我国性能船的研制现状及其船型开发

我国高性能船的研制已有３０多年的历史，３０多年来，我国相继开发了水冀艇、全垫升气垫船、侧壁式气垫船、高速双体船、穿浪双体船、小水线面船、地效冀船和高速单体船等。文章着重就中国船舶及海洋工程设计院几型全垫升气垫船、双体气垫船、地效冀船和气垫平台的研究及船型开发作了较为详细的介绍。     

一艘小型全垫升式气垫船

中国船舶及海洋工程设计研究院于1980年设计建造了一艘小型全垫升式气垫船。该船已于同年交付使用。图1为该船全貌。一、主要用途及船型该船要求航行于海滩的淤泥沼泽地域,用作地震勘探的运载工具。这种地域涨潮时有水,     

减阻,减摇的响应围裙研究

本文根据围裙柔性动力学的理论分析,并应用系统分析和反馈原理,把气垫船的柔性围裙简化为一个二自由度的气弹和水弹的动力反馈系统,提出了气弹增益、水弹增益、响应度和隔振因子等物理概念。通过船模水池试验和分析,深入地讨论了响应围裙减阻和减摇的原理以及围裙气垫系统参数设计对全垫升气垫船性能的影响.     

气垫船典型结构振动特性分析

由于气垫船的船型特点、运行原理等与常规船相比有很大区别,使得其速度较常规船高出很多,此外还会搭载高转速发动机、高转速空气螺旋桨等,这就使得气垫船振动问题尤为突出,可能引起强度、航行安全、舒适性等问题,因此确定振动源并计算典型位置的振动特性尤为重要。本文选取气垫船垫升主机及推进主机基座这一典型结构,利用有限元法,考虑多种激振力在同一位置处的瞬态响应,求解速度时历的均方根值,并与测试数据进行对比。结果表明考虑多种激振力同时作用的效果与实际测试结果相近,结果可靠,可以借鉴应用于气垫船振动特性的分析研究。     

轮式船型初探

对一种轮式船型进行了初步探讨,推导出轮式船型船模和实船之间阻力矩的相似理论。对一艘轮式船型进行了初步的船模试验,根据船模试验结果,分析了轮式船的阻力性能。     

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。     

保障气垫船供油系统正常运行措施

气垫船作为一种特殊船型,在研制过程中与常规船有很大区别。为了保障气垫船在航行时的连续性、可靠性和安全性,特配置两套发电机组,互为备用、交替运行;着重介绍了在两套发电机组交替过程中,为确保全船供油系统正常运行而采取的相应措施。     

气垫船舱室防噪声探讨

气垫船的声学特性是介于排水船和飞机之间。侧壁气垫船较接近于常规船,而全垫升气垫船更接近于飞机。气垫船结构轻,布置紧凑,舱室容积小,噪声源多而复杂,客舱距噪声源较近,声源的噪声级又较常规船高。近几年来,我们根据气垫船的这些特点,对气垫船的舱室作了一些防噪声措施的实践。     

新型海上风电维护船的横摇运动分析

以从事海上风电场维护的某新型双体船的船模为试验对象,考虑维护船工作海域一般为近海,选取较小倾角进行静水横摇衰减试验,得出船模随时间变化而变化的六自由度数值及衰减曲线。通过求取减幅曲线和阻尼系数以及船模的横摇周期,对比普通相似船的经验数值,得到该双体船在静水横摇方面优良性良,也体现了船型设计的合理性,为以后海上风电维护船的船型设计提供一些参考。     

钢质整流滑行高性能船舶设计探讨

论述了常规滑行的判据及其水动力原理。根据多个船模结果和实船运行实践，综合考虑各种船型的利弊，创造性地设计出整流滑行新船型，并对其滑行原理、波形改善、实用范围、船型参数选取等，提出了参考意见，为整流滑行新船型在江河湖海的应用、推广起到促进作用。     

气垫船操纵性能理论分析

研讨了全垫升气垫船垫态航行时的操纵性.利用所建立的气垫船六自由度仿真系统和航向保持控制系统使气垫船进入稳定直航后,进行了操舵回转特性和螺距差回转特性仿真试验研究,并进行了验证气垫船直线稳定性的回舵试验和航向保持能力的Z形机动试验.最后,对仿真试验结果进行了详细分析,并对气垫船的操纵特点进行了论述.     

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。     

快速货船：概念评估

旅客和车辆高速运输的快速渡船的现有发展水平给出了几个船舶的概念与设计，例如有圆形船体剖面的单体船，有深V型船体剖面的单体船、双体船、穿浪船、表面效应船、气垫船以及小水线面双体船，在这些船型中，     

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。     

高性能船舶的性能比较

本文根据国内外已发表的资料对各种高性能船舶和全垫气体船、侧壁气垫船、高速双体船，水翼艇，小水线面双体船，穿浪艇等船型，在静水快速性，甲板面积和舱容，造价，耐波性（包括波浪中失速，垂体加速速度等），大型化发展等方面作了简要的比较，从而简略地说明各种高性能船舶的使用特点。     

800吨级冷藏运输船节能船型的开发

本文介绍了800吨级冷藏船在充分调研和论证的基础上，经计算机优化选型和多方案船模快速性试验，取得具有最佳球鼻艏和球艉相匹配节能新船型的经验。     

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。     

5000m3全压式LPG船快速性试验研究

5000m3全压式LPG船是目前穿行于江河湖海水域液化气站的主力船型,针对该船的特点,并考虑今后发展趋势,确定了该型船舶的主尺度和船型参数,通过线型优化设计及船模试验研究,给出了推荐的优选船型。该船型与相近吨位船舶相比,长宽比小,船宽吃水比大。优选船型有效解决了该船的快速性问题,性能优良,可用于实船设计建造。     

600吨级登陆运输船船型研究和经济性分析

本文分析了登陆运输船的特点,通过多次船模试验,研究、设计了尖首、外飘、纵流双尾鳍新船型。该船不仅降低了有效功率,而且设计装载量,装载容积都有所增加。此外,本文还论述了该船的经济性,在三艘同类型船的对比中,本船的经济性较其它两型船好。     

满足第Ⅲ阶段EEDI指标的3万吨化学品绿色船型开发

新船能效设计指数EEDI是新造船舶的准入考核指标。研发具有更低EEDI值的绿色船型已成为新造船领域的关注焦点。针对3万吨化学品船,从水动力学角度出发,综合应用线型优化、高效螺旋桨优化和节能装置优化等技术措施,并借助CFD性能评估优化,得到了一型绿色船型方案。经深水拖曳水池快速性船模试验验证,最终的优化船型方案的Attained EEDI值较基线值降低了30.6%,达到了EEDI第III阶段减排的要求。