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水翼船的工作原理是怎样的

怕孤独的钢笔
个性的金鱼
2022-12-28 18:41:53

水翼船的工作原理是怎样的?

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2026-03-31 23:25:56

水翼船是一种船底部装有浸在水中的水翼,航行时靠水翼受到的升力使船体全部或部分升离水面的高速船。它的航速可以达到每小时70~130千米,速度是同吨位普通船舶的几倍,而且适航性也很好。

水翼船用高速柴油机做为动力装置,一般用水下螺旋桨或喷水推进装置推进。水翼用不锈钢和钛合金制造,船体一般用铝合金和钢材制造。

水翼船的工作原理与飞机一样。它水翼的断面也与机翼断面的形状一样。当船在推进装置的作用下快速航行时,浸在水中的水翼就因其断面的特殊形状而造成它的上、下表面所受水的压力不同,下表面的压力大于上表面的压力,从而形成升力,逐渐把船体抬起。这样就使船所受的水中阻力减小,使船速容易提高。当航速增加到一定值时,升力即大到可以将船体完全抬出水面,使船在水面上掠行。这样,当船高速行驶时,就可大大降低水动阻力,并可减少波浪对船体的冲击。当水翼船停泊或以低速航行时,水翼不产生升力,这时水翼船就同普通的排水型船一样,其船体靠浮力支持。

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2026-03-31 23:25:56

水翼船按水翼数目可分为单水翼船和双水翼船;按水翼能否收放,分为固定水翼船和可收缩水翼船;按水翼与水面的相对位置,可分为全浸式水翼船和割划式水翼船;按控制方式,分为自控水翼船和非自控水翼船。

我国曾建造过一批全浸式水翼船和割划式水翼船,在长江和内湖水域使用。自控式水翼船因采用自动控制装置,能够更好地适应海洋水域。但是由于日常保养成本高,往往只在特殊航线和军事应用中使用。水翼船结构材质一般用铝合金或高强钢材,水翼用不锈钢等材料制造。

斯文的白羊
怕孤独的猎豹
2026-03-31 23:25:56

现代水翼艇按水翼形式分为割划式水翼艇、浅浸式水翼艇和全浸式水翼艇。日本海上自卫队的首型2艘导弹水翼艇则是一种尾水翼明显长于首水翼的全浸式艇。1、2号导弹水翼艇1991年2月动工,1992年7月下水,于1993年3月竣工,并已编入现役。

日本海上自卫队企图利用岛国近海便于高速攻击艇隐蔽的海区条件,充分发挥水翼艇快速、灵活的特点,在航空兵的引导下,能以艇载导弹突击敌水面舰艇,达到拦截、摧毁敌舰艇的目的。

继首型2艘导弹水翼艇之后,海上自卫队将在首型艇经验的基础上,继续发展这种高速攻击艇,共计划建造6艘,以满足未来近海作战的需要。

当今世界各国的潜艇,由于本身续航力、人员现有舱室环境下生存期限,以及潜航氧气再生装置的有效时间等各方面原因的影响,其水下潜伏的时间仍然不是很长,不能满足核潜艇长期潜伏水下作为第二次打击力量的要求。目前,各国造船专家正在就核潜艇潜伏能力作全面的改进,尤其对目前潜艇舱室主要以氧气再生药板、氧气瓶和电解制氧装置等产生氧气的设备进行重点研究。

目前使用的生氧设备仍采用旧方法,不可能利用它们在有限载重范围内增加太长的潜伏时间。造船工程师正在研制一种小巧的生氧设备。初步预测,这种小巧的生氧设备将是一种特殊药物组成的箱装栅片。这样一箱生氧设备,可以向潜艇提供潜伏一年时间所需的氧气。同时,这种生氧设备还能够吸收与人体代谢无关的各种有味气体,保持舱室内空气的洁净。

在舰艇动力方面,各国科研部门将对核潜艇的核燃料和发动机进行改进,延长潜航的时间。核动力推动潜艇前进方式是目前潜艇水下最佳推进方式。一些军事专家分析,除非超导发动机的研制有意想不到的进展,近一个世纪之内不可能有更为先进的潜艇推进方式出现。所以核动力推进很可能是未来潜艇首选的推进方式。但是,核动力发动机的功率和高速运行总是有限度的,要提高水下航速不得不从减少潜艇水下航行所遇的阻力入手。为此,造船工程师们认为,用减少艇体开孔和提高艇体的光滑程度,在艇体表面喷涂一种高分子聚合物的方法,来达到降低阻力、提高速度的目的。还有一些工程师提出建造一种“皮动潜艇”,使潜艇像蛇一样可以弯曲前进,以增加潜艇的速度。尽管这一方案目前还不为大多数造船工程师和军事专家们所接受。但这里面却很可能孕育一种新型高速突击武器的可能性。

潜艇的最大优点就是隐蔽性强。但是由于各种水下探测技术的发展,现有潜艇噪声以及艇体反射的回波易被对方接收等原因,其隐蔽性能正日益降低。为做到“神不知、鬼不觉”,只有在降低潜艇的噪音和减少艇体的回波上下功夫。

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2026-03-31 23:25:56
猎潜艇submarine chaser最早出现于第一次世界大战。初期的猎潜艇,排水量一般不超过100吨,航速约10节左右,没有声呐等搜索设备,只能使用光学仪器、深水炸弹和舰炮,搜索攻击浮出水面或处于潜望镜状态的潜艇。第二次世界大战中,猎潜艇的性能有较大提高,排水量达到300吨左右,最大航速20节以上,装备有火箭深水炸弹或刺猬弹、大型深水炸弹发射炮或投掷器等反潜武器和声呐、攻潜指挥仪等设备。还出现过排水量600~1000吨的猎潜舰,其搜索、攻潜能力和航海性能都较猎潜艇高。战后,猎潜舰已为轻型反潜护卫舰所代替而不再建造。

 20世纪50年代以后,猎潜艇进入现代化阶段。以自导鱼雷为主要反潜武器;装备有性能优良的舰壳声呐、拖曳声呐和指挥控制自动化系统;采用轻型大功率柴油机-燃气轮机联合动力装置或全燃动力装置,最大航速40~60节;船体多采用铝合金材料,在船型上运用水翼技术,其机动性、适航性、搜潜和攻潜能力大为提高 。如美国、加拿大等国建造的水翼猎潜艇,排水量230~400吨,船体为铝合金材料,采用燃气轮机或柴油机-燃气轮机联合动力装置,最大航速45~60节,装备有反潜鱼雷、舰壳声呐或拖曳声呐,以及舰炮等。中国于1965年建成并装备部队的“037”型猎潜艇,满载排水量392吨,最大航速30.5节,采用柴油机动力装置,装备有5管火箭深水炸弹发射装置4座、大型深水炸弹发射炮4座、大型深水炸弹投掷架2座,双联装57毫米舰炮、 25毫米舰炮各2座,以及声呐、雷达和火控系统等。

 提高航速和适航性,增强搜索潜艇的能力和反潜武器的威力,更多地建造全浸式自控双水翼猎潜艇,发展喷水推进系统,进一步应用气垫技术,普遍装备作战指挥自动化系统。排水量有增大的趋势。一些国家正在研制能搭载小型反潜直升机的猎潜艇。

乐观的小蝴蝶
凶狠的滑板
2026-03-31 23:25:56

该船已开发出两种不同用力方式的类型:即“升力型”和“气压利用型”。

所说的“升力型”就是综合利用了船的水翼产生的升力和浮力,使船体几乎漂浮于水面航行,这样可以大大减少前进的阻力。

“升力型”高速货船以飞机发动机作为主动力,一只喷水泵利用发动机的回旋力将水向后喷出,其反作用力推动船体前进,这个原理酷似喷气式飞机的飞行状态。船的水下部分是与飞机十分相似的没水体轴架和水翼构成。在停泊状态下,船体的部位以下没入水中,使用水翼航行时,因水翼在水中前进产生向上的升力而使船体抬高1.5米左右。船的转弯靠调节向后喷射水流的角度来完成。当然船上也还是有舵。

为减轻船体重量,船的上半部用铝合金制造,下半部用不锈钢制造,水翼则是采用不锈钢蜂窝结构,蜂窝结构顾名思义,其结构像蜂窝,中间是空的,结构重量很轻,但强度很高。

由于高速航行极易产生船体摇摆,船上配置了计算机控制系统,把摇摆控制在最小状态。

另一种“气压利用型”是综合利用了大气压与浮力,从而使船体浮出水面航行。

这种类型的高速船结构独特,船体全部由铝合金制造,它的船底是由橡胶制密封装置围成的四角形箱状物,鼓风机向里吹入1.1个大气压的压缩空气,正常航行时,船体浮出水面2~4米,船底与海水之间是压缩空气形成的气垫。

这种船不是单纯的气垫船,它还有水下翼。既可产生浮力,也能对船起着稳定的作用。

船底与海面之间的压缩空气不仅托着船体高速前进,还能缓和浪的阻力和冲击。当强大的海浪袭来时,空气被压缩,船体就要剧烈摇晃,此时需要调节船底空气输入量或释放量来使摇晃减至最低程度。

高速货船在前进中如果想刹车怎么办?这里有个很巧妙的办法:即喷水泵有“换向器”,转换180°反方向喷水就能便捷地刹住车。

“升力型”与“气压利用型”各有千秋。前者航行稳定,适航性好;后者阻力小,有小的动力就可高速航行,可大大节省燃料。

无辜的鸵鸟
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2026-03-31 23:25:56

美国人William E. Meecham,早在 1906年便在Scientific American 内曾经发表关于水翼原理的文章。电话的发明人贝尔认为这是项重要的发明,他画出类似水翼船的草图,然后与Casey Baldwin合作,在1908年进行关于水翼的实验。

Baldwin研究过意大利发明家Enrico Forlanini的设计后,进行自己的设计。1910年贝尔在意大利与Forlanini 见面,并在湖上试乘Forlanini 的水翼船。回到美国后,他们建造了HD-4 号,逹到了时速87公里的速度。在美国海军的支持下,他们改用两副350马力(260 kW)的发动机,在1919年9月创下时速114公里的纪录。这项纪录一直保持了十年。 德国人Baron von Schertel 二次大战时在德国研究水翼。战后Schertel 的研究部门大部分被苏联俘获,成为日后苏联水翼船发展的骨干。

而Schertel本人则到了瑞士,并成立了Supramar 公司,于1952年发展出首部来往瑞士及意大利的载客水翼船PT10,重七吨,载客32人,采用U 型半浸式水翼,速度达32节。之后陆续发展出PT20,PT50,PT75,PT100和PT150,主要由意大利 Rodriquez 及日本日立生产,都是采用半浸式水翼和水下螺旋桨推进。

最后出产的是PT150, 采用前半浸,后全浸水翼,重165吨,载客250人,速度达37节。至1971年停产时,Supramar 水翼船生产了超过150艘。部分PT水翼船至今仍在服务,Rodriquez之后亦仍然有生产自行研制的半浸式水翼船。

苏联亦一直有对水翼船进行研究,在1970年代和1980年代设计了不少流线型的水翼船渡轮和军舰。当中Meteor 及 Voskhod 型出口到国外。这些水翼船以半浸式居多,主要用在浪较少的内河及湖泊行走。

水翼船需要的技术跟航空十分相似,因此美国的波音公司在60年代便开始研究水翼船。1974年,波音建造了6首131呎长的PHM型全浸式水翼船军舰。舰上装有反舰导弹、75毫米快速炮。航速超过45节。发动机为2部800匹柴油引擎(飞航前用),及2部17,000匹GE海事用燃气引擎(飞航时用),用喷水器推进。

同时波音亦发展了民用的水翼船渡轮,称为JetFoil929型。929型亦为全浸式水翼船,水翼可以收起,以进入浅水的地区。船身长90呎,以铝合金制造,净重约100吨,载客量可达250人,航速逹45节。推进的动力,来自2部劳斯莱斯Allison 501k燃气引擎,用喷水器推进。

波音总共生产了26艘929型水翼船,买家有日本、英国、印尼等地的渡轮公司。当中香港的信德集团旗下的远东水翼船(1999年7月与中旅侨福(CTS-Parkview Ferry Service Co. Ltd.)的港澳飞航船(TurboCat)合并后改称喷射飞航)是最大的用户,曾拥有16艘用来提供往来香港及澳门之间的服务(有3艘已售予韩国)。波音停止生产JetFoil后,将生产专利卖给日本川崎重工(Kawasaki Heavy Industries, Co. Ltd.),大约生产了15艘。90年代中期,中国船舶工业集团旗下的上海新南船厂(CSSC Shanghai Simmo)亦曾短暂授权生产2艘(型号为PS-30)予香港的远东水翼船(其中1艘已售予韩国)。