文档介绍：翼滑艇水动力特性实验研究
陈淑玲,杨松林
(江苏科技大学,船舶与海洋工程学院,江苏,镇江,212003)
摘要:。选择两个不同的初始安装角(-º及0º),分别进行拖曳实验,对实验结果进行综合分析比较,得到了该型翼滑艇阻力性能的有关结果、纵倾状态随航速的变化情况以及不同水翼安装角对阻力性能的影响。实验表明该船型在高速阶段阻力性能优于尺度相近的滑行艇,水翼设计符合要求。实验结果可应用于实船的设计。
关键词:翼滑艇;阻力;拖曳实验
中图分类号: 文献标识码:A
0 引言
翼滑艇又称单水翼滑行艇,是水翼艇与滑行艇相结合的产物,可广泛应用于内河、湖泊、港湾等风浪较小的水域[1]。前苏联曾经开展过一型单水翼滑行艇的研究并制造出实船进行实验,发现该型快艇在海洋中适航性能较差,就没有继续进行研究。中国拥有数量众多的内陆湖泊与河流,在这些区域中,风浪较小,翼滑艇在快速性上表现出一定的优势。与主尺度相近的滑行艇相比,翼滑艇在同等航速下阻力降低约5% ~15%。
在高性能船(HSV)研究领域,将不同船型进行“杂交”,吸取其不同的特点从而产生新的船型,是一种研究创新的有效手段[2]。翼滑艇在航行状态下,前部水翼承担50% ~60%艇重,后部滑行面承担剩余部分,其航行状态亦可看作滑行艇与水翼艇的结合。因此,在对翼滑艇进行水动力分析的时候,往往将两者特性结合起来研究。研究的手段有多种,主要分为理论手段与实验手段两种。文献[3]通过优化的方法,对包括翼滑艇在内的高速单体船进行快速性、操纵性的综合研究。实验方法的研究主要集中于滑行艇等方面,关于翼滑艇阻力性能的实验研究,尚未见到国内相关报道。
相比于传统阻力性能实验,本文的创新点在于:①在底部滑行面上设置压力测量点,可以反馈滑行面压力变化情况,以此作为改善滑行面型线设计的重要依据;②水翼角度的调节,利用杠杆结构,具有方便性与可靠性双重特点。
文献[4] m滑行艇船体的1:8缩尺船模,进行的一系列裸船体阻力试验中,在底部滑行面上布置大量能够喷水的压力喷头,使底部压力不同位置均达到标准压力。其目的在于使底部压力均一便于与采用CFD(计算流体力学)手段计算结果进行比较。文献[5]就三维滑行平板展开了利用CFD进行计算滑行面压力的研究。没有相关的实验数据进行验证。文献[6]开展了滑行艇实船的实验研究,主要研究内容为垂向运动速度及加速度,研究思路是从运动响应角度分析滑行艇的水动力性能,而没有对影响其性能的具体水动力因素进行分析。
,分别就水翼安装角-
º与0º进行拖曳阻力试验。所测量的数据包括,不同航速下的拖曳力、首尾导航杆处垂向位置的变化、艇底4个压力测量点压力变化情况,并且可以采用几何的方法,利用首尾导航杆处垂向位置的变化以及模型的型线图,测量与计算出航行纵倾、船体下沉和船体浸湿面积。
1 船模与拖曳布置
模型主尺度
m翼滑艇的1:10缩尺模型(见图1)。船模采用木夹芯玻璃纤维强化塑料制作。水翼采用铝板磨制,其框架采用不锈钢制作。在实验过程中,模型上甲板边缘安装有防止飞溅水的竖直挡板,高度为80mm。该挡板在