气垫船垫升风机的振动试验研究及模态分析

垫升风机是气垫船的关键设备,是气垫船振动噪音的主要激励源之一。通过分析某气垫船左舷垫升风机的设计特点,选择关键位置开展振动响应频谱测量,分析不同测点位置、不同转速条件下测点的振动烈度响应。采用有限元方法分析单舷垫升风机的固有频率和振型,研究影响垫升风机振动的主要因素。在此基础上,提出降低垫升风机振动的措施,并基于试验评估实际降振效果,其可作为气垫船垫升风机设计的技术参考。     

气垫船垫升风机的振动分析及减振试验

通过分析某气垫船左舷垫升风机的设计特点,选择关键位置开展振动响应频谱测量,分析不同测点位置、不同转速条件下测点的振动响应。采用有限元方法分析单舷垫升风机的固有频率和振型,研究影响垫升风机振动的主要因素。在此基础上,提出降低垫升风机振动的措施,并基于试验评估实际降振效果,其可作为气垫船垫升风机设计的技术参考。     

旅游用全垫升气垫船动力系统设计

气垫船动力系统增加了为气垫供气用的垫升风机,同时采用空气螺旋桨推进,整个动力系统设计复杂。介绍了旅游用全垫升气垫船动力装置设置、推进垫升系统布置及动力系统的设计特点,部分设计创新可为未来的气垫船设计积累一定的经验。     

气垫船垫升风机下蜗壳结构优化设计方法

下蜗壳结构是垫升风机与气垫船之间的关键部件,承担载荷传递和振动传递的作用,是影响气垫船结构设计安全的重要因素之一。通过对气垫船及垫升风机的工作方式分析,识别下蜗壳结构的主要结构风险,提出其结构分析要点及其优化设计方法。以某型气垫船垫升风机的下蜗壳结构为例,研究提出结构优化方案以解决原结构振动超标的问题,并从振动、强度、刚度和疲劳等方面分析结构优化设计方案的实际效果,可作为气垫船垫升风机下蜗壳结构设计的技术参考。     

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。     

气垫船垫升风扇

本文系统简要介绍了国内外气垫船垫升风扇研制和技术概况,重点阐述了垫升风扇设计思想和方法,对风扇强度、防腐技术及其在气垫船上的应用进行了分析,以有助于垫升风扇研究设计随着气垫船技术的发展有所突破。     

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。     

玻璃纤维复合材料在某型气垫船垫升风机叶片上的应用研究

气垫船通过垫升风机产生气流,经由围裙通道,向船底气室供气,依靠气垫产生的垫升压力以支撑船体悬浮于水面或地面航行,以此减小船体和接触面之间的阻力、大航速可调范围,使其具有极高的机动性。根据某型号气垫船用垫升风机的设计要求,针对玻璃纤维复合材料叶片开展铺层设计、强度计算、模态计算及强度试验等方面进行了研究。研究表明：采用玻璃复合材料的叶片可以达到轻量化的要求,应力计算和模态计算结果均满足使用要求,使用过程中不会破坏也不会发生共振。通过强度试验验证在极限转速情况下最大应变值为2 747με,远小于材料的应变极限,叶片未发生破坏。     

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。     

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.     

滚动轴承在全垫升气垫船轴系中的应用

气垫船通常采用滚动轴承作为轴系的支承轴承,而全垫升气垫船轴系中的滚动轴承工作条件相当严苛。因此,对于滚动轴承的正确选型,以及对于润滑与密封等的全面考量,是设计人员必须面对的问题,同时也是全垫升气垫船推进与垫升系统能否可靠工作的关键之一。文中对气垫船滚动轴承的使用条件、选型、安装配合要求、润滑与密封等方面进行分析与介绍,并举例说明滚动轴承在气垫船轴系上的应用。     

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。     

我国研制气垫船始末

气垫船是利用大功率风机将高压空气压入船底形成气垫，将船体托离水面从而高速航行的船只。40多年来，我国依靠自己的技术力量，通过原理研究、模型试验和试用，已基本掌握了全垫升式和侧壁式气垫船技术，进入实用化船型研制和应用阶段。[编者按]     

芬兰气垫巡逻艇T-2000设计特点与总体性能分析

芬兰气垫巡逻艇T-2000是近期设计建造的一型全垫升气垫船,用于岛屿间的快速巡逻。其采用CDIM-SDD的第二代深型响应围裙系统、全新构型的首部矢量喷管,具有突出的快速性、操纵性及航行安全性,海试中创造了超过70 kn的气垫船最高航速,在众多岛屿之间操纵灵活便捷。为满足隐身要求,除采用低构型首部矢量喷管外,还采用多角形内倾复合材料上层建筑、低速大直径垫升风机与导管空气螺旋桨、风机全部顶部进气、主机冲压进气与水平向后直排出气等多项新技术。T-2000优良的总体性能以及新颖的设计理念和先进技术,值得国内设计人员学习与借鉴。     

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。     

两条大型全垫升气垫船的流体动力性能比较

以运输效率为基本判据,根据对无因次阻力、无因次推进功率与垫升功率的研判,从方案设计的角度分析了英国SRN4-MK3和俄罗斯ZUBR("欧洲野牛")两条大型全垫升气垫船总体性能差异的原因,并以此作为大型全垫升气垫船参数设计的分析依据.     

安徽内河气垫客船的设计与研制

本文介绍了交通部上海船舶运输科学研究所与安徽省交通厅共同研制的内河侧壁式气垫船。该气垫船具有下列特点:高长宽比,全玻璃钢船体结构,单喷水推进器,多风机垫升系统,桨扇联动。实船试验和试航结果表明,该气垫船具有良好的快速性、适航性、操纵性和营运经济性。     

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。     

某气垫船动力系统仿真研究

气垫船动力系统仿真是研究气垫船动力系统性能的一种重要手段,可为气垫船动力控制系统的设计提供依据。文章通过建立某全垫升气垫船动力系统及船体数学模型,采用仿真方法,研究起动过程和变工况下该气垫船的动力系统性能变化情况。研究结果可为类似的气垫船动力系统设计提供参考。     

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。