【正文】 參考文獻(xiàn)[1] 周璽、高東華、馬玉林. 無人水面艇在信息戰(zhàn)中的應(yīng)用. (4)[2]況小梅. .[3]張濟(jì)猛．李慧磕．尾升力板及尾嵌形扳對(duì)滑行艇性能影響響的預(yù)估方法．船舶工程I983(3).[4]董祖舜. 我國對(duì)滑行艇、(2)[5] 張儕猛．一種能顯著降低無斷級(jí)滑行艇阻力的有效措施．第二屆高速艇學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集1984．[6] 張承霞．帶雙楔形艇的流體動(dòng)升力．船舶工程，1989(2)。 其次要感謝我的同學(xué)葛XX對(duì)我無私的幫助，特別是在軟件的使用方面，正因?yàn)槿绱宋也拍茼樌耐瓿稍O(shè)計(jì)，我要感謝我的母?！K科技大學(xué)，是母校給我們提供了優(yōu)良的學(xué)習(xí)環(huán)境；另外，我還要感謝那些曾給我授過課的每一位老師，是你們教會(huì)我專業(yè)知識(shí)。王老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從查閱資料到設(shè)計(jì)再到三自由度預(yù)報(bào)等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。致 謝經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。在對(duì)滑行艇的縱搖和升沉運(yùn)動(dòng)分析時(shí)，分析程度有所欠缺，未能詳細(xì)地分析出這兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)他們的具體水動(dòng)力數(shù)值。六、 在參考相關(guān)文獻(xiàn)時(shí)，完成了關(guān)于“開槽船的流體水力性能及其對(duì)阻抗的作用”內(nèi)容的外文翻譯一篇。四、 以滑行艇前進(jìn)、升沉及縱搖運(yùn)動(dòng)為目標(biāo)開展滑行艇流體性能的初步分析。二、 從任務(wù)需求出發(fā)，結(jié)合現(xiàn)有條件，利用Maxsurf軟件進(jìn)行單體滑行艇模型的設(shè)計(jì)，并對(duì)模型進(jìn)行了流體性能的初步計(jì)算分析?；型У纳Γ×?，速度之間的相互影響，會(huì)促使滑行艇在運(yùn)動(dòng)過程中達(dá)到一個(gè)動(dòng)平衡狀態(tài)，直到遇到其他外力的擾動(dòng)。速度的增加引起的滑行艇縱傾角的增加也在圖（） 滑行艇縱傾角時(shí)間曲線反應(yīng)了出來。式中，為排水量。整理得： () () ()針對(duì)()，結(jié)合船舶總阻力為摩擦阻力和剩余阻力之和，即：式中，為摩擦阻力，為剩余阻力。則按照MMG方程，非慣性類力（矩）應(yīng)該包含、將它們各自的投影代入到（），得到： （）上式中的下標(biāo)H、j、w分別代表主船體（Hull）、噴水推進(jìn)（jet propulsion）、風(fēng)（waves）。對(duì)于一艘具體給定的船體來說，其船型已經(jīng)固定不變了，多以只取決于它的運(yùn)動(dòng)情況。由于縱向附加質(zhì)量的數(shù)值較之船的質(zhì)量要小的多，僅為其值的，故近似認(rèn)為： （）而垂向的附加質(zhì)量和船體本身的質(zhì)量是同意數(shù)量級(jí)的，所以近似認(rèn)為： （）縱搖的附加轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也和船體本身的縱搖轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是同一數(shù)量級(jí)，一次近似認(rèn)為： （） 作用于滑行艇的非慣性類水動(dòng)力（矩）將式（）代入式（），有： （）式中：、為物體所受的非慣性類水動(dòng)力（矩）。 作用于滑行艇的慣性類水動(dòng)力（矩） 由流體力學(xué)知道：一物體在理想流體中運(yùn)動(dòng)時(shí)，其周圍的動(dòng)量（矩）為： （）式中：為物體作方向平移運(yùn)動(dòng)時(shí)的水附加質(zhì)量； 物體作方向平移運(yùn)動(dòng)時(shí)的水附加質(zhì)量；為物體繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的水附加轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。這些力（矩）包括滑行艇船體、推進(jìn)器等所受的流體動(dòng)力。質(zhì)量就是滑行艇所求工況下的世紀(jì)載重量；可要精確地求出轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是比較困難的，因?yàn)樗痛У慕Y(jié)構(gòu)形式、型線設(shè)計(jì)、建造材料密度、質(zhì)量分布、儀器設(shè)備的安裝等有著，莫大的關(guān)系，本文采用近似的經(jīng)驗(yàn)公式來估算對(duì)軸的縱搖轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： （）式中：為滑行艇的長度。通過上章幾節(jié)的分析可知，滑行艇這類變排水量船型的推進(jìn)、升沉和縱搖是相互緊密關(guān)聯(lián)、不可分割的強(qiáng)耦合運(yùn)動(dòng)，所以本論文就先將他們與橫蕩、艏搖、橫搖這3種橫向運(yùn)動(dòng)解耦，建立滑行艇縱向運(yùn)動(dòng)的耦合數(shù)學(xué)模型。第5章 滑行艇三自由度運(yùn)動(dòng)預(yù)報(bào)為了描述滑行艇的一般運(yùn)動(dòng)，根據(jù)滑行艇的縱向運(yùn)動(dòng)特性，擇于地球的“定系”，固連于滑行艇重心G、隨滑行艇一起運(yùn)動(dòng)的“動(dòng)系”，正方向按右手系的規(guī)定：Gx軸水平指向艇艏部，Gz軸鉛錘向下。 滑行艇在某一航速上出現(xiàn)這種不穩(wěn)定的縱向運(yùn)動(dòng)，是由于滑行艇所受到的縱向慣性力太大，而且艇的縱向慣性半徑又很小的結(jié)果。對(duì)于滑行艇在滑行狀態(tài)時(shí)主要受到流體慣性力的作用，因此僅滿足上述的靜力平衡條件的滑行艇，其運(yùn)動(dòng)不一定會(huì)穩(wěn)定。根據(jù)受力分析，排水型船在滿足下面兩個(gè)平衡條件時(shí)，則船的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就是穩(wěn)定的：a) 流體壓力在垂直方向的分力應(yīng)等于艇的重量；b) 流體動(dòng)壓力之合力的作用點(diǎn)應(yīng)與艇的重心在同一垂直線上。縱搖固有周期近似計(jì)算：因?yàn)榭v搖運(yùn)動(dòng)的附加質(zhì)量慣性矩和船本身的質(zhì)量慣性矩是同一數(shù)量級(jí)，所以可以近似地認(rèn)為：所以關(guān)鍵在于確定船體本身的質(zhì)量慣性矩：[15]式中：水線面系數(shù)。慣性力矩： （） 阻尼力矩： （）復(fù)原力矩： （）式中：船體縱搖慣性矩； 縱搖附加慣性矩； 縱搖阻尼系數(shù)； 垂蕩阻尼系數(shù)； 排水量； 水線面面積； 縱搖加速度、速度、縱搖角。利用曲線擬合，表示出滑行艇垂蕩固有周期隨吃水的變化： 圖49 滑行艇垂蕩周期吃水變化圖因?yàn)榇故庍\(yùn)動(dòng)阻尼比較大，所以不能把靜水有阻尼垂蕩周期近似為垂蕩固有周期。 水線面面積為：式中：水線面系數(shù)。根據(jù)上述假定，作用與垂蕩船體的三種力為：慣性力： 阻尼力： 復(fù)原力： 式中：D排水量； g 重力加速度； 垂蕩附加質(zhì)量； 垂蕩阻尼系數(shù)； 水的重度； 水線面面積； 垂蕩加速度、速度、位移。)6 m/s m/s7 m/s m/s8 m/s m/s9 m/s234567812）通過對(duì)各組數(shù)據(jù)的處理，整理成以下圖標(biāo)：從曲線圖中，我們可以直觀的看出各種狀態(tài)之下的阻力變化，可以讀出在特定速度、沖角情況下的阻力值，以及阻力的變化趨勢。)6 m/s m/s7 m/s m/s8 m/s m/s9 m/s234567810）通過公式可以可以計(jì)算出總阻力表49 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/s21086258111594140917473292171649228165724014964072263632322158368205419904505857747424164463450421548144607929425347339496533686343345594732526563071953536049963327688308999628839972703747254470324033306294988727229732528475235991022124152082273196659172489797229827421341121991837186734817575041659865821496751984315184257817197401612256151741814331178通過ITTC公式計(jì)算摩擦阻力系數(shù)表47 不同狀態(tài)時(shí)的值τ(176。)V=6V=V=7V=V=8V=V=923456786）通過公式可以計(jì)算得到值，如下表所示表45 不同狀態(tài)時(shí)的值τ(176。)V=6V=V=7V=V=8V=V=923456784）通過圖46可以得到值，如下表所示表43 不同狀態(tài)時(shí)的值τ(176。用以上方法對(duì)已建的模型進(jìn)行阻力預(yù)估和計(jì)算，其基本步驟和相關(guān)數(shù)據(jù)如下圖表所示：1）所建模型的基本數(shù)據(jù)信息：排水量Δ15176。7）有已知艇體重心距尾板距離，在曲線上得到對(duì)應(yīng)水壓力中心距尾板為時(shí)的縱傾角。3）： 4）由于及相應(yīng)的已求得，則相應(yīng)的濕長度，濕面積均可得到，并可以計(jì)算雷諾數(shù)和摩擦阻力。根據(jù)上述函數(shù)關(guān)系式，可以估算滑行艇的阻力，具體步驟如下：1）已知艇的排水量，航速，艇寬和斜升角，則可以計(jì)算得：有已知的值。（2）滑行面動(dòng)載荷系數(shù)的函數(shù)關(guān)系對(duì)于底部斜升角為零的平底滑行面的動(dòng)載荷系數(shù)為： （）對(duì)于底部斜升角為β的V形滑行面則有： （）由此可見，平底艇的動(dòng)載荷系數(shù)較V形滑行面者為大。εL圖44 滑行面的幾何參數(shù)上列關(guān)系式常用曲線表示，如圖（45）所示。正如前面所述，艇達(dá)到起飛速度后，浮力所占的比例很小。此外，作用于平板的還有平板排開水的浮力D。最簡單的滑行艇是一塊半浸濕的矩形平板，沿著水面以小沖角a運(yùn)動(dòng)，前進(jìn)速度為u，其載荷為G。GTp從而引起了升沉和縱搖，升沉和縱搖改變了艇體的排水體積和濕面積，而這兩大因素的改變，直接影響了船體的直航總阻力，從而改變了航速u，u一變，又影響了升力的大小，升力變了，又跟著變，結(jié)果又間接影響了浮力。那一段距離的升高和那一個(gè)角度的轉(zhuǎn)動(dòng)，改變了艇的狀態(tài)，使得艇的排水體積變了，從而浮力也變了；同時(shí)，艇體后部的滑行面由于跟著艇艏繞重心轉(zhuǎn)動(dòng)了那一角度，所以也產(chǎn)生了升力。對(duì)滑行艇來說，其速度有一個(gè)下限：當(dāng)用傅汝德數(shù)來衡量時(shí)，A．B．Marry認(rèn)為FrB 2可作為滑行速度的下限。但嚴(yán)格地講，只有少數(shù)賽艇能達(dá)到全滑行狀態(tài)，大部分的實(shí)用艇仍然處于“亞滑行狀態(tài)”。當(dāng)運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到 3時(shí)，艇首抬出水面并開始沿自由表面滑行，艉縱傾減小，阻力越過峰值后迅速下降，這是由于除摩擦阻力減小外，興波阻力也減小了[13]。處在阻力峰值區(qū)域航行的艇是不經(jīng)濟(jì)的，對(duì)動(dòng)力裝置和推進(jìn)裝置的運(yùn)行帶來不利影響。進(jìn)入過渡狀態(tài)后，隨著艇速的增加，艇首逐漸抬起，摩擦阻力成正比地隨浸濕面積的減小而減少，此時(shí)，艇阻力的急劇增長主要是由于噴濺阻力和興波阻力的增大而引起。但當(dāng)它起飛后滑行于水的自由表面上，僅部分艇底與水面接觸，從而支承面和浸濕面積隨速度增大而減小。然而，對(duì)于滑行艇這類非常規(guī)變排水量船來說，其運(yùn)動(dòng)特性決定了推進(jìn)、升沉和縱搖這3種縱向運(yùn)動(dòng)是它本身所固有的，不可能像上述假設(shè)的那樣通過創(chuàng)造所謂的“理想狀況”來加以避免；而且這3種運(yùn)動(dòng)要么一個(gè)都不產(chǎn)生，要產(chǎn)生的話必然同時(shí)產(chǎn)生；也就是說它們不僅不能解耦，而且還是強(qiáng)解耦的，分開單獨(dú)考慮就反映不了滑行艇這類排水量船的航行特點(diǎn)。在上述4條假設(shè)的基礎(chǔ)上，如果再假設(shè)：E. 沒有縱向外力或者縱向外力矩?cái)_動(dòng)。則在上述“理想情況”下