大型全垫升气垫船设计初探

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20 0 8年 8月

船

舶

Au us,2 08 g t 0

第 4期

S P& B0AT HI

N0. 4

[研究与设计]

大型全垫升气垫船设计初探高山(军驻上海江南造船 (团)限责任公司军事代表室上海 2 1 1 )海集有 0 93

[关键词]型全垫升气垫船；大运输效率；气垫参数；推进功率；垫升功率；围裙；横稳性；纵性操[摘要]通过对全垫升气垫船气垫参数、动力系统、围裙系统、稳性和操纵性等方面进行分析，横对大型全垫

升气垫船的设计进行初步的探索。

[中图分类号] 6 4 93 U 7 . 4

[文献标识码] A

[文章编号]0 1 9 5 (0 8 0 0 0 0 10— 85 2 0 )4— 0 1— 4

Pr l i a y i v si a i n o h e i n o a g u lh v r r f e i n r n e tg to n t e d sg f a l r e f l o e c a t mGa ha oS nKe wor y ds:a g u lh v r rf;ta s o fii n y; o e i g p r me e s; r p lie p we; o e ig p we; k rs; l r e f l o e c at r n p r e f e c h v rn a a tr p o u sv o r h v rn o r s it t c ta v r e sa lt ma e V r b lt r ns e s tbi y; n u e a ii i y‘

Ab t a t T r u h n l s n h v rn aa tr, p o u s n y t m, s i y t m, ta s e s t b l y n s r c: h o g a ay i o o e g p r me e s s i r p l o s s i e k r s se t r n v r e sa i t a d ima e e a i t n uv r b l y,t u h r at mp s a p ei n r n e tg t n o he d sg fa lr e f l h v r r f. i he a t e te t r lmi a y i v sia i n t e in o a g u l o e c at o

本文通过对全垫升气垫船气垫参数、动力系统、

1前

言

围裙系统、稳性和操纵性等方面进行分析，横对大型全垫升气垫船的设计进行初步的探索。

全垫升气垫船在垫态航行时船体

完全脱离水面。因此具有独特的两栖性能及优良的快速性。

2气垫参数通常以运输效率来衡量运载工具的经济性，并寻求运输效率较高的性能优化方法。运输效率表达如下：叼

继 15 99年英国全垫升试验船 S N R 1首次横渡英吉利海峡成功以来，多国家开展了气垫船的研诸究工作，推动了气垫船设计技术的发展。中小型全

垫升气垫船最为著名的是美国的中型气垫登陆艇 L A ( adCa,ArC sin。大型全垫升气垫 C C Ln r t f i uho )船最具代表性的则为英国的海峡车客渡船“ R 4 SN一

MK”俄罗斯“布尔”军用气垫登陆艇，两 3及祖型这艘大型全垫升气垫船的主尺度相当接近，均已成且

式中

——有效载荷， N;航速，/; ms

功使用多年。

尸—需用功率，W;— k

[稿日期]0 8—7— 5收 20 2

【作者简介]高

山( 9 54一)男， 16 .,汉族，山东济南人，高级工程师，主要从事船舶工程监造和管理工作。

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叼——运输效率。

气垫长气垫宽

5 3m 2 0m

全垫升气垫船运行于水气界面之间，既与常规排水船型不同，需提供功率以维持垫升状态，能利又用地面效应，因此其运输效率要低于常规的排水型船而高于飞机。

设计排水量装载量

40t 5 ~10t 2

该方案压长比约为 6 7 .。根据图谱分析，方该案运输效率略低， 2 5。如此，气垫压力为约 .5则42 6P, 7 a气垫流量约需 7 8m/。 0 s

对于全垫升气垫船的垫升性及阻力性能，国内已有较为成熟的计算方法。在此基础上，展了对发

于全垫升气垫船总体性能优化的无因次图谱分析方法，功率分配及气垫参数的合理设计提供了依为据。

3功率分配及动力系统全垫升气垫船的需用功率由推进功率 P和垫升功率 P组成。对气垫船的功率进行合理分配， 以提高气垫船的运输效率，气垫船设计研究中永恒是的主

题之一。P: P。+ P,:—V T—

图 1出了对于大型全垫升气垫船 S N一 3给 R 4 MK

的运输效率分析图谱。由于 S N一 3为车客渡 R 4MK船，垫密度比较低，以看到其设计点处于所在气可

F数相当优越的位置，输效率约 3 1对美国 r运 .。 LA C C中型全垫升气垫船的分析结果表明，因受主尺度限制，C L AC气垫密度较大，故其运输效率仅为 16 .。可见大型全垫升气垫船在运输效率方面体现了明显的优势。

+

叼P

叼

式中

P, P——总功率，进功率，升功率， P,推垫k; W

卜b i 1∞=2 3 K=O06 6 f= 69 9 p b=3 9 5 17 4 rO 67 c ar 30 W W P 3 O O3 8

螺旋桨的推力， N;

Q, —气垫压力，a气垫流量， s P— P, m/;

叼，—推进效率， 叼—垫升效率。根据已有的静水阻力性能计算方法，水 5 n静 Ok。的位置

时本船的阻力约 2 5k推进效率估算取为 0 3, 2 N, .6则所需推进功率约 1 0 w。取垫升效率为 60 0 k

}一||徭t 5。

≥、

04垫升功率约需 64 0k。考虑风浪中的阻力 .0, 0 w增量及阻力峰影响，总功率取 4 0 p 000h( 94 2 k。 2 1 W)

全船可采用 4套动力系统，机输出功率共主O 0∞ 004 00 6 0。 8 01 0 t 2 01 4 01 6

73 3k x其中推进功率470k x垫升功率 5 W 4, 0 W 4, 18 3k×。推进功率能够满足静水航速 5 n 3 W 4 Ok,

碛压比

K

图 1对 S N一 3运输效率的图谱分析 R 4MK

阻力估算在 4级海况 ( 波高，2 m s速迎风 ) 2m 1/风

根据此图谱，大多数航速范围内，在为提高大型全垫升气垫船的运输效率，总体设计思路可归结其

中可以达到 3 n以上的航速。垫升功率能够满足 5k垫升要求并留有适当裕量，以满足波浪泵吸要求可及主机滤清进气的要求 (采用气垫进气时 )若。每套动力系统使用燃气轮机通过齿轮箱分别驱

为

:通过增加气垫长度(或面积)以降低气垫密度。据此，步提出大型全垫升气垫船的方案，初其主要气垫尺度如下：2

动 1 (组 2台双进风 )升风机和 1导管空气螺旋垫支桨。每套动力系统长度方向约 1纵向及横向布 5m,

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大型全垫升气垫船设计初探

置都很便利。由于船宽较宽，旋桨直径可增大到螺5I, 获得更大的推进效率。垫升风机可选用直径约 n1 5 .4 i 4— 3型工业风机。 n的 7

两套动力系统可置于船体艏部左、两舷，证右保

艏部的气垫流量。另外两套动力系统置于船体后部左、两舷。前、两套动力系统长度尽量拉开，右后以减少艏部螺旋桨的气流干扰。4套独立并且相同的动力系统可极大的提高全船的安全性、可靠性、修维性和生命力。器

4围裙系统 围裙系统是与气垫船阻力、性和耐波性等总稳体性能密切相关的特种系统。艏部围裙的设计除了要有一定的响应度，以使围裙可以随波起伏外，更重

.——:T~B。A\一 NIC E V G NO I I… STN I盯 T AT O LA。W… E CAND

要的是应满足高速抗缩进的要求。英国 S N一 3的围裙系统是设计成功的响 R 4MK应围裙的典范。它在艏部成功使用了高响应度抗缩进围裙，艏部围裙不易缩进，保证了气垫船的纵稳性和抗低头埋首的能力， 2为响应围裙的示意图。图 俄罗斯”布尔”气垫船则是靠提高围裙刚度以祖型图 2响应围裙示意图() c

blT R S T

防止围裙缩进，证航行安全。当前我国已经对响保应围裙进行了深入的研究，并取 …… 此处隐藏：3479字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……