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《翼滑艇水動力特性實(shí)驗(yàn)研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、翼滑艇水動力特性實(shí)驗(yàn)研究陳淑玲，楊松林（江蘇科技大學(xué)，船舶與海洋工程學(xué)院，江蘇，鎮(zhèn)江，212003）摘要：本文選擇具有淺V滑行面及T型水翼11.8m翼滑艇進(jìn)行船模實(shí)驗(yàn)研究。選擇兩個不同的初始安裝角（-1.5°及0。），分別進(jìn)行拖曳實(shí)驗(yàn)，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合分析比較，得到了該型翼滑艇阻力性能的有關(guān)結(jié)果、縱傾狀態(tài)隨航速的變化情況以及不同水翼安裝角對阻力性能的影響。實(shí)驗(yàn)表明該船型在高速階段阻力性能優(yōu)于尺度相近的滑行艇，水翼設(shè)計(jì)符合要求。實(shí)驗(yàn)結(jié)果可應(yīng)用于實(shí)船的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：翼滑艇；阻力；拖曳實(shí)驗(yàn)中圖分類號：U661.3文
2、獻(xiàn)標(biāo)識碼：A0引言翼滑艇又稱單水翼滑行艇，是水翼艇與滑行艇相結(jié)合的產(chǎn)物，可廣泛應(yīng)用于內(nèi)河、湖泊、港灣等風(fēng)浪鮫小的水域⑴。前蘇聯(lián)曾經(jīng)開展過一型單水翼滑行艇的研究并制造出實(shí)船進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該型快艇在海洋屮適航性能較差，就沒有繼續(xù)進(jìn)行研究。屮國擁有數(shù)量眾多的內(nèi)陸湖泊與河流，在這些區(qū)域屮，風(fēng)浪較小，翼滑艇在快速性上表現(xiàn)出一定的優(yōu)勢。與主尺度相近的滑行艇相比，翼滑艇在同等航速下阻力降低約5%?15%。在高性能船（HSV）研究領(lǐng)域，將不同船型進(jìn)行“雜交”，吸取具不同的特點(diǎn)從而產(chǎn)生新的船型，是一種研究創(chuàng)新的有效手段⑵。翼滑艇
3、在航行狀態(tài)下，前部水翼承擔(dān)50%?60%艇重，后部滑行面承擔(dān)剩余部分，其航行狀態(tài)亦町看作滑行艇與水翼艇的結(jié)合。因此，在對翼滑艇進(jìn)行水動力分析的時候，往往將兩者特性結(jié)合起來研究。研究的手段有多種，主要分為理論手段與實(shí)驗(yàn)手段兩種。文獻(xiàn)［3］通過優(yōu)化的方法，對包括翼滑艇在內(nèi)的高速單體船進(jìn)行快速性、操縱性的綜合研究。實(shí)驗(yàn)方法的研究主要集屮于滑行艇等方而，關(guān)于翼滑艇阻力性能的實(shí)驗(yàn)研究，尚未見到國內(nèi)相關(guān)報道。相比于傳統(tǒng)阻力性能實(shí)驗(yàn)，本文的創(chuàng)新點(diǎn)在于：①在底部滑行面上設(shè)直壓力測量點(diǎn)，可以反饋滑行而壓力變化悄況，以此作為改善滑
4、行而型線設(shè)計(jì)的重要依據(jù)；②水翼角度的調(diào)節(jié)，利用杠桿結(jié)構(gòu)，具有方便性與可靠性雙重特點(diǎn)。文獻(xiàn)［4］利用長11.8m滑行艇船體的1：8縮尺船模，進(jìn)行的一系列裸船體阻力試驗(yàn)中，在底部滑行面上布置大量能夠噴水的壓力噴頭，使底部壓力不同位置均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)壓力。其H的在于使底部壓力均-?便于與采用CFD（計(jì)算流休力學(xué)）手段計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。文獻(xiàn)［5］就三維滑行平板展開了利用CFD進(jìn)行計(jì)算滑行而壓力的研究。沒有相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。文獻(xiàn)［6］開展了滑行艇實(shí)船的實(shí)驗(yàn)研究，主要研究內(nèi)容為垂向運(yùn)動速度及加速度，研究思路是從運(yùn)動響應(yīng)角度
5、分析滑行艇的水動力性能，而沒有對影響其性能的具體水動力因索進(jìn)行分析。對11.8m長具有T型水翼與淺V型滑行面翼滑艇開展了快速性實(shí)驗(yàn)研究，分別就水翼安裝角-1.5°Aj0°進(jìn)行拖曳阻力試驗(yàn)。所測量的數(shù)據(jù)包括，不同航速下的拖曳力、首尾導(dǎo)航桿處垂向位置的變化、艇底4個壓力測量點(diǎn)壓力變化情況，并且町以采用幾何的方法，利用首尾導(dǎo)航桿處垂向位置的變化以及模型的型線圖，測量與計(jì)算出航行縱傾、船體下沉和船體浸濕面積。1船模與拖曳布置1.1模型主尺度文中所采用的船型是11.8m翼滑艇的1:10縮尺模型(見圖1)。船模采用木夾芯玻
6、璃纖維強(qiáng)化塑料制作。水翼-采用鋁板磨制，其框架采用不銹鋼制作。在實(shí)驗(yàn)過程屮，模型上甲板邊緣安裝有防止E濺水的豎直擋板，高度為80mmo該擋板在實(shí)驗(yàn)中同時起到模擬上層建筑的作圖1模型肋骨型線Fig.lRiblinesofmodel艇體為淺V型滑行艇艇型。其主尺度為d=0.5m,L=11.8m,B=3.2m,A=11.46to水翼的幾何特性選取如下：水翼剖面為弓形，弦長b=500mm,水翼展長L=3900mm,平均拱度C=0.06,浸深h=0.5m。水翼安裝縱向位證為距離船首20%船長處。山于翼滑艇對于壓載狀態(tài)十分
7、敏感，因此首先対模型進(jìn)行排水量及重心縱向位置的測量。模型空重Mo=6.2kg,壓載為5.0kgo重心縱向位置為距離尾封板445mmo1.2測量方式及其裝置需要測量的參數(shù)包括船模在相應(yīng)拖曳速度點(diǎn)下的阻力、対應(yīng)的首尾垂向位置以及4個壓力測量點(diǎn)的壓力數(shù)值。首尾垂向位證采用直線位移傳感器測量，具問距126cm。主要通過三角函數(shù)等兒何方法計(jì)算縱傾以及重心垂向位置的變化。1.3拖曳速度點(diǎn)的選取拖曳速度點(diǎn)的選擇，需要包含設(shè)計(jì)速度并適當(dāng)超越，需要體現(xiàn)阻力曲線的變化情況一?？紤]到模型與實(shí)船之問的縮尺比為1:10,選擇如下：1)V
8、=50km/h與匕=55km/h,及在拖車授大拖曳速度取3個速度點(diǎn)；2)Fr=0.3與Fr=0.5分別取2個速度點(diǎn)；3）Fr=0.3與Fr=0.5Z間取1個速度點(diǎn)，F(xiàn)r=0.5與V=55km/hZ間取1個速度點(diǎn)；其余速度點(diǎn)在Fr<0.3時取。根據(jù)Frs=Frni,所需的拖曳速度，即所需耍的9個速度點(diǎn)。利用傅汝徳相似可以計(jì)算出，拖車的拖曳點(diǎn)如F：0.6,1.3,2」，2.7,3.7,4」
