全墊升氣墊船運動特性研究.pdf

1、全墊升氣墊船是一種依靠船底氣墊將全船托起，高速航行于水面之上的高性能船舶。由于其特殊的工作原理，全墊升氣墊船具有突出的高速性和兩棲性能，但同時，特殊的工作原理又決定了全墊升氣墊船的運動是一個船體、圍裙、氣墊和水面相互耦合作用的非線性多自由度復雜動力系統(tǒng)。氣墊船運動狀態(tài)的多變性和技術的復雜性嚴重制約了其在軍民兩個領域內(nèi)的應用和發(fā)展，因此，對全墊升氣墊船的運動特性進行深入研究是技術發(fā)展和國家需求的共同要求，具有很高的學術價值和戰(zhàn)略意義。

2、r>　　本文首先圍繞影響全墊升氣墊船運動特性的興波波形、氣墊系統(tǒng)和圍裙系統(tǒng)三大關鍵技術展開討論和研究，然后建立了全墊升氣墊船非線性六自由度操縱運動仿真數(shù)學模型，最后提出了全墊升氣墊船登灘運動的評估指標，并利用所建立的仿真模型對某型氣墊船的登灘運動進行了仿真計算和評估。
　　基于矩形均勻壓力面興波的計算方法和線性微幅波的疊加原理，提出了多氣室氣墊興波波形的計算方法。利用多氣室氣墊興波波形的疊加思想，并將氣墊沿船體縱向和橫向離散為若干

3、均勻壓力分布的氣室單元，從而獲得了非均勻壓力分布的氣墊興波波形計算方法。采用上述計算方法分別對多氣室氣墊和非均勻壓力分布氣墊的興波波形進行了仿真計算，驗證了計算方法的合理性。
　　針對現(xiàn)有氣墊系統(tǒng)模型的不足，采用壓力分布垂向平均的思想對氣墊內(nèi)氣體流動的力學機理進行了研究，建立了可以更準確地反映氣墊內(nèi)二維壓力分布情況的氣墊系統(tǒng)動力學模型，并給出了氣墊系統(tǒng)的數(shù)值計算法。
　　針對現(xiàn)有圍裙動力學計算模型未考慮圍裙囊觸水情況的不足，

4、基于柔性薄殼無矩理論，提出將圍裙囊外部所受的作用力看作由氣體壓力和觸水浮力疊加而成的具有一定規(guī)律的壓力分布，從而建立了可以計算圍裙指和圍裙囊任意觸水情況下的二維單囊指圍裙運動響應的動力學模型，并給出了模型驗證結果和相應的離散計算法；其次，對雙囊封閉指圍裙手指下端的變壓力分布區(qū)進行了分析，建立了雙囊封閉指圍裙運動響應的動力學模型，并對圍裙的運動響應進行了仿真計算和驗證；最后，基于上述二維圍裙研究成果，對圍裙變形引入橫向張力修正，對圍裙囊壓

5、引入沿程損失修正，從而建立了三維圍裙系統(tǒng)動力學模型。
　　建立了船體運動、圍裙運動、氣墊運動和水面運動相互耦合的全墊升氣墊船非線性六自由度操縱運動數(shù)學模型，并編制仿真程序?qū)鈮|船的運動特性進行了仿真計算和分析，通過與實船數(shù)據(jù)的對比，驗證了數(shù)學模型的合理性，且計算精度達到了工程設計和實際使用的要求。
　　在對氣墊船登灘運動特性進行詳細研究的基礎上，總結了影響氣墊船登灘運動特性的各種因素，提出了全墊升氣墊船登灘運動的評估指標，并