全垫升气垫船驾驶控制技术综述.doc

全垫升气垫船驾驶控制技术综述
一、概述
当常规水面舰艇在海上航行时,由于受到水的阻力,航行速度比较缓慢。虽然随着技术的发展,船体结构以及动力装置有很大进步,但常规动力单体船航行速度一般在20至30节,传统模式下速度的可提升空间似乎很小。
由此,气垫船应运而生。气垫船的工作原理如下:在船底部安放一个气垫装置,使船体与水面或者地面不直接接触,看起来好像悬浮在空中一样,从而很大程度上降低了航行阻力。船上的发动机将气体由船的上方和四周压入气垫,然后从船底部喷出。船的底部由橡胶围成,并且具有一定的韧性,由于进气速度与排气速度的差异,使得橡胶带内充满气流,这股气被橡胶带密封在船底部,从而形成一个气垫,隔离船体与水面。由于气垫的隔离作用,使气垫船做到了水陆两用的功能在许多方面得到充分应用。而气垫船在航行姿态方面,一般用肉眼很难发现坦的,船梢有抬首即可。
气垫船按照航行状态主要分为全垫升气垫船和侧壁式气垫船两种船型。
全垫升气垫船:船的全部重量由围裙式的气垫撑起,使得船体与水面或者地面隔离,以大幅减小航行阻力,通过空气螺旋桨推进控制,获得超高的航行速度和两栖性能。垫升式气垫船不但可在冰雪、沼泽、礁滩上航行,也可在无码头设施的沿海岛屿停靠,实施无码头组织不间断的后勤补给,有利于向纵深突击;同时也是猎雷艇、扫雷艇的理想艇型。另外,还可用于在浅滩、滩涂、岛屿间担负巡逻警戒、交通运输、抢险救灾等任务。全垫升气垫船系统主要包括垫升系统,推进系统和操纵面系统三部分。垫升系统一般包括垫升风扇,进气口,围裙和气道。垫升风扇将空气通过进气口压入围裙,产生气垫将船体托起水面。通过对进气口与气道的有效操作,来控制气垫船的漂浮状态,提高气垫船的越障能力,使气垫船获得两栖作战的优越性能。推进系统一般指的是以空气螺旋桨为主的空气推进装置,当全垫升气垫船在恶劣环境下行驶时,空气螺旋桨极易遭到损坏,现在人们开始考虑导管螺旋桨。
侧壁式气垫船:该船型的底部两侧分别安装刚性侧壁,前后安装围裙式弹性橡胶。相比于全垫升式气垫船,该型气垫船减小了气体外溢。操纵性和稳定性得到提高,功耗降低,但丧失了两栖性能。
由于看到了全垫升气垫船的两栖快速登陆作战性能,各国纷纷大力研制全垫升气垫船。然而也正是由于气垫的存在,使得全垫升气垫船对重量分布尤为敏感,由此而来的问题是全垫升气垫船的驾驶控制技术的掌握需要多方面的努力。不像常规排水舰船那样,全垫升气垫船所受干扰来自很多方面,干扰响应也存在很多不确定性,所以全垫升气垫船的驾驶控制系统的研制也非常艰难。
二、国外发展现状
英国人科克雷尔无疑是气垫船由理论到实践的先驱,他首先创立气垫船理论,并通过大量的实验验证,于1959年研制出世界首艘气垫船“SRNI”号,仅用两个小时六分钟横渡英吉利海峡,完成处女航并获得成功,引起各个国家的广泛关注,随后气垫船得以迅速发展。
随后英国相继推出了SRN,“惠灵顿”等系列多个型号的气垫船,并且几乎全部用于军事用途,只有SRN4号气垫船在结束军事用途后,大量用于民用。英国的军用气垫船主要用于以下军事用途:扫雷,反潜,两栖登陆等。由于英仍居于世界前列。
俄罗斯是拥有气垫船数量最多,最早投入实战的国家。从前苏联时期开始,相继推出的各种型号气垫船,几乎都成为了