原型,分别基于弗汝德和柯西相似准则建立了合理的模型试验相似体系.结合原型结构信息和实验室条件,确定了适当的模型比尺,从而加工制作了与原型结构相似的气垫船模型.气垫船模型同样由垫升风机、气道结构、支撑结构和围裙结构四部分组成.在各组试验中,调节气垫船模型的垫升高度,在试验拖车驱动下以相同的航速穿过模型冰排,并在试验过程中使用测力传感器和压力传感器测量结构的航行阻力和垫升压力.通过细致观察气垫船模型与模型冰排的相互作用过程,结合测得的航行阻力和垫升压力,解析了气垫船的破冰过程,揭示了气垫船在低速航行时破冰的关键机理.通过试验发现,气垫船只有达到一定吃水深度时才能有效破冰.气垫船低速航行时的破冰机理是在冰下形成稳定的气腔,促使冰排在上部结构和下部高压气体的共同作用下发生弯曲破坏.     

艏喷管在全垫升气垫船上的设计与应用

全垫升气垫船垫态航行时,船体下部围裙形成的高压气垫将船几乎托离于运行表面,依靠空气螺旋桨向前推进。此时,阻尼小且低速时舵效差,抗侧风能力差且低速操纵性不佳。这是全垫升气垫船的不足之处,尤其在狭窄多湾河道和多风环境下使用时,该缺点尤为明显。为此,文中从气动力设计、装置实现及操控性等方面,系统研究了独立风机供气的艏喷管在气垫船上的设计与应用,后期的样艇航行试验也证实了装备的艏喷管已达到设计目标。     

气垫船围裙成型数值计算与试验研究

气垫船围裙为三维复杂柔性结构，承受的外载荷复杂，其成型计算具有强非线性特点，一直是气垫船研究的重点和难点。论文以某极地运输气垫船围裙为研究对象，采用有限元方法，基于动态显式求解法计算了围裙典型分段和全船围裙的成型，并通过围裙典型分段模型成型试验和气垫船缩尺船模陆上静垫升试验分别对围裙成型计算方法及其对陆上静垫升特性的影响进行了分析。结果表明，基于有限元法的围裙成型计算方法较传统解析方法精度更高，与成型试验结果相比误差更小；全船围裙成型有限元计算结果与典型分段计算结果基本一致，基于全船围裙有限元法计算得到的静垫升特性参数预报精度较高，对提高气垫船总体性能预报精度具有指导意义。     

改善侧壁气垫船耐波性的有效措施

本文着重论述了改善侧壁气垫船耐波性的几项技术措施，包括双体气垫船型，响应围裙首尾封及艏部防溅条等，这些措施已成功应用于721型交通艇，证明是有效的。     

气垫船导管组合结构设计初探

随着气垫船向大型化发展,作为气垫船结构设计重要组成部分的导管组合结构设计越来越受到重视。文中结合国内已有的典型大中小型导管组合结构的设计参数,从导管组合结构的材料、结构型式以及传力方式等方面进行分析,总结其设计特点,并结合相关规范要求,对导管组合结构设计载荷进行分析。     

加速发展我国高性能船舶和水上高速客运

为开发海洋经济，发展海上运输，加快海军现代化建设步伐，必须加速发展高性能船舶和水下高速客运。为此，本文提出了有关决策层参考的几点政策性建议。     

Д形圆柱体大角度撞水载荷计算及缓冲问题的研究

一种Д形圆柱体底部金属结构在大角度高速入水时遭受破坏,解决该问题对某工程活动具有重要意义。根据KornhauserM提出的数学模型,对该圆柱体入水载荷进行预报计算并对缓冲问题进行分析,提出了在不改变Д形圆柱体结构的情况下,使用硬质聚胺酯泡沫塑料(RPUF)作缓冲层的方案,解决了工程中遇到的难题。     

CATIA二次开发实现全垫升气垫船性能 计算结果的可视化

全垫升气垫船对质量要求严苛,使船体浮箱结构薄弱;可两栖登陆,使浮箱破舱风险大,水密分舱只能加密。通过CATIA二次开发,实现了密集水密分舱破损计算结果的可视化,便于驾驶员基于浮箱上破口尺寸与位置,快速评估对破损进水以及船姿态的影响。CATIA气垫兴波波形的三维可视化,可直观地观察波面与气垫围线的相互关系,利于求取及理解船带漂角斜航时兴波对阻力及姿态的影响。船在波浪上航行时,随波起伏引起气垫压力波动,将外界载荷传递至船体与柔性围裙,实现气垫压力动态测试结果可视化,便于对比分析压力波动空间分布变化。     

铝合金整体壁板及悬挂式骨架系统在气垫船上的应用范围研究

铝合金整体壁板与传统铝合金焊接结构相比，前者能减少焊接变形，减轻结构重量。基于典型气垫船的船体线型特点，对铝合金整体壁板在气垫船上的应用范围进行梳理研究；针对悬挂式骨架系统自身特点和收集到的相关资料，从其局部强度、稳定性和局部振动特性与常规开切口式结构作对比计算、分析，在此基础上对悬挂式骨架系统气垫船应用范围进行研究，为铝合金整体壁板及悬挂式骨架系统在气垫船上的推广应用提供参考。     

同步带传动在全垫升气垫船上的应用

同步带传动是一种比较高效的传动方式。以同步带作为着眼点,对其发展、优缺点、分类进行总结,介绍其在气垫船上的应用与选型计算方法,并与其他传动方式作比较,展示了该产品的优点及克服其缺点的方法,对从事船舶设计,尤其是高性能船设计有一定的参考价值。     

气垫船三维耐波性分析

文章将气垫船耐波性分析理论从二维发展为三维,在Matlab平台上编制相应计算程序,所得计算结果同原有二维分析结果对比,对气垫船固有特性描述更为明确,计算结果令人满意。在此基础上,对某艇三维耐波性响应进行了分析,计算结果显示在艇固有频率处,升沉、纵摇和横摇响应互相耦合,使艇处于危险工况。该结果可供工程设计和驾驶者参考,具有一定的实际应用价值。     

空气层对高速三体船连接桥砰击压力峰值影响二维仿真研究

利用LS-DYNA仿真软件研究了高速三体船连桥结构的砰击问题,建立了二维有限元模型,对高速三体船结构以不同的速度进行等速入水的情况进行了计算.研究发现,存在于高速三体船主船体和辅船体与水之间的空气层充当了缓冲垫,大大减小了连接桥的砰击压力峰值.通过对压力峰值与速度平方比值的无量纲系数的回归分析,发现该系数随着入水速度的增加成二次指数递减趋势;其次是假想不存在空气层进行仿真计算,与考虑空气层的计算进行比较分析,量化空气层对高速三体船连接桥砰击压力峰值的影响,并得出随着砰击速度的增加,空气层对压力峰值影响逐渐变小.     

局部气垫双体船试验方案设计

设计1套局部气垫双体船模型拖曳试验方案,用于静水阻力试验。试验方案包括船模的设计、垫升系统、气垫内压强测量系统、气垫波形摄像系统等部分。试验除测量船模的阻力、纵倾角、重心处升沉,还监测气垫内压强的分布以及波形。并根据船模内外吃水情况,计算出湿表面积,采用二因次法换算出实船的有效功率。