(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)布之前我們對文中內(nèi)容進行仔細校對，但是難免會有疏漏的地方，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。同時也真誠的希望收到您的建議和反饋，這將是我們進步的源泉，前進的動力。本文可編輯可修改，如果覺得對您有幫助請收藏以便隨時查閱，最后祝您生活愉快 業(yè)績進步，以下為地效翼船的全部內(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。它比飛機有更大的升阻比,氣動效率高。可以在海上隨時起落,安全性高，具有飛機無法達到的載重

2、量。掠海地效翼船在貼近地面（地效區(qū)內(nèi)）飛行時,具有一般艦艇不可比擬的耐波性和高航速。從1897年法國人最早提出“地面效應(yīng)飛行”概念至今，人類對地效翼船的理論研究和實驗已有了上百年的歷史。20世紀20年代初，一些水翼艇和飛機專家分別從船舶和飛機技術(shù)延伸,開始對掠海地效翼船進行研究，如1923年，蘇聯(lián)科學(xué)家、世界上首批直升機設(shè)計者-尤里耶夫發(fā)表了“地面對水翼空氣動力特性影響”的論文。1935年，芬蘭工程師卡里奧成功地實驗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,因而進展遲緩,直到20世紀5

3、0年代之前，掠海地效翼船的發(fā)展進程不大。從20世紀50年代,被譽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)計群體，成功地開發(fā)并批量生產(chǎn)了“火箭”號、“流星”號和“海燕”號等世界知名的水翼船型號，其航速高達60100km/h,曾被廣泛地用于內(nèi)河、湖泊、水庫等水域的交通運輸中。但是，高速航行時水翼上出現(xiàn)的空泡現(xiàn)象制約了水翼船航速的進一步提高，120km/h這一數(shù)值成了該型船航速的實際極限.1959年，p。e。阿列克塞耶夫提出了將不受空泡干擾的氣動機翼用于高速船的設(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“里海怪物號多用途艇等多個型號的艦艇，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，以對付航空母艦編隊。繼“里海怪物”號研制成功以后，阿列克謝耶夫等人又在20世紀7080年代相繼研制成功5個型號的地效翼船并投入使用，1974年，“雛鷹”號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進入20世紀80年代，水翼船中央設(shè)計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，不僅在俄羅斯航運界倍受歡迎，而且成功地打入了美國、加拿大等國的船艇市場. 11.2 地效翼船的基本原理在飛機發(fā)展的早期，一些飛行員就發(fā)現(xiàn)

5、了一種現(xiàn)象:飛機在起飛、降落和貼近地面飛行飛機的升力會大大增加。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的飛行原理有很大的差異。飛機是依靠機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)。由于機翼下表面與地面或水面之間的空氣流動阻塞，使得機翼下表面壓力增大從而使升力增加。11。6動力增沖與動力氣墊技術(shù)動力增沖技術(shù)與動力增沖地效翼船在圖11-23所示的機翼為動力增沖體，即在機翼之前的前置發(fā)動機噴口，向機翼的下方噴出高速的氣流，在機翼下表面和地表面之間形成高壓區(qū)域，使機翼在低速甚至靜

6、止時就能產(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。采用動力增沖技術(shù)的地效翼船稱之為動力增沖地效翼船.圖1124為采用和不采用動力增沖地效翼船的水阻力比較，由圖可以看出采用動力增沖降阻的明顯效果俄羅斯把這種大型動力增沖地效翼船叫做“ekranoplan”，意思是“屏蔽機翼或“低飛高機翼”11.6。2 動力氣墊技術(shù)與動力氣墊地效翼船動力氣墊與動力增沖在原理上沒有本質(zhì)的差別，只不過動力氣墊技術(shù)有一個專門的氣墊系統(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、機翼.襟翼和船體共同組成。動力氣墊有較大的氣墊長寬比，其兩側(cè)有較深的側(cè)壁，且在機翼尾部

7、有可以封閉氣墊的襟翼。因而可以形成有效的動力氣墊.前置導(dǎo)管螺旋槳在低中速時起著墊升作用，高速時起著推進作用。起墊升作用時，導(dǎo)管螺旋槳向后噴射氣流有兩個效應(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，大量的空氣進入船底，很少部分氣流向前回流,形成穩(wěn)定的動力氣墊。動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。氣流進入到船底形成阻塞，大部分動能轉(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。用動力氣墊技術(shù)的地效翼船稱之為動力氣墊地效翼船。利用動力氣墊起降的地效翼船，從靜止就可以墊升前進。隨著航速逐

8、步增大,隨速度的平方而增加的機翼升力逐漸起主要作用，飛高也開始逐漸增大。當機翼的升力足夠時，動力氣墊的升力不再起主要作用，地效翼船由起飛平穩(wěn)地進入到完全的地效飛行.11.6。2。2中國的動力氣墊地效翼船中國1975年就掌握了動力氣墊技術(shù).結(jié)合動力增沖地效翼船和動力氣墊船的技術(shù)，1988年,由中國船舶及海洋工程研究設(shè)計院設(shè)計的“天鵝號”地效翼船是當時世界上最大的動力氣墊地效翼船(圖11-26)，其總體性能達到了國際先進水平。2012年，由中國企業(yè)自主研制的“天使號”地效翼船在長蕩湖圓滿完成首航（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，飛行速度每小時可達到7080

9、海里，采用新型復(fù)合材料制成，起飛后能連續(xù)飛行兩個小時，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，速度也達到了每小時110海里,且耗油量僅為百公里28l，這標志著我國在這一領(lǐng)域又取得了較大的進步。11.10地效翼船的優(yōu)缺點與應(yīng)用前景11.10.1 地效翼船的優(yōu)缺點11。10.1 .1地效翼船的優(yōu)點（1）巡航速度高。動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）運輸效率高。動力增升型地效翼船的運輸效率功率/(有效

10、載荷航程）約為飛機的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力氣墊和動力增沖等技術(shù)，大多數(shù)都能在3級海情下順利起降，在浪高小于3m時可以穩(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行，不易被雷達監(jiān)測，適合隱蔽的軍事行動.11。10.1 。2地效翼船的缺點（1）由于海洋環(huán)境的影響,會限制地效翼船適航性和經(jīng)濟性的進一步提高，當?shù)匦б泶M入到巡航速度時，大部分的功率會被閑置，造成了質(zhì)量上的累贅和經(jīng)濟上的浪費。（2）海洋鹽霧對

11、地效翼船的航空發(fā)動機有腐蝕作用，發(fā)動機的保養(yǎng)和維護困難，易導(dǎo)致發(fā)動機工作失常，需要特殊的進濾氣裝置且維護保障費用高.(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，易被高空飛機和衛(wèi)星的可見光探測儀發(fā)現(xiàn)。此外，由于發(fā)動機功率巨大且布置在機背，紅外線輻射大，易被紅外線探測儀發(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，其氣動力性能有待提高，只能在地效區(qū)內(nèi)運行，并且飛得過高就會帶來動力增升型地效翼船的缺點。11。10。2 地效翼船的應(yīng)用11。10.2。1軍事領(lǐng)域的應(yīng)用近年來我國與周邊國家的海洋局勢不斷地復(fù)雜化，中日釣魚島爭端、南海爭端等，都需要具備海島快速到達及

12、迅速現(xiàn)場處置的能力.大型飛機受到機場方面的限制，水上飛機又運輸能力有限，而各類艦船又速度太慢。所以從目前的實際情況出發(fā)，我國的軍事、海監(jiān)、漁政等部門迫切需要一種具備多種運行狀態(tài)、高速、隱蔽及大載運量的高效運輸工具，大型地效翼船將會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用,那么我國海軍用以守衛(wèi)國家安全的力量將會更加強大。11.10。2.2 民用領(lǐng)域的應(yīng)用（1）貨物運輸。地效翼船很適合海上快速運輸,有著可比肩于飛機的速度，并且比飛機運輸效率高得多,運輸成本也低得多。并且不需要起飛降落用的機場跑道，這是它突出的優(yōu)勢;(2)客運行業(yè)。我國有很多適合地效翼船的航線，例如上海至青島、重慶；煙臺到大連