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。     

基于物理规律的气垫船气液介质仿真系统

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(Open Scene Graph)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和气垫船气流场的特点,提出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。搭建该技术的体系结构和实现流程,解决不同开发环境下建立的异构模型的仿真问题,并通过仿真模拟计算验证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的视景特效,有助于增强气垫船模拟训练的效果。     

航空操控面板组件在气垫船上的应用研究

由于气垫船船型较小、空间有限,通过采用航空操控面板组件,对驾控台上各控制面板进行集成优化,使其能更合理地利用空间。在有限空间内实现驾控台各面板夜间显示、集中调光、集中试灯、集中报警等功能,并统一外形及显示方式,以达到优化各面板显示及操作方式,改善驾驶员的操纵使用界面。该面板首次在气垫船上使用,为气垫船控制面板的未来发展方向进行探索和尝试。     

典型工况下的全垫升气垫船总强度评估方法

全垫升气垫船是一种特种的高性能船舶,具有优越的适应性与快速性,由于其特殊的运行方式和使用需求,使得它们的结构形式多样、内部结构层次繁多,目前还没有一套完全成熟的规范和准则来评估气垫船结构强度,且单纯依靠规范计算进行气垫船结构设计亦很难满足其结构强度要求。本文根据全垫升气垫船结构特点,针对其垫升航行和排水航行2种典型运行状态,在对气垫船载荷分量的确定方法及加载方式分析的基础上,通过基于等效设计波法的直接计算法对气垫船总强度校核方法进行研究,为全垫升气垫船总强度评估提供了有效的技术支撑。     

无鼓风机侧壁式水翼气垫船

提出一种无鼓风机侧壁式水翼气垫船,巧妙地将水翼船和气垫船的功能原理结合起来,在航行时,船体底部能够有效形成高压气垫,同时由于船底后部水翼的作用,既具备了传统水翼船、气垫船航行时水的阻力小、航行速度快的优点,同时克服传统水翼船载重小、翼板材料要求高及传统气垫船能耗高、噪音大、稳定性差的缺点。船底设计成平底,相比传统尖底船,航行更平稳、不容易倾翻。此外,它省去了传统气垫船所要的鼓风机,大大降低成本,减少噪音,节约近50%的垫升能耗。     

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。     

柴油驱动的新型气垫船

最近,英国气垫船集团的工艺组和气垫船航行有限公司发明研制一种新型的以柴油为动力的水陆两用万能气垫船,称为“API-88”型两栖气垫船。此种两栖气垫船是以先进技术设计建造的,其设计为横渡于海峡的大型气垫轮渡。     

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.     

气垫船刮水器的选择与优化设计

气垫船在航行以及登滩、退滩过程中,长期处于水雾、泥沙等恶劣环境中。为确保驾驶员良好的操控视野,刮水器已成为船上必不可少的设备,其工作可靠性也将直接影响航行的安全性。文章通过对气垫船刮水器使用情况的分析研究,结合长期实船使用经验,梳理出刮水器在选型时需注意的事项,并根据气垫船刮水器特殊的使用环境,对其进行相应的优化设计,以满足在多变环境下的使用需求。     

"贼鸥"级气垫登陆艇

"贼鸥"级气垫登陆艇,是当今世界上最大的气垫登陆艇,满载排水量达370吨,为美国现役LCAC气垫登陆艇的7倍."贼鸥"级是前苏联研制装备的,采用侧壁式气垫技术,与常见的穿着大大"围裙"的气垫船相比,侧壁式气垫船的船舷两侧有刚性侧壁插入水中,因而其航行阻力较大,且不具备两栖性.但是,它的航行性能、经济性和防护能力都比较好,可在浅水激流中航行.     

Course-keeping control of underactuated hovercraft

The course-keeping control of underactuated hovercraft with two aft propellers was considered. The control of the heading error and cross-track error was accomplished by the yaw torque merely in this case. The hovercraft dynamic model is nonlinear and underactuated. At first the Controllability of course-keeping control for hovercraft was proved, then a course-keeping control law was derived that keeps hovercraft heading constant as well as minimizes the lateral movement of hovercraft. The proposed law guarantees heading error and sway error all converge to zero exponentially. Simulation tests were carried out to illustrate the effectiveness of the proposed control law. For further research, the disturbance influence would be considered in the dynamic equations.     

全垫升气垫船控制研究综述

介绍了气垫船的性能、特点及国内外的发展概况;对比分析了2种类型气垫船(全垫升式气垫船、侧壁式气垫船)的主要性能及其主要应用范围;介绍了全垫升气垫船、侧壁式气垫船综合控制研究现状;简要介绍了全垫升气垫船水平运动控制、升沉运动控制方法;展望了全垫升气垫船的应用前景及所带来的社会效益;分析了市场对气垫船的需求及其推广的可行性.     

气垫平台天线间隔离度分析研究

气垫平台上装备了大量的电子、电气设备和大功率发射天线,同时,气垫平台的船体与一般舰船相比,在垫态航行时艇体与海水绝缘,电磁兼容十分特殊。天线之间的耦合是无线电系统间电磁干扰的主要传输途径,天线隔离度是分析天线间电磁干扰影响的关键指标,开展天线间隔离度分析对电磁干扰研究十分重要。针对气垫平台船体的特殊性和电磁兼容性特点,基于电磁仿真基本原理,建立了气垫平台电磁模型,采用电磁仿真方法分析计算了天线间隔离度,并分析了气垫平台与海平面连接和不连接时隔离度影响。通过实测进行了验证,为开展总体电磁兼容工程研制提供了技术支撑。     

气垫船燃气轮机的起动系统简介

起动系统是燃气轮机最重要的运行环节,它直接关系到燃机是否能够成功起动。燃气轮机的起动方式多种多样,各有特点。文章简要介绍了目前所知的气垫船燃气轮机起动系统,并对常用的起动系统进行了对比分析,得出结论,对于国内气垫船的起动系统采用目前配套研制的电起动系统可大大提高主机控制的自动化水平。     

气垫船垫升推进系统控制仿真

以某型气垫船的动力系统为对象,建立了垫升推进系统的数学模型及船体的运动学模型,并以SIMULINK为平台对该系统进行了仿真建模[1],在此基础上,通过对系统动态特性的分析,对该系统进行了简单PID控制器和串级PID控制器的设计,并分别对两类控制系统进行了动态仿真和比较分析.仿真结果表明,串级PID控制系统较简单PID控制系统具有更为优越的动态性能,能较好地保证气垫船的垫态稳定性,以满足工程要求.     

虚拟样机技术在气垫船推进系统特性研究中的应用

由于气垫船的结构特点,传统的研究方法不适于气垫船推进系统特性研究.本文将现代虚拟样机技术引入气垫船推进系统特性研究中,对气垫船船体和轴系建模及船体-推进系统的耦合方法进行了比较研究.并应用本文提出研究方法,对某型气垫船推进轴系进行了动态支承力的仿真研究.     

气垫船垫升性计算与分析

近年来气垫船以其独特的性能特征发展迅速,行业主要增长动力集中在民用气垫船市场,小型民用气垫船销量增长较快,而从下游来看,旅游行业对于气垫船的采购占比最大。此外,各国政府单位也在逐年提高气垫船作为公务船的采购量,例如各地方海事局、消防局和农林局等。本文主要以某项目气垫船最具特点的垫升性为例，通过行业标准初步计算与软件程序数据校核相结合的方式进行分析，最终得出此项目在标准垫升工况下的垫升性具备合理性，为后续的生产工作提供了技术保障。     

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。