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气垫船

/air-cushion craft/
条目作者唐志拔陈其华
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唐志拔

陈其华

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最后更新 2022-01-20
浏览 349
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利用高压空气在船底和水面(或地面)间形成气垫,使船体全部或部分垫升(减小阻力)而实现高速航行的船舶。

英文名称
air-cushion craft
所属学科
交通运输工程 水路运输

气垫是用大功率鼓风机将空气压入船底部,由船底周围的柔性“围裙”或刚性侧壁等气封装置限制其逸出而形成的。气垫托起船底,减小或脱离水面(地面)对船体航行时的阻力,再通过推进装置产生的强大推力,推动气垫船高速前进。

海上气垫船海上气垫船

从19世纪开始,人们对气垫船的基本原理就进行不断的探索研究,直到1953年,英国工程师C.库克雷尔(Sir Christopher Cockerell)才创立气垫理论。经过大量试验后,于1959年建成世界上第一艘气垫船,横渡英吉利海峡取得成功。在此之前,中国已成功建造出一艘试验性气垫船,并在松花江等地试航成功。由于保密原因,未向世人公布。自20世纪60年代以后,气垫船发展迅速,应用日益广泛,并出现多种类型,主要有全垫升式、侧壁式和双体式气垫船3种。

①全垫升式气垫船。在船体下部四周设有柔性“围裙”,用升力风机压缩空气在“围裙”所包围的船底空间内形成气幕,具有强大压力的气幕在向四周逸出的同时,向上托起船体,使之脱离水面,由于气体不断的逸出,需要升力风机不停地工作来补充;与此同时,用推进风机(空气螺旋桨)使船体向前运行,用空气舵操纵方向。全垫升式气垫船不仅能在水面上航行,而且能飞越一定高度的障碍物,可在海滩上着陆,具有两栖性。全垫升式气垫船的缺点是耐波性较差,在风浪中航行失速较大。服务航速达60~80节。全垫升式气垫船的主船体,一般用铝合金、高强度钢或玻璃钢制造;大功率的动力装置用航空发动机、高速柴油机或燃气轮机;船底“围裙”用高强度尼龙橡胶布制成,磨损后可以更换。全垫升式气垫船大型化趋势明显,并在军用舰船上得到应用。

②侧壁式气垫船。在船体底部两舷装有一定长度和厚度的刚性侧壁浸入水中,首尾设柔性封闭装置,构成气垫浮力舱。航行时,利用专门的升力风机向船底不停地充气形成较平稳的气腔,使船体底部漂浮于水面上。侧壁式气垫船不能全部离开水面,仅利用气垫抬高船体,使船体底部脱离与水面的接触,减小船体前进时的水阻力。侧壁式气垫船船体结构多为钢质,主动力装置常选用轻型柴油机或燃气轮机,并可采用喷水推进或水螺旋桨推进,具备常规船特点。与全垫升式气垫船相比,侧壁式气垫船可节省垫升功率和推进功率,在相同航速下,提高单位功率船舶载量,有较好的操纵性和航向稳定性,但不具备两栖性。由于侧壁式气垫船气垫腔中的空气不易流失,托力比全垫升式气垫船大,而且功率消耗小,适合建造大型船只。由于气垫系统控制装置的不断改进,可有效地改善船舶在波浪上的耐波性能。侧壁式气垫船除民用外,其军用价值亦颇受各国海军重视。服务航速一般为30~50节。

③双体式气垫船。在侧壁式气垫船基础上发展起来的一种新船型,将侧壁排水体积加大,并改成双体船的片体形式,兼有气垫式、侧壁式两种船型的优点。双体式气垫船不仅可改善船舶的稳性、耐波性和越峰能力,而且可使主机直接置于片体中,采用常规动力传动装置,机构简单,工作可靠。船体结构多为钢质。此外,甲板面积宽敞,可有效地改善各类舱室的布置条件。服务航速一般为40~50节。

一般来讲,各类气垫船尚有以下缺点:设有垫升与推进两套动力装置,主动力装置功率大,相对于其他船型,单位载量功率消耗较大;连续工作时间短,续航力较小;“围裙”易损坏,各种装置的使用及维修费用较高等。

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