【正文】 m40模塊化:海上兵力保護(hù)、情報(bào)監(jiān)視和偵察、反水雷戰(zhàn)、電子戰(zhàn)和精確打擊海星11以色列200510h40監(jiān)視、偵察、反水雷戰(zhàn)和電子戰(zhàn)黃貂魚(yú)8以色列2005 8h40近岸情報(bào)偵察與監(jiān)視、電子戰(zhàn)電子偵察FDS —3法國(guó)1999 20h12半潛式反水雷艇OT—91日本2005 20h40噴水推進(jìn),海上情報(bào)偵察和反水雷 在水面高速無(wú)人艇方面的研究目前我國(guó)還處于起步階段。蟻口招發(fā)工程船務(wù)有限公司根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查和對(duì)歐美90年代充氣艇的充分研究，依據(jù)海上救生艇的設(shè)計(jì)要求和制造工藝要求，于1996年制定了“小鯨”牌充氣艇系列和充氣艇制造的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并于年末成功作出了一批樣艇和完成試航性能測(cè)定。北京奧運(yùn)籌辦委會(huì)呼吁國(guó)人生產(chǎn)自己的奧運(yùn)船艇，并列出了剛性充氣艇這個(gè)空缺項(xiàng)目，希望國(guó)內(nèi)有廠家能夠研制生產(chǎn)。關(guān)于滑行艇在波浪中運(yùn)動(dòng)性能預(yù)報(bào)方面，在zanin的非線性運(yùn)動(dòng)方程的基礎(chǔ)上，哈爾濱船舶工程學(xué)院的戴仰山等人提出了在規(guī)則波與不規(guī)則波中運(yùn)動(dòng)與彎矩預(yù)報(bào)方法．預(yù)報(bào)同時(shí)采用頻域與時(shí)域兩種方法計(jì)算，通過(guò)對(duì)系列62模型的計(jì)算．并將結(jié)果與Fridsma的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較，表明在中等海況下．當(dāng)航速不太高時(shí)(V/≤4)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)預(yù)報(bào)與試驗(yàn)結(jié)果符合得較好，垂向加速度則稍差．其變化規(guī)律尚一致，而阻力增值則差別甚大。結(jié)果表明，即使對(duì)于如此高的航速．采用切片法預(yù)報(bào)縱向運(yùn)動(dòng)，仍可以獲得相當(dāng)滿意的結(jié)果．因此目前在中國(guó)．對(duì)圓舭快艇在波浪中的縱向運(yùn)動(dòng)響應(yīng)仍普遍采用切片法。但也有些艇并未發(fā)現(xiàn)有不對(duì)稱超差而航行時(shí)傾斜，武漢船舶設(shè)計(jì)所李國(guó)佩等人對(duì)此進(jìn)行了研究[4]，他們的研究表明，有些艇在高速航行時(shí)，底都會(huì)出現(xiàn)負(fù)壓區(qū)，正是這一負(fù)壓區(qū)．引起負(fù)扶正力矩使穩(wěn)度下降，造成橫順。哈爾濱船舶工程學(xué)院的蘇永昌， 趙連恩等研究開(kāi)發(fā)了新式槽道型滑行艇[4]。無(wú)人艇已被公認(rèn)為未來(lái)爭(zhēng)奪信息優(yōu)勢(shì)，實(shí)施精準(zhǔn)攻擊，完成戰(zhàn)場(chǎng)特殊任務(wù)的重要手段之一，西方國(guó)家都十分重視該領(lǐng)域的研究，并逐漸在軍事和其他方面得到應(yīng)用。我國(guó)是世界上唯一一個(gè)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)國(guó)家統(tǒng)一的大國(guó)，為維護(hù)國(guó)家統(tǒng)一的臺(tái)海戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)的可能性始終存在。如果形成產(chǎn)業(yè)規(guī)劃還能帶動(dòng)某一地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展供出一份力量。第2章 高速滑行艇maxsurf建模滑行艇長(zhǎng)L=滑行型寬B=滑行型深D=設(shè)計(jì)吃水t=靜止在水中的滿載排水水量Δ=圖21四個(gè)視窗的模型截圖圖2 2 縱剖面圖圖23橫剖面圖圖24半寬水線圖圖25立體視圖排水量Displacement:水線之下容量Volume:進(jìn)水深度Immersed depth:設(shè)計(jì)水線長(zhǎng)Lwl:水下濕表面積Waterplane area:棱形系數(shù)Cp:方形系數(shù)Cb:中橫剖面系數(shù)Cm: 水線面系數(shù)Cwp:浮心高度KB 每厘米吃水噸數(shù)TPc:每厘米縱傾力矩MTc:用Hydromax建模分析計(jì)算，得到如下報(bào)告：Loadcase Loadcase1（計(jì)算狀態(tài)）Damage Case IntactFree to TrimRelative Density (specific gravity) = 。[10]20世紀(jì)70年代以來(lái)噴水推進(jìn)泵的水平有了較大的發(fā)展，主要體現(xiàn)在一下三個(gè)方面[11]：1. 泵的比轉(zhuǎn)速范圍增加 50年代的軸流泵比轉(zhuǎn)速范圍是5001000，而20世紀(jì)60年代軸流泵比轉(zhuǎn)速達(dá)到1600仍有很高的效率，而到了70年代軸流泵比轉(zhuǎn)速可以高達(dá)3000，這對(duì)于采用輕型高速主機(jī)是有利的。在航速較高時(shí)，螺旋槳還容易產(chǎn)生空泡，從而導(dǎo)致效率損失。如果采用雙機(jī)雙槳，還可以實(shí)現(xiàn)船舶橫移。吸水裝置位于艦船的首部，含有吸水口、吸水口防護(hù)罩、吸水口開(kāi)關(guān)，吸水口開(kāi)設(shè)在艦船的首部，吸水口防護(hù)罩罩住吸水口的開(kāi)口部分，聯(lián)接在艦船的殼體上，吸水口開(kāi)關(guān)的進(jìn)水端聯(lián)接吸水口的收口端，其出水端與輸水裝置中的輸水管的前端相聯(lián)，增壓泵的出水端與增壓輸水管的前端相聯(lián)。吸水口此種設(shè)計(jì)既有利于增壓泵主動(dòng)吸水，又有利于消減艦船首部的興波阻力。調(diào)向閥門含有球形閥體、球弧形閥瓣、圓柱形閥軸、進(jìn)水端、正向出水端、側(cè)向出水端、底座，閥瓣緊套在閥體內(nèi)，通過(guò)閥軸轉(zhuǎn)動(dòng)改變出水方向，在關(guān)閉側(cè)向出水端的同時(shí)開(kāi)啟正向出水端，或在開(kāi)啟側(cè)向出水端的同時(shí)關(guān)閉正向出水端，使來(lái)自噴水機(jī)的高壓水流或從正向噴頭噴出，或從逆向噴頭噴出，從而使艦船或前進(jìn)、或轉(zhuǎn)向、或倒退，達(dá)到調(diào)向目的。 噴水式艦船的操縱簡(jiǎn)便靈活，利用動(dòng)力系統(tǒng)調(diào)速，利用調(diào)向閥門調(diào)向，可實(shí)現(xiàn)無(wú)舵操縱。在實(shí)際流體中，噴水推進(jìn)系統(tǒng)有多種損失，主要是管道系統(tǒng)和泵自身都有水力損失。葉片安裝角 當(dāng)改變噴水推進(jìn)的葉片安裝角時(shí)，性能曲線也要隨之變化。、0186。隨著葉片角度的增大，揚(yáng)程、功率逐步增加。輪轂比是一個(gè)重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)，對(duì)噴水推進(jìn)性能的影響很大。在小于設(shè)計(jì)流量附近的工況下，輪轂比為o．45的噴水推進(jìn)效率最大，輪轂比為O．4的次之，輪轂比為O．45的最小。此外，對(duì)于動(dòng)葉可調(diào)節(jié)噴水推進(jìn)，考慮葉片調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)在輪轂體內(nèi)的布置，輪轂比要適當(dāng)取得大一些。圖311同葉片數(shù)時(shí)的流量一揚(yáng)程性能曲線圖312同葉片數(shù)時(shí)的流量一功率性能曲線圖313不同葉片數(shù)時(shí)的流量一效率性能曲線數(shù)值模擬的結(jié)果表明[12]：1)隨著葉片數(shù)的增加，揚(yáng)程、功率和效率都逐漸增加，其中效率變化較緩，一般在1％左右。這是因?yàn)?，葉輪旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，相鄰葉片的相互干擾產(chǎn)生了渦流，葉片數(shù)的增加加劇了渦流的產(chǎn)生，這將引起葉柵升力系數(shù)的下降，并使流道內(nèi)的流動(dòng)損失迅速上升。現(xiàn)假設(shè)某一船的航行狀態(tài)：A. 靜水中；B. 直航；C. 無(wú)轉(zhuǎn)向；D. 無(wú)橫向外力或者橫向外力矩?cái)_動(dòng)。則船在這種“理想狀況”下也不會(huì)產(chǎn)生升沉和縱搖，而是將保持某一航速以穩(wěn)定的航態(tài)繼續(xù)直航。此時(shí)，適用于排水航行船只的阻力計(jì)算方法對(duì)滑行艇已不適用。所以，設(shè)計(jì)良好的艇大都避開(kāi)這個(gè)阻力峰區(qū)。此時(shí)，艇的大部分重量依靠艇底水流產(chǎn)生的流體動(dòng)舉力來(lái)支撐，排水體積產(chǎn)生的浮力只占很小一部分。而且，這些力的產(chǎn)生或改變都引起了力矩的產(chǎn)生和改變。LHRtMh圖42滑行艇航行時(shí)受力直到變化到某一姿態(tài)，艇體各個(gè)方向所受合外力為零，這個(gè)姿態(tài)就是動(dòng)平衡點(diǎn)，滑行艇就會(huì)保持這一姿態(tài)，穩(wěn)定的航行下去，直到下次受到外界擾動(dòng)。將水動(dòng)壓力P和摩擦力R 的合力Q分解成垂直于水平面的升力L和平行于水平面的阻力R ，則有： ()在垂直于水平面的z軸上有力的平衡方程：G=L+D ()此等式表明，艇的載荷G (相當(dāng)于艇在靜止吃水時(shí)的排水量△)被流體動(dòng)舉力和小部分浮力所平衡。在應(yīng)用時(shí)可以直接查圖。 圖45 計(jì)算滑行面壓力中心位置的曲線（Murry法）圖46 確定滑行面動(dòng)載荷系數(shù)的曲線（Murry法）2）取一系類縱傾角，……，……，并計(jì)算相應(yīng)于各縱傾角時(shí)的；再由圖46得對(duì)應(yīng)于的一系列值。此極為實(shí)艇在該計(jì)算航速下的航行縱傾角，同時(shí)由圖得到相應(yīng)的總阻力值[14]。)V=6V=V=7V=V=8V=V=923456785）通過(guò)公式可以求得值，如下表所示表44 不同狀態(tài)時(shí)的值τ(176。)6 m/s m/s7 m/s m/s8 m/s m/s9 m/s23456789）通過(guò)公式摩擦阻力估算公式可以計(jì)算值（由于船體體型很小，取為0）表48 不同狀態(tài)時(shí)的值τ(176。圖47 各沖角時(shí)不同速度對(duì)應(yīng)的阻力曲線圖48 各速度時(shí)不同沖角對(duì)應(yīng)的阻力曲線假定：垂蕩是微幅的，因此在吃水變化范圍內(nèi)認(rèn)為船舷是直壁的；由于運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的阻尼主要是興波阻尼，因此阻尼是線性的[15]。 將、D、代入（）中，得：式中：豎向菱形系數(shù)。根據(jù)動(dòng)平衡原理，可以得到縱搖運(yùn)動(dòng)方程： （）上式各項(xiàng)除以，得： （）式中：縱搖衰減系數(shù)， （） 縱搖固有頻率 （）解方程（）得： （）式中：有阻尼的縱搖圓頻率，縱搖的無(wú)因次衰減系數(shù)為：縱搖的固有周期為：式中：R縱穩(wěn)心半徑。但是，上面的條件是靜力平衡條件，由于排水型船主要是受流體的靜力作用，而慣性力比重很小，可以忽略。一般說(shuō)來(lái)，對(duì)于普通滑行艇只有時(shí)較易發(fā)生海豚運(yùn)動(dòng)?；趧傮w六自由度余東耦合方程組：[17]現(xiàn)不計(jì)橫蕩、艏搖、橫搖，則有： （）要求解上式，需要知道等式左邊的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。為了簡(jiǎn)化研究，本論文將滑行艇在實(shí)際流動(dòng)中所受的水動(dòng)力分為慣性力和非慣性力，并忽略其相互影響。經(jīng)整理后得： （）在理想情況下運(yùn)動(dòng)的物體，其所受的非慣性類水動(dòng)力（矩）取決于它的形狀和運(yùn)動(dòng)情況。將 ，代入方程組，并將等號(hào)右邊的各項(xiàng)力（矩）展開(kāi)，風(fēng)只考慮在X方向的值，且設(shè)為定值Q,噴水推進(jìn)器推力亦設(shè)為定值，為T。利用與u的關(guān)系，曲線擬合：假定：；再代入m=1850kg，T=2300N,Q=100N，再利用四階龍格庫(kù)塔法，可得曲線：圖51 滑行艇速度時(shí)間曲線針對(duì)(),假定：，u為常數(shù)，得：結(jié)合：,式中，,可得： （）利用與5組數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合：與關(guān)系式為：= + + 代入（）中，可得： 進(jìn)行四階龍格庫(kù)塔法運(yùn)算，另：可得曲線：圖52 滑行艇升沉量時(shí)間曲線針對(duì)(),即其中，,，利用和之間的關(guān)系，進(jìn)行曲線擬合，得： = 3 + 2 + 進(jìn)行四階龍格庫(kù)塔法運(yùn)算，可得曲線：圖53 滑行艇縱傾角時(shí)間曲線另，滑行艇總阻力和摩擦阻力隨縱傾角變化曲線 圖54滑行艇總阻力和摩擦阻力隨縱傾角變化曲線 從以上幾章中分析可知，隨著滑行艇速度的增加，滑行艇的縱傾角會(huì)逐漸增加，隨之，相應(yīng)的升力也會(huì)增加，滑行艇的浮力反而減少，浮力的變化是由排水體積引起的，可知，滑行艇的濕表面積是隨速度增加而減少的，滑行艇的摩擦阻力也就會(huì)越來(lái)越小，這也與圖（）滑行艇摩擦阻力變化曲線想對(duì)應(yīng)。結(jié) 論本文在無(wú)人艇的設(shè)計(jì)和性能初步分析方面做了一些工作，主要工作有：一、 針對(duì)目前國(guó)內(nèi)外的高速無(wú)人艇研究發(fā)展現(xiàn)狀展開(kāi)了調(diào)查研究，并對(duì)我國(guó)目前滑行艇阻力、穩(wěn)性、耐波性和新艇型的開(kāi)發(fā)進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。五、 建立了船前進(jìn)、升沉、縱搖三自由度運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型，開(kāi)展了滑行艇三自由度運(yùn)動(dòng)預(yù)報(bào)，分析了高速滑行艇運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。在以后的工作中有待加強(qiáng)。除了敬佩張老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。[7] 梅毒珍等．滑行艇“導(dǎo)風(fēng)墊氣”減阻試驗(yàn)研究．中國(guó)造船．1985（4)[8]邵世明．王云才．防濺條對(duì)高速捧水量艇航行性能的影響．中國(guó)造船．1979(1)[9]．船舶工程1990(5)[10]劉承江、王永生、丁江明. 噴水推進(jìn)研究綜述. 船舶工程2006(4)[11][12]，[13]朱珉虎．滑行艇水動(dòng)力計(jì)算．中外船舶科技 2004年3月[14]．船舶原理（上冊(cè)）．上海交通大學(xué)出版社2008年2月[15][16][17]奚煒．滑行艇運(yùn)動(dòng)只能控制仿真初步研究[D]．江蘇科技大學(xué)碩士學(xué)位論文（2006年