中国幅员辽阔,拥有众多的内陆湖泊与河流,在这些风浪小的水域中翼滑艇因为拥有快速这一特性将更有优势。经试验研究表明,翼滑艇和主尺度相近的船舶相比较时,翼滑艇在相同的航行速度下所受阻力下降5%~15%。因此,高速翼滑艇水动力特性研究将对我国的船舶行业的进步,达到世界先进水平有着重要作用。高性能船舶中,高航速船舶的研发已经成为世界船舶行业的发展热门和发展趋向。翼滑艇的主要优点有:(1)耐波性极好:由于吸取了水翼艇的优点,船身被水翼脱离水面以上,波浪对船体的扰动将大大得到降低,船体晃动也大大降低,人体舒适度也大大提高。(2)操纵性好:翼滑艇在翼航时,利用舵和水翼的联合作用,使艇体产生具有较高安全性的内倾回转,因而具有较好的回转性,方便操纵。(3)高速航行:翼滑艇在翼航状态时,船体被水翼托出水面,水下部件只有舵、水翼和轴杆等。所以,水阻力将大幅度减小,航速得以最大幅度提升。现有的翼滑艇最高速度有70节之多。(4)吃水浅,适航性好。所以在翼滑艇内陆河流湖泊中巡逻、水上营救工作、水上速递、深海资源探测等方面取得了巨大的成果。因此需要对各种高速船的水动力性能进行进一步的探索和研究。这也是当今造船工程师们所面临的一项严峻挑战。84113
一直以来,世界各国对高航速船舶的开发尤为重视。高速艇的发展围绕着不断提高速度、改进航行性能而衍生出多种高性能船舶,比如:水翼艇和滑行艇。水翼艇因其在航行时,水翼产生动升力,将船体托出水面,大大减小了波浪对船体的摩擦力,从而具有良好的快速性;由于在翼航状态时仅有水翼支柱割划水面,所以其耐波性能极好。但其翼航状态时由于主船体离开水面,仅靠水下小体积的舵、推进器和水翼产生横向力和力矩,所以操纵性(尤其是大角度回转时)不佳;结构受力集中于水翼,对水翼强度要求较高;系统复杂,成本又高;主机和推进系统难以安装布置;还有高速时水翼水泡问题等阻碍了其向大型化方向发展。滑翼艇则通过滑行面以其独特的线型产生升力,使船身抬起,减少了湿长度和湿面积,绕开了阻力最高峰,大幅度地提高了航速,所以高速性也优良,虽比水翼艇差,不过其成本较低;另外,滑行艇进入滑行状态后,船中前底部都脱离水面,从而与水的接触面积变小,支承点也就少了,因此稳定较差,在恶劣海况时波浪砰击现象也十分严重,影响结构强度及其航行安全。论文网
为了综合滑行艇和水翼艇两种船型的各自优点,江苏科技大学杨松林(2006)提出了一种新的复合船型—— 翼滑艇[1]。翼滑艇是综合了滑行艇和水翼艇的性能而得到的一种新型复合船型,它是以滑行艇的滑行面作为船体,而在首部安装水翼。这样水翼可以提供支撑船体的升力,有助于减小滑行艇的海浪拍击提高船体的稳定性,同时在翼航状态时,相比较水翼艇来说部分船体在水下,其操纵性得到了改善。杨松林(2006)对具有倒 V 型滑行面及 TV 型组合水翼单水翼艇静水阻力进行了实验研究,以 15。8 米长的实艇为实验对象,测量不同的水翼初始安装攻角对翼滑艇阻力的影响,其研究结果可为下一步改善设计提供依据。杨松(2008)对具有浅 V 型滑行面和 T 型水翼组合的翼滑艇的阻力特性进行实验研
究,结果表明翼滑艇的快速性优于传统结构形式的滑行艇和水翼艇。由于翼滑艇不同的结构形式,其流体动力特性完全不同于水翼艇和滑行艇[2]。而本项目组前期的研究主要集中在实艇上(杨松林,2006;Yang S。L。,2008a) ,对不同的滑行面和不同水翼形式组合的翼滑艇的阻力特性,不同速度下的阻力占艇体重量的百分比,不同速度下的主机功率进行了研究。Yang S。L、陈淑玲(2008b)对翼滑艇的航行速度和主机转速进行研究,同样也是基于实艇。[9]陈淑玲、杨松林(2011)对 1。18 米长的翼滑艇模型的水动力特性进行了实验研究,测得了不同拖曳速度下翼滑艇的阻力,纵倾角和湿面积等数据,并改变水翼的浸深和初始安装攻角,研究了水翼浸深和初始安装攻角对翼滑艇水动力特性的影响。