(2021年整理)地效翼船

1、地效翼船地效翼船 編輯整理：尊敬的讀者朋友們：這里是精品文檔編輯中心，本文檔內(nèi)容是由我和我的同事精心編輯整理后發(fā)布的，發(fā)布之前我們對(duì)文中內(nèi)容進(jìn)行仔細(xì)校對(duì)，但是難免會(huì)有疏漏的地方，但是任然希望（地效翼船）的內(nèi)容能夠給您的工作和學(xué)習(xí)帶來便利。同時(shí)也真誠(chéng)的希望收到您的建議和反饋，這將是我們進(jìn)步的源泉，前進(jìn)的動(dòng)力。本文可編輯可修改，如果覺得對(duì)您有幫助請(qǐng)收藏以便隨時(shí)查閱，最后祝您生活愉快 業(yè)績(jī)進(jìn)步，以下為地效翼船的全部?jī)?nèi)容。11.1掠海地效翼船發(fā)展背景掠海地效翼船是一種能夠貼著水面飛行，航速大于150kn的特殊船型。它比飛機(jī)有更大的升阻比,氣動(dòng)效率高。可以在海上隨時(shí)起落,安全性高，具有飛機(jī)無法達(dá)到的載重

2、量。掠海地效翼船在貼近地面（地效區(qū)內(nèi)）飛行時(shí),具有一般艦艇不可比擬的耐波性和高航速。從1897年法國(guó)人最早提出“地面效應(yīng)飛行”概念至今，人類對(duì)地效翼船的理論研究和實(shí)驗(yàn)已有了上百年的歷史。20世紀(jì)20年代初，一些水翼艇和飛機(jī)專家分別從船舶和飛機(jī)技術(shù)延伸,開始對(duì)掠海地效翼船進(jìn)行研究，如1923年，蘇聯(lián)科學(xué)家、世界上首批直升機(jī)設(shè)計(jì)者-尤里耶夫發(fā)表了“地面對(duì)水翼空氣動(dòng)力特性影響”的論文。1935年，芬蘭工程師卡里奧成功地實(shí)驗(yàn)了一種小展弦比的地效翼船。3年后，瑞典工程師特羅因格研制了“飛翼型地效翼船模型。但此后由于地效翼船的一些關(guān)鍵技術(shù)問題，如縱向穩(wěn)定性等沒有得到很好地解決,因而進(jìn)展遲緩,直到20世紀(jì)5

3、0年代之前，掠海地效翼船的發(fā)展進(jìn)程不大。從20世紀(jì)50年代,被譽(yù)為俄羅斯水翼船之父的p.e。阿列克塞耶夫及其高速船設(shè)計(jì)群體，成功地開發(fā)并批量生產(chǎn)了“火箭”號(hào)、“流星”號(hào)和“海燕”號(hào)等世界知名的水翼船型號(hào)，其航速高達(dá)60100km/h,曾被廣泛地用于內(nèi)河、湖泊、水庫等水域的交通運(yùn)輸中。但是，高速航行時(shí)水翼上出現(xiàn)的空泡現(xiàn)象制約了水翼船航速的進(jìn)一步提高，120km/h這一數(shù)值成了該型船航速的實(shí)際極限.1959年，p。e。阿列克塞耶夫提出了將不受空泡干擾的氣動(dòng)機(jī)翼用于高速船的設(shè)想。經(jīng)過幾年的探索研究，這一科學(xué)設(shè)想催生出了一個(gè)新的高速船型,即地效翼船。1966年，最大起飛質(zhì)量544t、最大航速500km

4、/h的“里海怪物號(hào)多用途艇等多個(gè)型號(hào)的艦艇，并正式編入俄海軍服役。其用途之一是作為超高速導(dǎo)彈攻擊艇，以對(duì)付航空母艦編隊(duì)。繼“里海怪物”號(hào)研制成功以后，阿列克謝耶夫等人又在20世紀(jì)7080年代相繼研制成功5個(gè)型號(hào)的地效翼船并投入使用，1974年，“雛鷹”號(hào)地效翼船首次試飛成功并取得成功.成為世界上第一艘地效翼兩棲作戰(zhàn)艇（見圖112），技術(shù)數(shù)據(jù)見表11-1進(jìn)入20世紀(jì)80年代，水翼船中央設(shè)計(jì)院以高爾基市的船廠為制造基地，致力于民用地效翼船的開發(fā)工作，其成熟的型船，不僅在俄羅斯航運(yùn)界倍受歡迎，而且成功地打入了美國(guó)、加拿大等國(guó)的船艇市場(chǎng). 11.2 地效翼船的基本原理在飛機(jī)發(fā)展的早期，一些飛行員就發(fā)現(xiàn)

5、了一種現(xiàn)象:飛機(jī)在起飛、降落和貼近地面飛行飛機(jī)的升力會(huì)大大增加。這種現(xiàn)象稱為“地面效應(yīng)”而產(chǎn)生這種現(xiàn)象的區(qū)域稱為“地效區(qū)”掠海地效翼船就是飛行在地效區(qū)的一種特殊船.需要說明的是地效翼船與飛機(jī)的飛行原理有很大的差異。飛機(jī)是依靠機(jī)翼上下表面壓力差產(chǎn)生的升力支撐自身重量使其飛行,而地效翼船則主要依靠地面效應(yīng)。由于機(jī)翼下表面與地面或水面之間的空氣流動(dòng)阻塞，使得機(jī)翼下表面壓力增大從而使升力增加。11。6動(dòng)力增沖與動(dòng)力氣墊技術(shù)動(dòng)力增沖技術(shù)與動(dòng)力增沖地效翼船在圖11-23所示的機(jī)翼為動(dòng)力增沖體，即在機(jī)翼之前的前置發(fā)動(dòng)機(jī)噴口，向機(jī)翼的下方噴出高速的氣流，在機(jī)翼下表面和地表面之間形成高壓區(qū)域，使機(jī)翼在低速甚至靜

6、止時(shí)就能產(chǎn)生較高的升力,從而使起飛航速大大降低，阻力減小，并改善了波浪中的抨擊壓力、越峰能力及耐波性等。采用動(dòng)力增沖技術(shù)的地效翼船稱之為動(dòng)力增沖地效翼船.圖1124為采用和不采用動(dòng)力增沖地效翼船的水阻力比較，由圖可以看出采用動(dòng)力增沖降阻的明顯效果俄羅斯把這種大型動(dòng)力增沖地效翼船叫做“ekranoplan”，意思是“屏蔽機(jī)翼或“低飛高機(jī)翼”11.6。2 動(dòng)力氣墊技術(shù)與動(dòng)力氣墊地效翼船動(dòng)力氣墊與動(dòng)力增沖在原理上沒有本質(zhì)的差別，只不過動(dòng)力氣墊技術(shù)有一個(gè)專門的氣墊系統(tǒng)，它由艇上向后噴射空氣的前置導(dǎo)管螺旋槳或渦輪風(fēng)扇、機(jī)翼.襟翼和船體共同組成。動(dòng)力氣墊有較大的氣墊長(zhǎng)寬比，其兩側(cè)有較深的側(cè)壁，且在機(jī)翼尾部

7、有可以封閉氣墊的襟翼。因而可以形成有效的動(dòng)力氣墊.前置導(dǎo)管螺旋槳在低中速時(shí)起著墊升作用，高速時(shí)起著推進(jìn)作用。起墊升作用時(shí)，導(dǎo)管螺旋槳向后噴射氣流有兩個(gè)效應(yīng)作用：一是湍射流效應(yīng)；二是阻塞效應(yīng)。湍射流吸卷大量的外界空氣，使射流截面積增大，有利于封住船身前面部分和形成氣幕，大量的空氣進(jìn)入船底，很少部分氣流向前回流,形成穩(wěn)定的動(dòng)力氣墊。動(dòng)力氣墊的前緣基本上屬于周邊射流式氣墊，而后面屬于增壓式氣墊。氣流進(jìn)入到船底形成阻塞，大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓能,產(chǎn)生氣墊靜升力。此外，氣流從后緣噴出又能產(chǎn)生推力回收。用動(dòng)力氣墊技術(shù)的地效翼船稱之為動(dòng)力氣墊地效翼船。利用動(dòng)力氣墊起降的地效翼船，從靜止就可以墊升前進(jìn)。隨著航速逐

8、步增大,隨速度的平方而增加的機(jī)翼升力逐漸起主要作用，飛高也開始逐漸增大。當(dāng)機(jī)翼的升力足夠時(shí)，動(dòng)力氣墊的升力不再起主要作用，地效翼船由起飛平穩(wěn)地進(jìn)入到完全的地效飛行.11.6。2。2中國(guó)的動(dòng)力氣墊地效翼船中國(guó)1975年就掌握了動(dòng)力氣墊技術(shù).結(jié)合動(dòng)力增沖地效翼船和動(dòng)力氣墊船的技術(shù)，1988年,由中國(guó)船舶及海洋工程研究設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的“天鵝號(hào)”地效翼船是當(dāng)時(shí)世界上最大的動(dòng)力氣墊地效翼船(圖11-26)，其總體性能達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。2012年，由中國(guó)企業(yè)自主研制的“天使號(hào)”地效翼船在長(zhǎng)蕩湖圓滿完成首航（如圖）。這種新型交通工具，可載荷6人，貼近水面飛行，最大飛行高度150米，飛行速度每小時(shí)可達(dá)到7080

9、海里，采用新型復(fù)合材料制成，起飛后能連續(xù)飛行兩個(gè)小時(shí)，且起飛和降落所需水域較小。2013年，由海南某地效翼船公司制造的中國(guó)首艘12座地效翼船-cyg11型地效翼船（如圖）,在南海試飛成功。這一次試飛,除載荷重量增加外，速度也達(dá)到了每小時(shí)110海里,且耗油量?jī)H為百公里28l，這標(biāo)志著我國(guó)在這一領(lǐng)域又取得了較大的進(jìn)步。11.10地效翼船的優(yōu)缺點(diǎn)與應(yīng)用前景11.10.1 地效翼船的優(yōu)缺點(diǎn)11。10.1 .1地效翼船的優(yōu)點(diǎn)（1）巡航速度高。動(dòng)力增升型地效翼船的巡航速度是全墊升氣墊船、側(cè)壁式氣墊船、雙體船和水翼艇的35倍，是排水型船的10倍以上；（2）運(yùn)輸效率高。動(dòng)力增升型地效翼船的運(yùn)輸效率功率/(有效

10、載荷航程）約為飛機(jī)的2倍，是全墊升氣墊船、側(cè)壁式氣墊船和水翼艇的24.5倍；（3）高耐波性.由于地效飛行器采用動(dòng)力氣墊和動(dòng)力增沖等技術(shù)，大多數(shù)都能在3級(jí)海情下順利起降，在浪高小于3m時(shí)可以穩(wěn)定安全的巡航航行。（4）良好的兩棲性能。類似于兩棲氣墊船，能在不平整的地面運(yùn)行，如沼澤、沙灘、雪地、草地等；（5）隱蔽性高。由于該船能夠以較低的飛行高度貼近水面或地面運(yùn)行，不易被雷達(dá)監(jiān)測(cè)，適合隱蔽的軍事行動(dòng).11。10.1 。2地效翼船的缺點(diǎn)（1）由于海洋環(huán)境的影響,會(huì)限制地效翼船適航性和經(jīng)濟(jì)性的進(jìn)一步提高，當(dāng)?shù)匦б泶M(jìn)入到巡航速度時(shí)，大部分的功率會(huì)被閑置，造成了質(zhì)量上的累贅和經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)。（2）海洋鹽霧對(duì)

11、地效翼船的航空發(fā)動(dòng)機(jī)有腐蝕作用，發(fā)動(dòng)機(jī)的保養(yǎng)和維護(hù)困難，易導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)工作失常，需要特殊的進(jìn)濾氣裝置且維護(hù)保障費(fèi)用高.(3)由于掠海地效翼船的飛行高度較低和地效作用，易激起海面較明顯的噴濺，易被高空飛機(jī)和衛(wèi)星的可見光探測(cè)儀發(fā)現(xiàn)。此外，由于發(fā)動(dòng)機(jī)功率巨大且布置在機(jī)背，紅外線輻射大，易被紅外線探測(cè)儀發(fā)現(xiàn)。(4）飛行高度不能太高。由于其小展弦比而不能飛得太高，其氣動(dòng)力性能有待提高，只能在地效區(qū)內(nèi)運(yùn)行，并且飛得過高就會(huì)帶來動(dòng)力增升型地效翼船的缺點(diǎn)。11。10。2 地效翼船的應(yīng)用11。10.2。1軍事領(lǐng)域的應(yīng)用近年來我國(guó)與周邊國(guó)家的海洋局勢(shì)不斷地復(fù)雜化，中日釣魚島爭(zhēng)端、南海爭(zhēng)端等，都需要具備海島快速到達(dá)及

12、迅速現(xiàn)場(chǎng)處置的能力.大型飛機(jī)受到機(jī)場(chǎng)方面的限制，水上飛機(jī)又運(yùn)輸能力有限，而各類艦船又速度太慢。所以從目前的實(shí)際情況出發(fā)，我國(guó)的軍事、海監(jiān)、漁政等部門迫切需要一種具備多種運(yùn)行狀態(tài)、高速、隱蔽及大載運(yùn)量的高效運(yùn)輸工具，大型地效翼船將會(huì)是滿足這些需求的一種非常合理的選擇。地效翼船的軍事用途一旦被成功運(yùn)用,那么我國(guó)海軍用以守衛(wèi)國(guó)家安全的力量將會(huì)更加強(qiáng)大。11.10。2.2 民用領(lǐng)域的應(yīng)用（1）貨物運(yùn)輸。地效翼船很適合海上快速運(yùn)輸,有著可比肩于飛機(jī)的速度，并且比飛機(jī)運(yùn)輸效率高得多,運(yùn)輸成本也低得多。并且不需要起飛降落用的機(jī)場(chǎng)跑道，這是它突出的優(yōu)勢(shì);(2)客運(yùn)行業(yè)。我國(guó)有很多適合地效翼船的航線，例如上海至青島、重慶；煙臺(tái)到大連