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        淺談小型V型滑行艇主要參數(shù)的應(yīng)用

        2021-08-20 05:42:00李花常州玻璃鋼造船廠有限公司
        環(huán)球市場(chǎng) 2021年24期
        關(guān)鍵詞:傅氏折角曲率

        李花 常州玻璃鋼造船廠有限公司

        滑行艇具有速度高,噸位小,操縱靈活等優(yōu)點(diǎn),因此被廣泛運(yùn)用于交通艇、賽艇、游艇、巡邏艇上面。

        滑行艇的艇體形狀有很多,有底面平坦的雪橇型,圓舭型、帶斷級(jí)或不帶斷級(jí)的V型艇體,倒V 型艇體,底部開有槽道的艇體等等,但最常見、運(yùn)用最廣泛的當(dāng)屬不帶斷級(jí)的V 型艇體。

        本文將8 艘無斷級(jí)的小型V 型滑行艇的主尺度、排水量,轉(zhuǎn)換成無尺度形式之后,分析其參數(shù)特點(diǎn),供設(shè)計(jì)者參考。

        一、傅氏數(shù)

        一般認(rèn)為,當(dāng)航速由排水航行轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚倩袪顟B(tài)時(shí),傅氏數(shù)Fn>1 或者Fn?>3,本次分析的8 艘艇分別由a-h 表示,最大航速下的傅氏數(shù)見表1,均滿足高速滑行狀態(tài),因此,本文介紹的8 艘艇均屬于滑行艇。

        表1

        二、艇體主要參數(shù)

        (一)長(zhǎng)寬比 L/BA

        滑行艇在滑行階段僅艇底接觸水面,故滑行艇一般以折角線作為艇的特征參數(shù),且這個(gè)參數(shù)對(duì)于每一個(gè)特定的艇型只有唯一值。在這里,L 表示為艇底折角線投影面積的最大長(zhǎng)度;BA是折角線的平均寬度;因此L/BA是衡量船主尺度的一個(gè)重要參數(shù)。此8 艘艇折角線投影面積長(zhǎng)度為5.8~12 米,L/BA的比值為4~5.1 之間,具體值見表2。

        表2

        (二)面積系數(shù)A/?2/3

        艇底投影面積A 與總重量之間的關(guān)系用A/?2/3的比值表達(dá)成無尺度面積系數(shù),這對(duì)于主尺度不同但幾何相似的艇來說將產(chǎn)生相同的值。通過這一系數(shù),在設(shè)計(jì)新艇時(shí),可以通過母型艇來確定新艇的艇底投影面積。此8 艘艇面積系數(shù)見表3。

        表3

        (三)重心的縱向位置LCG

        對(duì)一定的滑行速度而言,有一個(gè)最佳的LCG 位置,這個(gè)位置可以決定艇的航態(tài),因而也決定艇的阻力。重心太前會(huì)發(fā)生埋首現(xiàn)象,重心太后會(huì)產(chǎn)生縱向不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)。本次統(tǒng)計(jì)的8 艘艇的重心縱向位置LCG 見表4,由此可見,LCG在折角線投影面積形心后的2.7%L-7.8%L 區(qū)間內(nèi)。

        表4

        (四)斜升角β

        沿船長(zhǎng)方向,艇底的橫向斜升角β 是變化的,斜升角β由船尾向船首逐漸增大。對(duì)于小艇而言,底部橫向斜升角β 的大小,不僅會(huì)影響全艇的重心高度,而且會(huì)限制艇體內(nèi)設(shè)備擺放及艙室布置。較小的β 值可以降低全艇重心高度,增加艙內(nèi)空間的利用率,但是較大的β 值,能帶來較好的耐波性、操縱性和航向穩(wěn)定性。為了尋求更好的航速和操縱性能,現(xiàn)在滑行艇的艉部及中部β 值比以往都偏大,艉部β 為7°-16°,舯部β 為13°-20°。圖1、圖2 為8 艘艇對(duì)應(yīng)于艇長(zhǎng)方向斜升角變化曲線圖。

        圖1

        圖2

        (五)折角線的平面形狀

        折角線的平面形狀可以用各站線處的折角線寬度Bp 與折角線平均寬度BA的比值Bp/BA來表示(BA=A/L)。圖3、圖4 分別為該8 艘艇的折角線平面形狀。

        圖3

        圖4

        根據(jù)圖4 可以看出,沿船長(zhǎng)方向折角線寬度的分布情況,艇底面積前后的分布情況,艉封板處折角線寬度相對(duì)于平均寬度的比值,以及最大折角線寬度在船長(zhǎng)方向的位置?!袮 表示艇底面積A 形心距艉封板的距離,該8 艘艇的艇底面積形心距艉封板的距離為41.2%L-43.9%L 區(qū)間內(nèi),該值可供參考。

        (六)橫剖面形狀

        滑行艇橫剖面分為凹形、凸形及S 形這三類。本次統(tǒng)計(jì)的8 艘艇均為標(biāo)準(zhǔn)V 型折角線型,底部橫剖為直線型(見圖5),或者艉部直線型,舯前部為微凹型(見圖6)。

        圖5

        圖6

        (七)縱向曲率

        艇底的縱向曲率用縱剖線的形狀來顯示。以縱中剖面BA/4 處的縱剖線作為平均縱剖線,以基線為準(zhǔn),量取各站平均縱剖線高度,并以無尺度的形式展示于圖7、圖8中,8 種艇形的縱向曲率分別在圖6、圖7中可以看出,艉部開始在40%左右的艇長(zhǎng)范圍內(nèi),有6 種艇形的縱向曲率幾乎平直,縱向高度占艇長(zhǎng)的比例也可在圖中7、圖8讀出,可供參考。

        圖7

        圖8

        三、結(jié)束語

        艇體型線設(shè)計(jì)是船舶總體設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一,艇體型線的好壞決定船舶的技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性。對(duì)于高速滑行艇來說,艇體型線尤為重要,母型法和系列法是型線繪制時(shí)常用的兩種方法,歸納總結(jié)以往好的型線,結(jié)合整體布置及施工維修等方面,互相協(xié)調(diào)取舍,才能繪制出合理的線型。

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