围裙响应动力学及其对气垫船稳定性和适航性的影响

在大量试验与理论研究的基础上,本文根据系统分析和反馈原理,把围裙简化为一个二自由度气弹和水弹动力反馈系统,提出了气弹增益和水弹增益的重要物理概念,对气垫动力系统的分析则应用了气阻、气容等物理阻抗概念。根据这些参数可直接判别和分析气垫船的静、动稳定性,包括围裙的“缩进”和“颤振”,以及船在波浪中的阻力和加速度性能。作为一个比较完整的理论体系,本文在此仅作摘要介绍。     

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。     

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。     

基于二次开发的CATIA三维建模在全垫升气垫船设计中的应用

全垫升气垫船的船体外形结构不再着重考虑水动力性能,而是采用浮箱结构,其折角面、断阶面与倒圆较多,另有垫升风机在浮箱上的出风开口等,空间形状复杂。此外还有风机、导管桨、空气舵、围裙等特种设备,适于用参数化软件CATIA作二次开发来进行三维建模。在CATIA中作了一些二次开发以方便建模,详细介绍了一条全垫升气垫船的三维建模过程,并就CATIA曲面展开功能在柔性围裙设计制造中的应用进行探讨。     

全垫升气垫船高速埋首与低速侧翻的机理分析及应对措施

全垫升气垫船设有独特的柔性围裙系统,高速埋首是气垫船特有的三大安全风险之一。随着围裙技术的发展以及操控安全限界的规范,气垫船发生埋首的概率越来越低,但在实际使用中,高速埋首与低速大幅横倾仍时有发生,若应对不当,仍然会存在危险。文章介绍了国内外有关试验研究情况,结合气垫兴波计算对气垫船高速埋首与低速侧翻的机理进行理论分析,并总结了克服埋首与侧翻的技术措施,使用中的预防手段,以及发生高速埋首或低速大幅横倾时的操纵应对措施。     

气垫船围裙系统的现状及其展望

本文回顾了气垫船围裙的材料的发展，简要阐述了用作高垫压围裙材料布的加工工艺流程。同时介绍国外新型围裙连接件及围裙指端磨损替换的方法，以提高气垫船的维护保养性能，加速气垫船实用化进程。     

浅谈全垫升气垫船操纵装置的设计

全垫升气垫船的操纵性是研究其在气垫状态下,通过操舵或运用其他型式的操纵装置(如围裙提升,围裙平移,侧风门,旋转喷管,起落水杆等)来改变或保持气垫船运动状态的能力。气垫船操纵性和常规船一样兼有两方面的内容:一是航向稳定性,使气垫船保持在指定航向上气垫航行的能力,也就是运动稳定性;     

气垫船波浪载荷预报方法研究

高速气垫船对船体结构重量控制严格,而合理确定作用于船体的波浪载荷是结构设计、优化和安全性评估的基础。本文在气垫船船体结构受力特点分析的基础上,采用“分段船模”模型试验方法对目标气垫船开展了波浪载荷预报研究,重点解决了试验模型垫升系统动力特征相似、重量控制等关键问题。试验结果能反映目标气垫船围裙气垫的响应特点,说明所用分段船模试验方法预报气垫船运动与载荷的结果可信。基于此,对目标气垫船波浪载荷设计值的规范计算结果表明,给定的载荷规范计算方法可为气垫船结构设计提供参考。     

气垫船运动特性及其非线性因素研究进展

气垫船在波浪中的运动特性具有强非线性特点,一直是船舶运动特性研究的重点和难点。本文综述了与气垫船运动特性紧密相关的气垫动力学、围裙动力学和气垫兴波动力学研究方法及进展,分别介绍了气垫船运动特性线性与非线性研究方法,重点分析了引起气垫船非线性运动特性的风机特性、围裙几何大变形和材料特性以及气垫压缩性等非线性因素的研究进展,并对气垫船运动特性研究进行了展望。     

气垫船模围裙振动平台试验与理论研究

结合气垫船模围裙振动试验平台项目,用L abV IEW语言开发了该试验平台的测试系统,并测得某中型气垫船相应船模的升沉、纵摇与横摇的频率响应。利用传递矩阵的形式推导了耐波性计算公式,对该船模相应实船进行理论计算,验证了气垫内空气可压缩性对该类大中型气垫船升沉运动响应的重要性。同时分析了实船计算结果与振动平台试验值之间存在差别的原因。     

气垫船在内压作用下的水下辐射声功率分析

[目的]旨在研究气垫内压对气垫船水下辐射噪声的影响规律。[方法]以某气垫船为研究对象,首先,根据Newton–Raphson迭代法模拟气垫内压下围裙的成形过程;然后,基于声-固耦合有限元法建立气垫船围裙-气垫-周围水域的耦合模型,并采用模态试验对数值模型予以修正;最后,分析围裙所受压力和气垫压陷深度对气垫船水下辐射声功率的影响。[结果]研究表明：水下辐射噪声与气垫内压呈正相关,气垫内压每增加1 000 Pa,其水下辐射的总声功率级增加约0.97 dB;增大气垫船围裙刚度可有效降低气垫船低频段水下辐射声功率,增大气垫压陷深度则会增大较高频段的声功率级峰值,且使峰值位置向低频偏移。[结论]研究揭示了气垫内压对气垫船水下辐射声功率的影响规律,对气垫船水下辐射噪声的评估与数值预报具有重要指导意义。     

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。     

基于向量式有限元的响应围裙特性参数分析

为了实现大扰动下的响应围裙特性参数计算分析,基于向量式结构力学,提出一种计算大扰动下围裙复杂成型的向量式有限元法。运用该有限元法进行了围裙特性参数计算,并全面分析了囊压比、航速、触水深度和几何参数对响应围裙特性参数的影响,得出的结论可为响应围裙的设计提供一定参考。     

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。     

IP—85响应围裙动态图象处理识别系统

在８０年代响应围裙的试验与理论研究过程中，为进行围裙动态响应研究，对气垫技术试验室大、小围裙箱进行了改装。本文阐述了该试验室响应围裙特性测试数据处理，分析系统中非接触式ＩＰ－８５动态图象处理系统的研制概况、工作原理、设计特点、图象开窗技术及其在响应围初图象识别研究中的应用。     

为国争光的气垫船围裙

1976年的初夏北京风和日丽,位于北郊的怀柔水库突然热闹起来。水库拦腰处的水上运动场观礼台楼下,成V字型的岸边坐满了陆海空三军指战员,中央各部门领导和群众上千人,他们是来观看第七研究院第七○八所研制的新型船舶汇报表演。当扩音器里刚简要介绍完毕,在水库一角传来轻型飞机的嗡嗡声,一艘银白色的气垫船如利箭似地凌波飞行着。它由两台发动机驱动空气螺旋桨推进,同时又双机并车驱动离心风扇向船底供给压缩空气。由于气垫船周边有鼓气的黑色橡胶柔性围裙的包围而形成气垫,使刚性船底抬离水面而大大减少水动阻力,使船能凌波飞行,时速高达100公里。 气垫船先飞到观礼台正中的水面上“亮相”,原地     

基于向量式有限元的气垫船围裙张力计算方法

传统的气垫船围裙张力简化分析法在材料的弹性模量、手指与围裙囊的连接方式和张力计算公式等方面作了较多简化,计算结果不够准确。为了更精确地计算围裙张力,以向量式结构力学为理论基础,结合中心差分公式,提出了向量式有限元法。运用该有限元法计算和分析弹性模量、手指与围裙囊的连接方式和张力近似公式对计算结果的影响。结果显示,用传统的简化分析法计算得到的围裙张力偏低。     

HT-931全垫升气垫船围裙技术改造

由于特殊的地理位置和独特的航行环境,给气垫船提出了新的要求。通过对气垫船围裙的技术改造,降低了维护成本,提高了运行效率,保证了船舶安全航行。     

基于物理规律的气垫船气液介质仿真系统研究

针对全垫升气垫船气液介质复杂场景实时再现仿真需求,基于粒子系统原理和OSG渲染平台,考虑气垫船近场波浪高程模型、气垫船垫升系统压力及流量仿真模型以及气垫船气流场特点,提出了一种基于多模型的气垫船航行时气液介质特效仿真框架和实现方法。搭建了该技术的体系结构和实现流程,解决了不同开发环境下建立的异构模型仿真问题,并通过仿真模拟计算验证了该技术的可行性和正确性。仿真结果符合气垫船航行时的气液介质外形特征、作用范围以及气液介质产生的随机性和规律性特征,能快速逼真地实现气垫船航行时气液介质视景特效,对增强气垫船模拟训练效果具有重要的意义。     

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。