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图

图22典型β角沿艇长变化曲线

图21面积系数与傅氏数的关系图

高速艇设计

游艇设计(二)

朱珉虎

(江苏省船舶设计研究所江苏镇江212003)

(接上期)

2.2无断级滑行艇

2.2.1主尺度选择

高速滑行艇的设计起点:Fr▽3。

作为初始数值,无断级滑行艇的总长可按统计图

用于内河滑行艇的宽度可取:BP=0.6L0.7。

用于海上滑行艇的宽度建议:BP=0.63L0.65。

一般说来,过小的L/BP会出现较大的阻力峰,且对于适航性不利。通常L/BP3.5。L/BP过大尽管对低速区阻力有利,但越过阻力峰以后的高速区阻力偏大。

20选取。

图20无断级滑行艇的长度

2.2.2面积系数AP/▽2/3

按Clement的试验结果,面积系数大,对低速阻力有利,但在高速时阻力迅速上升,因此当Fr▽4时,宜取较小的面积系数,见图21。

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2.2.3重心纵向位置LCG

对一定的滑行速度而言,有一个最佳的LCG位置。这个位置决定艇的航态,因而也决定艇的阻力。一般说来,重心在舭折角线投影面积的形心后4%L～8%L较合适(舭折角线投影面积的形心一般在尾封板折角线前43%L～46%L)。速度愈高,则重心可再略后移些,此时航行纵倾角会增加,对阻力仍有利,但以不产生纵向颠簸运动为限。

根据前苏联НИВК设计高速艇的经验。重心应位于水线与舭部折角线相切的那一点或自此点向艉约5%此点到尾板的距离内(参阅图25)。重心太前会发生埋首现象,太后会发生过大的尾倾引起阻力增加,喷溅增多,影响视线。

2.2.4斜升角β

为减少波浪对艇底的砰击,滑行艇艇首横剖面呈尖劈形,也即有较大的斜升角β。由首向尾,逐渐减小。对于海上滑行艇,舯部β一般为15°~20°,尾部β为2°~8°。内河滑行艇由于波浪不大,舯部β为9°~12°,尾部β为0°~2°。典型的β角沿艇长的变化曲线见图22。对于追求速度的娱乐用艇,β角可较上述酌减以提高流体动力特性:海上小艇,舯部β以13°~16°为宜;内河小艇,舯部β以8°~11°为宜。

图23无断级滑行艇的横剖面形状图

图23无断级滑行艇的横剖面形状

图24无断级滑行艇折角线在平面图上的形状

图2762系列滑行艇颠簸限界图

图25无断级滑行艇折角线的侧面形状和重心位置

图26舭板安装示意图

通常以舯部斜升角和尾板斜升角的平均值作为等价棱柱体的斜升角。从阻力观点看,棱柱形艇底的升阻比随β角的升高而降低,因此,在滑行艇航行海域波浪不高时,常常选取平均β角较小的滑行棱柱面。

2.2.5横剖面形状

横剖面形状应为微凹的V形或略带S形(见图23),凹入的距离约为其弦线长度的3%～4%,过分的S形不如V形略带S形好。

各肋骨剖面凹入最大点的位置上下应成为一条平行于纵中剖面的直线(图23),这样可得到较好的水动力品质。因为若不平行纵中剖面,就有部分平行于水线,形成附加的涡漩阻力。

2.2.6折角线形状

滑行艇的艇底与舷侧以折角线连接,以使艇底水流在舷侧处抛出,减少湿表面积,并使艇底成为一个滑行面。折角线的形状对艇的性能有重要影响。折角线形状在平面图上如图24所示。一般最大宽度在离首40%L处,在尾板处宽度BT与最大折角线宽度BP的比值约在0.65到0.80之间。过大的BT会增加阻力。为了使艇有较佳的起滑性能和起滑航态,折角线与水线的交点通常在离首1/4～1/3艇长处。折角线在舯以后其侧投影应近于直线或略带微凹(图25)。艏折角线与水线所成之角度应在3.5°~6°的范围内。如此角度远大于6°或一般地将折角线伸到艏柱的顶点,则在波浪中会引起阻力增长,舭部的冲击加剧和适航性下降。

2.2.7舭板

高速艇设计

高速艇设计

为了改善滑行艇的喷溅性能,增加艇底举力。滑行艇舭部一般都装有防溅板条-舭板。舭板的宽度通常为折角线宽BP的2%～3%。在舯及舯后的安装角度与水线成零度,在近艇首处与水线成8°左右的俯角,由舯至首逐渐过渡,见图26。