學(xué)生-2013-船舶概論2-2

1、 近二十多年各種交通工具不斷地向高速化發(fā)近二十多年各種交通工具不斷地向高速化發(fā)展展, ,而現(xiàn)在一般商船而現(xiàn)在一般商船:15:152020節(jié)節(jié), ,高速大型客船高速大型客船33333535節(jié)。節(jié)。 速度提不高的原因速度提不高的原因: : （1) 1) 水具有比空氣大水具有比空氣大800800多倍的密度。多倍的密度。 （2)2)要提高航速要提高航速, ,主機(jī)功率就會急劇增加（而當(dāng)主機(jī)功率就會急劇增加（而當(dāng)船航速超過一定范圍時）。船航速超過一定范圍時）。2.4 2.4 高性能船舶與船型發(fā)展高性能船舶與船型發(fā)展 減少船與水的阻力減少船與水的阻力( (包括興波阻力包括興波阻力, ,摩擦阻力摩擦阻力) )

2、 以期獲得較高航速，仍在如下一些方面進(jìn)行不斷探以期獲得較高航速，仍在如下一些方面進(jìn)行不斷探索：索： （1 1）改進(jìn)船體線型或提高推進(jìn)效率。）改進(jìn)船體線型或提高推進(jìn)效率。 （2 2）在船與水之間形成一個空氣隔層。）在船與水之間形成一個空氣隔層。 （3 3）把主船體抬出水。）把主船體抬出水。 （4 4）主體完全沉入水下。）主體完全沉入水下。2.4 高性能船舶與船型發(fā)展高性能船舶與船型發(fā)展 高性能船舶高性能船舶：以現(xiàn)代流體力學(xué)理論為基礎(chǔ)，：以現(xiàn)代流體力學(xué)理論為基礎(chǔ)，采用先進(jìn)的推進(jìn)、傳動、控制、新型材料等多方采用先進(jìn)的推進(jìn)、傳動、控制、新型材料等多方面高新技術(shù)、有別于常規(guī)排水船型，并以面高新技術(shù)、有別

3、于常規(guī)排水船型，并以高速度高速度、高適航性高適航性、高效費(fèi)高效費(fèi)比為只要標(biāo)志的特種船艇。比為只要標(biāo)志的特種船艇。 2.4 高性能船舶與船型發(fā)展高性能船舶與船型發(fā)展 高性能船舶（按其不同船舶原理）分：高性能船舶（按其不同船舶原理）分： 以機(jī)翼理論為基礎(chǔ)的水翼艇、以氣墊理論為基以機(jī)翼理論為基礎(chǔ)的水翼艇、以氣墊理論為基礎(chǔ)的氣墊船，以機(jī)翼貼近地面或水面運(yùn)動產(chǎn)生增壓礎(chǔ)的氣墊船，以機(jī)翼貼近地面或水面運(yùn)動產(chǎn)生增壓效應(yīng)理論為基礎(chǔ)的地效翼船、以流體動壓力理論為效應(yīng)理論為基礎(chǔ)的地效翼船、以流體動壓力理論為基礎(chǔ)的滑行艇、以耐波理論發(fā)展起來的小水面船，基礎(chǔ)的滑行艇、以耐波理論發(fā)展起來的小水面船，以及雙體、多體船排水型

4、船和復(fù)合型船。以及雙體、多體船排水型船和復(fù)合型船。2.4 高性能船舶與船型發(fā)展高性能船舶與船型發(fā)展 一、高性能包括多種船型：一、高性能包括多種船型： 1 1靜水力支撐靜水力支撐 a) a) 高速單體船（含深高速單體船（含深V V型等型）型等型） b)b)高速雙體船（含穿浪型）高速雙體船（含穿浪型） c)c)小水線面雙體船小水線面雙體船 2 2、水動力支撐型（滑行艇、水翼艇）、水動力支撐型（滑行艇、水翼艇） 3 3空氣靜力支撐空氣靜力支撐 ：氣墊船（全浮，側(cè)壁）：氣墊船（全浮，側(cè)壁） 4 4空氣動力支撐型：地效應(yīng)船空氣動力支撐型：地效應(yīng)船2.4 高性能船舶與船型發(fā)展高性能船舶與船型發(fā)展 二、性能

5、包括：二、性能包括： 機(jī)動性（快速性、操縱性等）機(jī)動性（快速性、操縱性等） 2 2兩棲性（空海、陸海、越障能力等）兩棲性（空海、陸海、越障能力等） 適居性（平臺的穩(wěn)定性、搖擺的緩和性等）適居性（平臺的穩(wěn)定性、搖擺的緩和性等） 經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性( (效費(fèi)比高、軍民兼容、壽命長）效費(fèi)比高、軍民兼容、壽命長） 5 5安全性（生命力強(qiáng)、抗沉性能好、防火、救安全性（生命力強(qiáng)、抗沉性能好、防火、救援等）援等） 6 6可用性可用性( (可靠性高、維修簡便、支援保障容易可靠性高、維修簡便、支援保障容易) ) 7 7隱身性隱身性( (形隱身、聲隱身、光隱身、電磁場隱形隱身、聲隱身、光隱身、電磁場隱身、電磁波隱身等）

6、身、電磁波隱身等）2.4 高性能船舶與船型發(fā)展高性能船舶與船型發(fā)展 滑行艇滑行艇: :航行速度在航行速度在 ，艇體重量幾，艇體重量幾乎全由作用在艇底的流體動升力所支持的高速艇。乎全由作用在艇底的流體動升力所支持的高速艇。 這種艇與過渡型快艇相比，航速范圍更高。這種艇與過渡型快艇相比，航速范圍更高。 滑行艇具有尖舭的特殊形狀，使艇進(jìn)入滑行滑行艇具有尖舭的特殊形狀，使艇進(jìn)入滑行狀態(tài)比較容易。狀態(tài)比較容易。0 . 3Fr 滑行艇艇體所獲得的流體動支持力與滑行艇艇體所獲得的流體動支持力與艇體尺度的平方成正比，而艇重則與尺度艇體尺度的平方成正比，而艇重則與尺度的立方成正比。因此只能限于小型的的立方成正比

7、。因此只能限于小型的“艇艇”上，即長度不大于上，即長度不大于40405050米的船。米的船。 滑行艇海軍用作魚雷艇、導(dǎo)彈艇、偵滑行艇海軍用作魚雷艇、導(dǎo)彈艇、偵察艇、巡邏艇等。察艇、巡邏艇等。 民用方面用作運(yùn)動艇、交通艇等。民用方面用作運(yùn)動艇、交通艇等。 缺點(diǎn)：耐波性較差，在波浪中底部沖缺點(diǎn)：耐波性較差，在波浪中底部沖擊嚴(yán)重，失速較大，不適于在大風(fēng)浪中航擊嚴(yán)重，失速較大，不適于在大風(fēng)浪中航行。行。 水翼艇：全部或部分艇體重量由安裝在艇底水翼艇：全部或部分艇體重量由安裝在艇底下的水翼所產(chǎn)生的水動力升力來支持的高速快艇。下的水翼所產(chǎn)生的水動力升力來支持的高速快艇。 水翼艇艇體被抬出水面，幾乎不受波浪

8、影響。水翼艇艇體被抬出水面，幾乎不受波浪影響。它具有航速高、適航性好、尾波小等特點(diǎn)。它具有航速高、適航性好、尾波小等特點(diǎn)。 主要優(yōu)點(diǎn)：興波小，阻力低；波浪中失速小；主要優(yōu)點(diǎn)：興波小，阻力低；波浪中失速?。荒筒ㄐ院?。耐波性好。 缺點(diǎn)：艇體下有水翼，不適用淺航道，水翼缺點(diǎn)：艇體下有水翼，不適用淺航道，水翼寬大于船寬，靠碼頭有些不便，為減輕主機(jī)重量寬大于船寬，靠碼頭有些不便，為減輕主機(jī)重量常采用高速內(nèi)燃機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)，使用壽命短，對常采用高速內(nèi)燃機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)，使用壽命短，對燃油要求高，經(jīng)濟(jì)性較差。燃油要求高，經(jīng)濟(jì)性較差。2.4.2 水翼艇水翼艇 目前，水翼艇技術(shù)被廣泛地用于目前，水翼艇技術(shù)被廣泛地用于

9、導(dǎo)彈艇、護(hù)衛(wèi)艇、獵潛艇、巡邏艇。導(dǎo)彈艇、護(hù)衛(wèi)艇、獵潛艇、巡邏艇。俄羅斯不僅堅持發(fā)展水翼魚雷艇、導(dǎo)俄羅斯不僅堅持發(fā)展水翼魚雷艇、導(dǎo)彈艇，而且積極應(yīng)用于江海客運(yùn)。彈艇，而且積極應(yīng)用于江?？瓦\(yùn)。2.4.2 水翼艇水翼艇 水翼系統(tǒng)主要有：水翼系統(tǒng)主要有： 單水翼系統(tǒng)和雙水翼系統(tǒng)。單水翼系統(tǒng)和雙水翼系統(tǒng)。 只在艇首部裝水翼，航行時首部艇體由水翼支只在艇首部裝水翼，航行時首部艇體由水翼支撐脫離水面，而尾部仍在水中滑行，稱為翼滑艇撐脫離水面，而尾部仍在水中滑行，稱為翼滑艇（也稱單水翼艇）。（也稱單水翼艇）。 艇的前后裝有水翼，航行時艇體完全離開水面，艇的前后裝有水翼，航行時艇體完全離開水面，稱為雙水翼艇。稱

10、為雙水翼艇。2.4.2.2 2.4.2.2 水翼系統(tǒng)水翼系統(tǒng) 近二十多年來，我國在理論上，實踐上，近二十多年來，我國在理論上，實踐上，進(jìn)行了不斷探索，使氣墊船得到迅速發(fā)展。它進(jìn)行了不斷探索，使氣墊船得到迅速發(fā)展。它解決了水翼艇航速低，噸位小和適航性差的問解決了水翼艇航速低，噸位小和適航性差的問題。題。 氣墊船氣墊船：利用船上的墊升風(fēng)機(jī)將壓縮空氣：利用船上的墊升風(fēng)機(jī)將壓縮空氣壓入船底，在船底與水面或地面之間形成氣墊，壓入船底，在船底與水面或地面之間形成氣墊，使船體全部或大部分墊升航行的高速船。使船體全部或大部分墊升航行的高速船。 原理：靠升力風(fēng)扇把壓縮空氣打入氣束，原理：靠升力風(fēng)扇把壓縮空氣打入

11、氣束，從氣束周邊噴流射口射出而形成氣墊，將船體從氣束周邊噴流射口射出而形成氣墊，將船體全部抬出水面。要求在船底四周安裝了柔性圍全部抬出水面。要求在船底四周安裝了柔性圍裙（全墊升）裙（全墊升）, ,以防止氣流逸出以防止氣流逸出, ,保證形成一定保證形成一定厚度的氣墊厚度的氣墊 氣墊船分：全墊升式氣墊船和側(cè)壁式氣墊氣墊船分：全墊升式氣墊船和側(cè)壁式氣墊船。船。 1.1.全墊升式氣墊船全墊升式氣墊船 全墊升式氣墊船分：全墊升式兩棲型氣墊全墊升式氣墊船分：全墊升式兩棲型氣墊船和全墊升式非兩棲型氣墊船。船和全墊升式非兩棲型氣墊船。 （1 1）全墊升式兩棲型氣墊船）全墊升式兩棲型氣墊船 全墊升式兩棲型氣墊船

12、的船底四周用柔性全墊升式兩棲型氣墊船的船底四周用柔性圍裙封閉全，用空氣螺旋槳推進(jìn)。圍裙封閉全，用空氣螺旋槳推進(jìn)。 特點(diǎn)特點(diǎn): : 在水面、陸地、沼澤地、沙灘，并具有良在水面、陸地、沼澤地、沙灘，并具有良好的通過性：好的通過性：a)a)飛越一定的寬度壕溝；飛越一定的寬度壕溝； b)b)跨過一定寬度的垂直障礙；跨過一定寬度的垂直障礙； c)c)爬過一定角度斜度。爬過一定角度斜度。 可用做短途客車、渡船及軍用方面可用做短途客車、渡船及軍用方面, ,航速航速8080100Kn100Kn。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 1 1、噪音大（在海面、噪音大（在海面60 Kn60 Kn，陸地，陸地40 Kn40 Kn時，時，噪

13、音大，使人無法忍受）；噪音大，使人無法忍受）； 2 2、遇大風(fēng)時操縱困難，在波浪中失速大，、遇大風(fēng)時操縱困難，在波浪中失速大，空氣螺旋槳推進(jìn)效率低，因而限制了向大型發(fā)空氣螺旋槳推進(jìn)效率低，因而限制了向大型發(fā)展。展。 （2 2）全墊升式非兩棲型氣墊船）全墊升式非兩棲型氣墊船 全墊升式非兩棲型氣墊船的船底四周用柔全墊升式非兩棲型氣墊船的船底四周用柔性圍裙封閉，采用超空泡水螺旋槳或噴水推進(jìn)。性圍裙封閉，采用超空泡水螺旋槳或噴水推進(jìn)。 優(yōu)點(diǎn)：推進(jìn)效率高，噪音小，建造噸位比優(yōu)點(diǎn)：推進(jìn)效率高，噪音小，建造噸位比兩棲型氣墊船大。兩棲型氣墊船大。 缺點(diǎn)：只能在水中航行。缺點(diǎn)：只能在水中航行。 海軍用作登陸艇、

14、掃雷艇、布雷艇、導(dǎo)彈艇、海軍用作登陸艇、掃雷艇、布雷艇、導(dǎo)彈艇、反潛艦艇、巡邏艇等。反潛艦艇、巡邏艇等。 民用方面用作民用運(yùn)輸、油田工作、冰山使用、民用方面用作民用運(yùn)輸、油田工作、冰山使用、工作艇等。工作艇等。氣墊船氣墊船 地效應(yīng)船是利用空氣動力的地面效應(yīng)（動地效應(yīng)船是利用空氣動力的地面效應(yīng)（動態(tài)氣墊）得到支持力。態(tài)氣墊）得到支持力。 原理：當(dāng)艇高速航行時原理：當(dāng)艇高速航行時, ,迫使氣體流入艇迫使氣體流入艇與水面之間與水面之間, ,空氣被強(qiáng)烈的阻滯空氣被強(qiáng)烈的阻滯, ,使翼面下的壓使翼面下的壓力增高力增高, ,形成動態(tài)氣墊形成動態(tài)氣墊, ,使艇支持在水面以上一使艇支持在水面以上一定距離的空氣

15、中完全擺脫了水面。定距離的空氣中完全擺脫了水面。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1.1.超低空、高航速、兩棲性、比一超低空、高航速、兩棲性、比一般飛機(jī)有更大裝載量與經(jīng)濟(jì)性。般飛機(jī)有更大裝載量與經(jīng)濟(jì)性。 2.2.具有獨(dú)特的超低空飛行本領(lǐng)（具有獨(dú)特的超低空飛行本領(lǐng)（0 050m50m空空中飛行）。中飛行）。 3.3.速度：速度：6060200Kn200Kn（與直升飛機(jī)速度相（與直升飛機(jī)速度相當(dāng)）。當(dāng)）。 4.4.兩棲性和抗風(fēng)能力。兩棲性和抗風(fēng)能力。 與飛機(jī)的區(qū)別與飛機(jī)的區(qū)別: : 飛機(jī)靠機(jī)翼產(chǎn)生升力支持機(jī)體在空氣中。飛機(jī)靠機(jī)翼產(chǎn)生升力支持機(jī)體在空氣中。地效應(yīng)船靠地面效應(yīng)支持。地效應(yīng)船靠地面效應(yīng)支持。 地效應(yīng)船是利用

16、機(jī)翼表面效應(yīng)產(chǎn)生的氣動地效應(yīng)船是利用機(jī)翼表面效應(yīng)產(chǎn)生的氣動升力支持艇重航行的高速船。升力支持艇重航行的高速船。 最大特點(diǎn)是飛機(jī)的快速性和船舶的經(jīng)濟(jì)性。最大特點(diǎn)是飛機(jī)的快速性和船舶的經(jīng)濟(jì)性。適用于海上高速客貨運(yùn)輸，戰(zhàn)時可作軍事用途。適用于海上高速客貨運(yùn)輸，戰(zhàn)時可作軍事用途。 俄羅斯俄羅斯“雌鷂雌鷂”級地效翼導(dǎo)彈艇，級地效翼導(dǎo)彈艇，19891989年年服役，該艇總重服役，該艇總重370370400400噸，航速噸，航速300300節(jié)，最節(jié)，最大航程可達(dá)大航程可達(dá)30003000海里，攜帶海里，攜帶6 6枚枚SS-N-22SS-N-22反艦導(dǎo)反艦導(dǎo)彈。彈。 水翼艇和氣墊船的共同缺點(diǎn)水翼艇和氣墊船的共

17、同缺點(diǎn): : 1) 1)受風(fēng)浪影響大受風(fēng)浪影響大 2)2)適航性差適航性差 目前常規(guī)雙體船的耐波性也較差。目前常規(guī)雙體船的耐波性也較差。 研究表明：如果減小船水線面積，將大部研究表明：如果減小船水線面積，將大部排水體積移至遠(yuǎn)離水線面的深處，從而降低波排水體積移至遠(yuǎn)離水線面的深處，從而降低波浪的擾動力浪的擾動力, ,其航行性能可大大改善其航行性能可大大改善, , 引出了引出了半潛式小水面船。半潛式小水面船。 它是由潛體、上體（包括橋體結(jié)構(gòu)）和支它是由潛體、上體（包括橋體結(jié)構(gòu)）和支柱三大部分組成。柱三大部分組成。 優(yōu)點(diǎn)：在大風(fēng)浪中，具有常規(guī)船難以達(dá)到優(yōu)點(diǎn)：在大風(fēng)浪中，具有常規(guī)船難以達(dá)到的良好耐波性

18、、寬闊的甲板面積、高速航行時的良好耐波性、寬闊的甲板面積、高速航行時阻力小。阻力小。 缺點(diǎn)：吃水較深、船寬較大，易受航道限缺點(diǎn)：吃水較深、船寬較大，易受航道限制。濕面積大，摩擦阻力大、建造工藝復(fù)雜等。制。濕面積大，摩擦阻力大、建造工藝復(fù)雜等。 海軍用作獵潛艇、導(dǎo)彈艇、護(hù)衛(wèi)艇、巡邏海軍用作獵潛艇、導(dǎo)彈艇、護(hù)衛(wèi)艇、巡邏艇等。艇等。 “海影海影”號號 穿浪雙體船（穿浪雙體船（Wave-Piercing CatamaranWave-Piercing Catamaran，縮寫為縮寫為WPCatWPCat）是澳大利亞首先開發(fā)的一種船）是澳大利亞首先開發(fā)的一種船型。它是由高速雙體船和小水線面船概念復(fù)合型。它是由高速雙體船和小水線面船概念復(fù)合而成的新型高性能船舶。它是由浮體、支柱及而成的新型高性能船舶。它是由浮體、支柱及中央艇體三部分組成。中央艇體三部分組成。 優(yōu)點(diǎn)：航速高、耐波性好、寬闊的甲板面優(yōu)點(diǎn)：航速高、耐波性好、寬闊的甲板面積等。積等。 2.4.6 高速穿浪雙體船（高速穿浪雙體船（WPC） 海洋開發(fā)船海洋開發(fā)船：專門從事海洋開發(fā)的船。：專門從事海洋開發(fā)的