大型气垫船动力系统稳态及动态性能仿真研究

大型气垫船在实际运行过程中,不同螺距、动力涡轮转速以及动力系统状态和外部环境都会对整个动力系统产生不同影响。针对实艇试验获取大型气垫船动力系统稳态和动态特性成本较高、受环境因素影响较大且试验所得数据不全面的问题,利用实验室条件对气垫船燃气轮机、推进系统和垫升系统建立准确适用的数学模型、控制策略和仿真模型,用上述模型仿真并分析气垫艇在各种工况及海况时燃机、螺旋桨、船体阻力稳态特性,并仿真分析其动力系统在海况发生变化、变螺距变化以及单机故障等动态过程时航速、螺旋桨推力、燃机功率的变化规律。根据稳态仿真结果,随着螺距角和动力涡轮转速的升高,工况、燃机输出功率、航速和空气变距螺旋桨单桨推力都是逐步增加的。而在不同的动态变化过程中,可以计算出在环境发生变化时,对燃机功率、推力、航速产生的波动大小和波动时间。

大型气垫船阻力特性仿真与影响因素分析

气垫船在实际航行过程中,海洋环境和装载条件都会对船体阻力产生影响,难以利用实验手段直接得到不同影响因素下的阻力特性。通过计算机建模将各阻力分量进行耦合,采用变步长4阶5级龙格库塔算法,建立了气垫船阻力模型。利用该模型进行仿真计算,并将所得到的结果与实艇试验反推数据进行对比分析,所建立的模型较好地反映了气垫船阻力特性。在此基础上,又将不同海洋环境和装载作为输入参数,得到了在不同影响因素下的阻力特性曲线。研究结果表明,相较其他因素而言,海况变化对气垫船阻力产生的变化影响最大。

大型全垫升气垫船设计初探

通过对全垫升气垫船气垫参数、动力系统、围裙系统、横稳性和操纵性等方面进行分析,对大型全垫升气垫船的设计进行初步的探索。