新型高速无人艇船型和水动力特性研究

无人艇作为最典型的海上无人智能平台系统得到了广泛的关注和开发,高性能无人艇船型开发是无人艇开发的重要组成部分。近期开发了一种用于无人艇的高速高耐波性船型,采用单体穿浪半滑行式设计。介绍了新型高速无人艇船型的概念设计方案及改进方案的船型设计特点。基于拖曳水池试验、自航模试验和CFD手段研究了该高速无人艇船型的水动力相关特性。研究结果表明该高速无人艇船型具有优良的快速性、耐波性和机动性。     

浅水高速艇的快速性研究

本文提供了一种内河浅水型高速艇艇型.针对该型线又进行了不同水深的阻力模型拖曳试验,并根据试验结果讨论了高速艇的浅水效应.结果表明,该艇的水动力性能优于常规的高速艇艇型.配合本文提出的带有侧进水口及底进水口的双进水口喷水推进系统的概念设计,该高速艇可在深水中高速航行、在浅水中安全航行,有效最小水深可和该艇的静态吃水相当.     

高速滑行艇的纵向运动分析与仿真研究

针对喷水推进滑行艇的高速滑行原理,建立了其非线性的纵向运动数学模型。首先分析了滑行艇在高速滑行过程中的受力,详细地推导了艇体受到的重力、浮力和动升力,并根据喷水推进器的工作原理,推导了喷水推进力的表达式;然后建立了喷水推进滑行艇的非线性纵向运动数学模型;最后设计了基于该模型的滑行艇纵向运动预报软件,并进行了高速滑行的操纵性仿真试验,仿真结果与船模试验数据吻合较好,表明了该模型能够较准确的预报喷水推进滑行艇在静水中的纵向运动。     

全铝制高速艇惯性导航系统海上试验方法研究

惯性导航系统以其精度高、自主、隐蔽性强等特点得到越来越多地应用。海上试验在整个惯性导航系统设计、研制、交付使用过程中扮演重要的角色。通过探讨全铝制高速艇惯性导航系统海上试验方法,并经实践证明了方法的可行性,为惯性导航系统在高速艇上的安装、试验积累了经验。     

中高速船加装减纵向运动组合附体实船试验

对一加装了减纵向运动组合附体的高速艇和原型艇进行了海上对比试验，并对试验结果进行了分析。试验时两艇并行前进，以便从现象上直接观察加装减纵向运动组合附体的效果。试验结果证实，组合附体减纵向运动效果显著，艏部加速度降幅可达到68%，纵摇角降幅可达到40％，加装组合附体的艇在较高海情中顶浪时可高速航行，且速度越高运动越平稳，在波浪中基本没有失速。     

浅析排水式高速艇的阻力性能

排水式高速艇的阻力构成和变化规律与排水式船舶、滑行艇不同。文章基于模型试验和试验图谱分析了排水式高速艇的阻力特征,并研究了排水体积长度系数、棱形系数、方形系数等船型特征对该型船阻力性能的影响,从而为该类船舶的快速性设计提供一定的参考。     

基于水动力分析的高速滑行艇阻力估算

针对滑行艇高速航行的运动特性进行其动态阻力的估算研究。首先通过分析滑行艇在高速航行时艇体受到的各种水动力，建立其六自由度操纵性数学模型，并利用四阶龙格一库塔法解算滑行艇的运动姿态。然后计算滑行艇高速航行时的动态阻力，所得结果与船模试验数据吻合较好，并对各种滑行阶段的运动特性进行分析，结果表明基于水动力分析的阻力估算方法具有较强的工程实用性。     

拖曳力对滑行艇航行性能影响的试验研究

为了研究滑行艇作为高速拖曳水面搭载平台的可行性,通过模型试验方法对滑行艇在静水和波浪中的阻力性能及航行姿态变化情况开展研究,分别在非拖曳与拖曳2种工况下进行试验。在静水条件下,研究了滑行艇在不同航速时的阻力及航态变化,讨论了拖曳力对航行性能的影响。在规则波条件下,对滑行艇在排水状态和滑行状态,以及不同波长、不同波高的情况下进行模型试验,讨论了拖曳力对阻力平均值、纵摇、垂荡以及首部加速度的影响程度。通过试验结果对比分析,总结了拖曳力对滑行艇阻力及航态的影响规律,并提出了滑行艇作为高速拖曳水面搭载平台时的建议。     

军用高速艇主柴油机水下排气方式的试验研究

通过对船用柴油机的各种排气方式的比较和分析后认为，军用高速艇主柴油机比较理想的排气方式为水下排气，同时从排气对螺旋浆的影响，艇底排气出口位置的选择，艇的阻力增加情况等3个方面进行了试验研究，研究表明在高速艇上采用水下排气方式是可行的。     

高速圆舭艇浅水阻力计算方法

本文给出了根据船模系列浅水试验结果回归而得的高速圆舭艇浅水阻力计算公式．对亚临界速度区和超临界速度区分别采用不同的公式修正浅水对阻力的影响．文中给出了区分上述速度区域的临界速度计算公式，适用于Fr＜0．8的高速圆舭艇．为检验本文公式的计算精度，用两艘实艇浅水试验结果进行核核．结果表明，公式的精度足以满足工程使用要求．     

基于体积力法的半悬挂舵和全悬挂舵回转性对比

针对半悬挂舵和全悬挂舵回转性能差异问题,建立用于模拟螺旋桨推力的体积力模型,评估两种不同形式舵的回转性。对标模KCS船型回转运动进行计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）模拟,船后螺旋桨作用使用体积力模型替代。开展半悬挂舵回转性CFD模拟,并与试验结果对比验证。设计全悬挂舵并模拟其回转性,与半悬挂舵回转性进行比较。结果显示,半悬挂舵除战术直径与试验结果相差9.48%外,其他回转特性参数与试验结果相差均在3%以内,说明基于体积力法模拟回转性具有较高的可信度。全悬挂舵的回转特性参数均优于半悬挂舵,说明全悬挂舵的回转性能更佳。     

船舶回转性能分析

在对船舶作回转性能分析时，采用战术直径表征其他回转特征量，计算出不同舵角、航速、纵倾及排水体积下的回转圈战术直径。衡量各因素对战术直径的影响程度，总结战术直径随各因素变化的规律，得到不同排水量之间战术直径的简化算法，为试航回转试验的特征量从设计吃水转化为满载吃水提供了一种较简捷的近似换算方法。     

基于自由自航模回转试验的不确定度分析

为评定船舶操纵性试验结果的可信度,基于ITTC 7.5-02-06-05的指导意见,对船模回转试验的不确定度进行分析。基于自由自航模回转试验方法,对某型船进行重复性试验,获取试验相关的不确定度。数据分析结果表明,在置信区间为95%、置信因子为2的条件下,船模试验回转直径的不确定度为4.9%,结果可信,具有一定的工程应用参考价值。     

船舶回转过程内、外桨负荷的仿真分析

船舶在回转过程中,一般内桨的负荷要大于外桨的负荷.但在某新研制船舶的回转试验中,观察到外桨负荷高于内桨负荷这一看似有悖常理的现象.为了解释这个现象,利用船舶推进系统的数学模型和三自由度平面运动数学模型(MMG模型),分别对定距桨和调距桨推进船舶的典型回转工况进行了仿真分析.研究结果表明:在负荷控制功能起作用的情况下,船舶回转时通过减小柴油机设定转速或减小调距桨的螺距,内桨的负荷比外桨小是完全可能的.在相同回转工况下,负荷限制线的设置和负荷控制规律对船舶内、外桨的负荷有很大的影响.控制系统的负荷控制功能是改变船舶回转工况内、外桨负荷的一个重要因素.     

内河高速船的新型船体结构形式--双向加筋板船体结构

本文通过对内河高速船的双向加筋板船体结构试验及计算分析的研究,为制订规范提出新型船体结构形式的建议.     

吊舱推进与传统推进船舶操纵性能对比分析

吊舱推进器因具有提高船舶推进效率及操纵灵活等特点而越来越受到人们的重视。为深入研究吊舱推进船舶的操纵性能,文章对某深水铺管起重船进行了吊舱推进操纵和舵操纵两种方式下的操纵性模型对比试验,试验结果表明,吊舱推进操纵船舶的回转运动性能及应舵性能要大大优于舵操纵船舶,而纠向和保持航向能力两者相当;同时,文中对吊舱推进船舶的操纵性能进行了分析,可为实船操作提供一定的参考。     

双断级滑行艇的阻力回归公式

本文以5艘双断级滑行艇模型的试验数据为基础,采用多元线性回归的方法对试验数据进行回归分析,从而导出在不同断级参数情况下双断级滑行艇的阻力回归公式。通过相对误差分析法验证了回归公式的精确性,并根据回归的结果绘制成图以供设计参考。     

基于船舶回转试验建立横摇响应型数学模型

为了建立船舶横摇响应型数学模型,在"育鲲"轮上进行了船舶回转试验.在试验数据处理分析的基础上,结合理论讨论,提出了横摇响应型数学模型的结构,并给出了"育鲲"轮的横摇响应型数学模型.该模型简单,便于分析.     

一种崭新的船舶运行原理

这是一项原理性的发明,已获得22个国家的发明专利.该发明提出一种特别的船体浸湿面外形布局,可在不改变原推进系统及其推进功率的情况下,大大提高船艇的性能:船艇前进时激起水动推进力、附加水动升力和相应的水动力矩,从而大幅度提高航速和航向、横向、纵向的安全稳定性;转弯时激起水动助回转力矩和抗船体横向向心倾覆力矩,使船艇可以很小的回转半径和横向倾侧,安全迅速地完成回转;迎浪前进时激起水动反冲击力、附加水动升力和相应的水动力矩,可以抗颠簸失速、纵摇拍击和横摇摆动,使船艇平稳高速地前进,平稳安全地完成回转.应用该原理建造的小型船艇的实航试验证明了其确实具有上述性能.     

船舶操纵回转特性的多目标优化设计应用

定常回转直径作为衡量船舶操纵性的一个指标受到人们的普遍重视。为提高船舶的回转性能,基于船舶四自由度的操纵性方程,分析船舶回转直径和回转横倾,讨论影响回转性能的舵型因素,并将其作为优化设计变量,利用Isight优化设计平台,采用遗传算法进行舵型参数的优化设计。通过选取某高速船作为优化对象,利用该方法进行舵型优化后,回转直径及回转横倾都减小。表明借助Isight的优化功能可以实现船舶操纵性能的优化。