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什么是三体船,三体船优缺点

什么是三体船,三体船优缺点
什么是三体船,三体船优缺点

什么是三体船、三体船优缺点

三体船由来

三体船是以军事应用为目的而发展的一种新船型,起步迄今不过20年。

与单体船相比,三体设计具有更快的航速、更低的燃料消耗、更好的适航稳定性和更出色的操纵性,战场生存能力更为出色。

三体船的平稳性比小水线面双体船型还要好得多,其宽大的甲板面积,更有利于舰载机的起降。中间的主船体内可放置重要设备和弹药,两侧的副船体可以起到对主船体的保护作用,在遭到敌方水下武器攻击时可使中间的主船体免受损伤,大大提高了舰船的生存能力。船体设计采用内倾斜边和雷达吸波材料,具有较小的雷达反射面积,船的外侧船体也有助于减弱推进器在水下发出的较大声响。

三体船详细介绍

三体船主要由三个船体组成,其中间为主船体,尺度约占排水体积的90%,两侧并肩各有一个大小相同的辅助船体,其主要特点是中高速阻力性能优于单体船和双体船,适航性优于单体船,甲板面积宽敞,便于舱室布置;由于主船体和两侧辅体的屏蔽,全船具有隐身性和较高的生存能力。其缺点是结构复杂,重量较大,设计难度大,操纵性稍差,建造、下水、锚泊和进坞比较困难。也正是由于三体船具有很大的制造难度,目前各国一般在建造大中型舰艇时才考虑这一舰型。除美国和英国外,目前日本也在考虑建造未来型三体战斗舰艇,在2007年日本防卫省军事研发机构公开展示的资料中,就出现了一种4000吨级的舰船设计。

资料显示它能够以高速或者低速航行,同时能利用雷达和材料增强其隐身能力。其设计与LCS2十分相似。

三体船有三个瘦长的船体共享一个主甲板及上层结构,使用涡轮喷嘴发动机,通过向后喷水获取反作用力向前推进,比普通螺旋桨推动更快速,而在高速时,三体瘦长的船身能降低阻力。而且船体稳度高,不易翻船(但若风浪过大,翻过90度后,因为没有单体船的静稳度扶正力矩,反而有灭顶之虞)

尽管三体舰的“噱头”让濒海战斗舰成为世界海军界近年来最大的热点,但军事专家也指出,濒海战斗舰还存在一些深层次的问题:濒海战斗舰更多地只能担负相对单一的行动,很难一次性地完成近海海域的所有或多种作战任务。虽然从理论上讲,它能装设可迅速互换的多种模块(反舰、反潜或反水雷),但针对每次具体的海上作战任务,在出海行动前只能更换和使用其中一种模块;一旦海上行动临时发生变化或遇到特殊情况时,已装设的模块便因无法及时更换而将难以适应新任务的需要。因此在可预见的未来,濒海战斗舰还无法取代两栖攻击舰(因不具备装载大型武器能力)、驱逐舰(因不具备较强的防空能力)、扫雷舰(因不具备高效的扫猎雷能力)等水面舰艇,而成为未来近海海域唯一、可靠的海上作战平台。

三体船的优缺点

优点

三体船型战舰之所以备受各国的青睐,主要在于它与生俱来的优点:[2]

1、总体布置性好。三体船型有较宽的飞行甲板,从而为飞机起降提供了宽敞的空间,连接甲板的宽度允许将作战的关键部位布置在不易受损的区域;较长的船体能提供较大的武器搜索扇面,并且有利于扩大武器间的距离,以减少相互干扰。

甲板空间大,由于是三个船体共同负担一个甲板及上层建筑,所以上层甲板非常宽阔,甲板面积比同吨级单体船可以提高50%左右,数百吨级的三体船提供的甲板空间可能就可以与数千吨级的单体船相比,较大的甲板可以更好的安装舰载电子系统、武器和直升机起降甲板,这对于舰载电子设备、武器日益复杂的今天非常重要,另外较大的空间便于模块化,有利于以后的改装,也是三体船受到青睬的主要原因之一。

2、生存能力强。三体船的船体比较细长,对螺旋桨水流干扰影响较小,因而降低了螺旋桨的噪声,使对方的探测距离大为降低;此外,机舱排气道可以布置在主体和侧体之间,主机的废气能够被引到三个船体之间抽出,所以能明显降低船上的红外辐射信号。其主船体每边有1/3至1/2的长度被侧船体所遮挡,暴露的建筑多为多面体,转角可以做到圆弧形以降低RCS,这样在遭受掠海导弹袭击时,能够提供一定程度的保护;箱形结构甲板宽度可使关键性的作战部位布置在不易受损的区域,把要害部位设计在主船体内,利用两侧船体形成一定的掩护,从而也大大提高了其生存能力。另外机械系统尽可能的放在高处,加上侧体的屏蔽,可以减少噪声辐射。

3、稳定性极佳。三体船型战舰经过一定调整后具有很好的稳定性,与同等排水量的单体船型战舰相比,三体船提高了耐波性,可在高海况下保持高速航行。

4、阻力非常小。由于每个船体更瘦长,从而可以减少船的兴波阻力;尤其在高速航行时兴波阻力可能有大幅度的降低。有关专家指出:三体船在高速航行时的阻力极低,不过在低速航行时三体船的阻力特性不如单体船。根据相关资料:三体船在中高速时较单体船可节省有

效功率15%一20%,同时主体具有较大的船长,其纵摇、垂摇、甲板上浪等性能优良。5、适航性强。这一点很容易理解,三体船因具有极佳的稳定性,所以在碰到恶劣天气时人员的舒适性得到大大改善。

缺点

毋庸置疑三体船型战舰仍有相当多的不足和问题:

首先,它是由三个船体连接而成的,其宽度较大,不仅建造与下水十分复杂,而且要承受较大的弯曲和扭转力矩;为保证其钢度和强度,就必须加大构件重量,致使总体重量大为增加。其次,三体船型的宽度过大,也容易造成进出港口困难。

此外,相对细长的主船体对操纵性也有不利的影响,通常三体船的操纵性要比单体船差。还有,三体船越大,系统管路就越长;细长的中体和侧体的前部将会存在许多无法利用的空间。

本篇文章转载于:国防科技网https://www.doczj.com/doc/994928685.html, 原文链接:

https://www.doczj.com/doc/994928685.html,/kepu/201303/14/43946.html 2 舰船防腐蚀涂料美军舰用防腐蚀涂料的发展主要受到三个因素的影响;(1)舰船坞修间隔延长的需要(2)国家环保法规的影响(3)缩短坞修期节约维修经费的需要:

(1)舰船坞修间隔延长的需要

冷战后,美军对舰船的坞修间隔进行了调整,以航母为例,在冷战时期是7-9年,随着防污涂料水平的提高和水下清洗机器人的出现,现在是12年(航母设计使用寿命为30-40年),这对舰船的防腐蚀涂料提出了挑战。因此,美军从90年代初开始寻找新型超长效防腐

涂料,最初采用SIGMA公司的无溶剂改性环氧类涂料(据称,该涂料具有15-20年使用期),在美军攻击型潜艇的压载水舱进行试验,并取得很好经济效益。美军从1995年开始在潜艇压载舱和两栖登陆舰上试用SIGMA公司的无溶剂厚膜环氧涂料,到2000年已在30艘舰船(从航母到潜艇)推广使用。1998年美军海上系统司令部对这一项目作过经济分析,认为仅在压载水舱就节约5亿9千万美元,准备进一步推广到所有舱室,预计节约的资金将超过20亿美元。

(2)国家环保法规的影响:

美国国家环保总署规定涂料有机挥发物的最大限量是340g/L,加利福尼亚州最严格,达到250g/L,到2008年准备减少到100g/L。90年代初,美军为适应340g/L的规定,用了2-4年时间对全部舰用涂料配方进行改进。显然,为应对250g/L和100g/L的规定,美军势必又得耗费许多时间对所有配方进行调整。为适应形势发展的需要,美军开始寻找、开发符合环保要求的高性能无溶剂类型防腐蚀涂料,以争取主动。

(3)缩短坞修期节约维修经费的需要:

美国船舶占坞费较昂贵,以航母为例,每天的占坞费是25万美元。显然如何缩短坞修期对节约维修经费具有现实意义。与传统溶剂型涂料相比,涂装高性能无溶剂类涂料对缩短坞修期节约维修经费有直接影响。主要表现在:1、在涂装传统溶剂型涂料时,往往因等待涂料固化和涂装多道涂层,需要几天时间,而涂装新型高性能无溶剂涂料只需一道,固化时间1-30分钟,大大缩短了施工期;2、传统溶剂型涂料的涂装经费有90-95% 用在诸如环境温度、湿度、通风设备等施工环境条件的控制上,特别是溶剂的挥发需要有很好防火和人员安全保护措施。因此,尽管高性能无溶剂涂料的价格要比传统溶剂型涂料高,但相对于昂贵施工费用,涂料本身增加的费用可忽略不计。特别是像航母这样的大型舰船,每艘大约有

1000多个压载舱和隔离舱,降低火灾隐患,减少涂装道数、缩短坞修期、延长涂层使用寿命,显然对节约涂装经费和维修经费具有重要意义;3、由于传统溶剂型涂料固化速度慢,需多道涂装,施工周期较长,在整个维修过程,因其他维修工序造成层间涂层附着力下降,涂层易被破损,施工质量难以保证,据统计,传统溶剂型涂料在实际使用中,涂层提前失效的原因大约有50%以上是施工质量不高引起,而不是涂料本身质量造成的。因此,高性能无溶剂防腐蚀涂料将成为美军主要配套品种。为实现这一目标,美国海军研究实验室(NavalResearch Laboratory)新近开发出一种新型舰用无溶剂涂料树脂(NRL Resin),该类树脂具有不含有机挥发物,固化时间短、黏度低、附着力优良和可在舰船水上、水下部位使用等特点。

3、水线以上舰船涂料

随着雷达自导和红外跟踪技术的发展,美军原来只具有视觉伪装功能的

MIL-PRE-24635海灰船壳漆已经不能满足要求。为提高水面舰艇对红外跟踪的伪装能力,美军海军研究工作室于90年代初期开始与澳大利亚海军合作,研究开发太阳能低吸收涂料(LOW SOLAR ABSORBANCE),主要是在原有有机硅改性醇酸船壳配方基础上,用低吸热颜料取代原来碳黑,新的配方不但提高防红外和雷达跟踪能力,而且可明显降低舱室内温度,改善艇员生活环境。大约在1994年美军海上系统司令部、海军研究实验室和NILES CHEMCAL PAINT Co合作,开发出第一个低吸热涂料,紧接着INTERNATIONAL PAINT COMPANY 也生产出类似产品。因此,从95年美军开始在各类舰船进行大面积实船试验,取得很好效果,现已被列入美军舰船涂料配套体系。同时,INTERNATIONAL PAINT COMPANY还开发出一种抗锈斑污染船壳涂料(INTERFINE ANTISTAIN FINISH),可以通过涂层中的锈转化剂把锈转化成无色的可溶性盐,从而保持了外观不受锈班污染。和传统型醇酸漆相比,可为用户节约70%以上的重涂维修费(NORMALREPAINTING COSTS)。美军

高速三体船研究综述

第17卷第2期2005年4月 海军工程大学学报 JOURNAL0FNAVALUNIVERSITYoFENGINEERING V01.17No.2 Apr.2005 文章编号:l009—3486(2005)02—0043一06 高速三体船研究综述 卢晓平,郦云,董祖舜 (海军工程大学船舶与动力学院,湖北武汉430033) 摘要:从水动力理论、模型试验和船型优化等方面对高速三体船的研究进展进行了综述,阐述了高速三体船的应用前景,归纳评述了有关的研究成果和尚存在的问题,并提出了关于这种新船型的若干研究方向. 关键词:船舶水动力;三体船;模型试验;船型优化 中图分类号:U674.951文献标识码:A AresearChsummaryonhighspeedtrimaran LUXiao—ping,LIYun,DONGZu—shun (CollegeofNavalArchitectureandPower,NavalUniv.ofEngineering,Wuhan430033,China) Abstract:Asummaryontheresearchprogressofthehighspeedtrimaranismade,whichcontains3partssuchasthehydrodynamicresearch,modeltestandshipformoptimization,andsomeresearchsubjectsaboutthisnewshipformareputforward. Keywords:shiphydrodynamics;trimaran;shipmodeltest;shipformoptimization 近年来,特种排水型高性能船型的研究趋于活跃,如深V型船、小水线面双体船以及穿浪双体船等都是研究和实用较多的船型,还有一种新船型高速三体船引起了人们很大的关注.高速三体船水下部分由中体(主船体)和两个小侧体(辅船体)组成,3个船体均为细长片体,中体比普通单体船更加瘦长(L/B大约在12到18之间),侧体排水量不超过中体排水量的10%,连接桥将侧体与中体连接成一体.这种船型构造使高速三体船的兴波阻力小,2个侧

船舶水动力学习汇报

多体船水动力性能最新研究进展 汇报人:杨博 本次汇报内容 1、多体船发展历史 2、多体船水动力研究方法 3、多体船未来趋势

多体船发展——三体船 三体船由三个船体组成,中间的主体主尺度较大,两侧 各有一个大小相同的辅助船体。目前世界各国建造的三 体船主要有两种形式:一种是Tricat三体船, 它是两个细长片体的中间布置了一个伸出片体的船首,进而形成了一 种双体船加一个船首的三体船型,如1999年,澳大利亚 Austal公司建造的Tricat三体旅游船,该船在7级风、浪高 2.5 米的海浪下能消除船首砰击,有效地减少船在浪髙2.5 米以上的海浪中的纵摇运动;另一种是Trimaran三体船,它是一个细长船体和两个舷外浮体相结合形成的一种三 体船型,如泰晤士渡船公司建造的髙Trimaran三体船“埃 比尼泽.斯克鲁奇”号,该船在试航和使用过程中反映出 良好的快速性、机动性和稳定性。 多体船发展——三体船

多体船发展——三体船 优势:适航性优于单体船且中高速阻力性能优于单体船和双体船,具有更宽的甲板,有利于舱室的布置;三体船具有很好的隐身性,侧体的存在使得其稳性得到了提高从而提高了生存能力。 劣势:其缺点是结构复杂,重量较大,设计难度大,操纵性稍差,建造、下水、锚泊和进坞比较困难。在稳定 性较好的同时必然要承受较大的弯曲和扭转力矩 发展:英国在三体船建造实验上具有领先优势,2000年英国海军耗资1300万英镑研制的世界“海神”号试验舰 建成下水。美国最早与英国合作研制三体舰,曾一起参 与“海神”号试验,对舰体结构、运动等数据进行了记 录和分析。后来美国独立进行三体舰概念设计,2008年 建成下水的三体船型濒海战斗舰“独立号”。 多体船发展——五体船 五体船的高速状态下的阻力小,高海况下的失速 也非常小,有良好的快速性和适航性。与三体船 相比,其两对小侧体有利于提高船舶的破舱稳性 ,在高速航行时发生埋首现象的频率也比较低, 同时,其甲板面积更加宽阔,有利于总布置。五 体船的诸多特点使其非常适用于大型髙速客货渡 轮和军用舰船。

小水线面三体船初探

小水线面三体船初探 班级20080112 学号2008011229 姓名陶伯政

摘要 进入21世纪以来,各种高性能船舶的研究越来越多,在小水线面三体船方面,主要集中在细长型小水线面三体船(高速小水线面三体船)及小水线面小水线面三体船上。随着人们对船舶的稳性、耐波性等性能的要求越来越高,小水线面三体船作为一种高性能新船型,正在引起人们极大的关注。由于其独特的船型、优良的性能及在主要技术性能方面的诸多优势,小水线面三体船必将在军用、民用市场有广阔的应用前景。 关键词:高速三体船小水线面三体船 一、发展概况 当代小水线面三体船的研究己有30多年的历程,直到上世纪90年代中期以后高速小水线面三体船(细长型)的研究才取得了较大发展.这期间国内外高速小水线面三体船(细长型)的研究主要集中在水动力理论、模型试验、船型优化以及概念设计等方面,也有少量关于结构强度方面的文献。小水线面三体船其水下部分是由一个主船体和两个小侧体组成的,两个侧体一般对称地摆放在主船体的两侧,三个船体均为细长船体,通过连接桥将主体和两个侧体连接成一体。 图1.1 小水线面三体船中横剖面 图1.2 小水线面三体船局部模型

国内的小水线面三体船研究起步较晚,始于上世纪90年代末期。国内在小水线面小水线面三体船方面的研究还较少,上海交通大学进行了一些初步的阻力研究和试验。一批与哈尔滨工程大学为首的高校和科研院所主要通过模拟或是模型探索性研究小水线面三体船的耐波阻力,操纵性。而在抗沉性、材料,前沿技术方面限于各种原因而研究较少。下图1.3为我校设计制作的细长型高速小水线面三体船模型。 图1.3 高速小水线面三体船模型试验 如图1.5 为瑞典QinetiQ公司和OTG公司设计的Tri/SWA TH模型图。 图1.4 Tri/SWA TH模型图 到目前为止,世界范围内己经出现了多艘小水线面三体船型的实船。2000年5月6日,英国海军一艘名为“海神”号(RVTriton)的三体试验舰建成并顺利下水,三体舰船第一次从纸上浮到海上。该舰长97米,宽22.5米,排水量1100吨,最高航速20节,续航力3000海里。图1.6英国海军“海神”号三体试验舰

双体船简介

双体船简介 双体船是船舶的一种,就是把两个船体横向以甲板固定在一起。有时也会把三个船体一起串联,称为三体船。双体船的英文叫Catamaran,此词源自泰米尔文。双体船设计虽然是一种相对较新的设计,常见于竞技及娱乐用的船只设计;但其实在太平洋上的波利尼西亚,双体船的使用己经历了数个世纪。 人类最早使用双体船是由于发现将两艘船横向连接在一起,可以从内河到海上航行而不容易翻船,早期曾将这种方法用在帆船上,建造了双体帆船,这种帆船在海上可以承受较大的风浪。在此基础上,人们又发现双体船与同样吨位的单体船相比,具有更大的甲板面积和舱容,因此而被用于货船。20世纪60年代后,随着海上高速客运的迅速发展,高速双体船由于有宽大的甲板面积、空间和便于豪华装饰而被普遍看好,成为近几十年来高性能船中发展最快、应用最广、建造数量最多的一种。 典型的高速双体船由两个瘦长的单体船(称为片体)组成,上部用甲板桥连接,体内设置动力装置、电站等设备,甲板桥上部安置上层建筑,内设客舱、生活设施等。高速双体船由于把单一船体分成两个片体,使每个片体更瘦长,从而减小了兴波阻力,使其具有较高的航速,目前其航速已普遍达到35-40节;由于双体船的宽度比单体船大得多,其稳定性明显优于单体船,且具有承受较大风浪的能力;双体船不仅具有良好的操纵性,而且还具有阻力峰不明显、装载量大等特点,因而被世界各国广泛应用于军用和民用船舶。与同吨位的单体船相比,双体船的总宽度较大,因而往往有更大的甲板面积和舱室容积,尤其适合于装载那些体积很大而重量不大的低密度货物,可以具有较高的运输效率。将单一船体分成两个,可以使每个船体更瘦长,从而有可能减小船的兴波阻力,尤其在高速时,兴波阻力有较大幅度的降低。 以前的双体船多为双体风帆,现在多为动力双体船。 双体风帆和单体风帆相比,双体风帆的速度较高。基本上,多体船比单体的速度较高,原因是:双体船每个船身的横切面比单体薄,水阻较少;双体船的龙骨无需配重,因此较轻;双体船的整体舰寛较阔,因此较为稳定,亦可张更https://www.doczj.com/doc/994928685.html,多的帆;因为双体船较为稳定,故此大风时较大机会保持垂直。 为进一步改善高速双体船的综合性能,人们在高速双体船的基础上派生了若干新型的双体船型,主要著名的有小水线面双体船和穿浪双体船等。 动力双体船使用两个瘦长的船体,多数配合涡轮喷气发动机的推动,以喷射水流的方式,把水快速推向船后,根据牛顿第三定律,可获得巨大的向前推进力(反作用力),比采用普通的螺旋桨推动更快速,而在高速时,瘦长船身的阻力更会大幅的降低。 美国军方的大型高速双体船和双体风帆一样,拥有较为稳定,水阻少,较轻,不易翻船等优点。是近年发展较快的一种,经常被应用在渡轮及军事运输上。 由于双体船的船体较长,在高速行驶时兴波阻力比单体小,而且舰宽较阔亦较为稳定。用以运载低密度的货物(例如作渡轮、观光船)十分合适。自60年代后开始出现不同的双体船设计。现代高性能的双体船有如下四类:一、小水线面双体船;二、穿浪双体船;三、高速双体船;四、复合型双体船。 小水线面双体船(SmallWaterPlaneAreaTwinHull,SWATH):浮力由两个样子好像是水雷,全浸在水中的船身提供。水线正好在连接全浸船身跟水上船体的支架部分。换一种说法,潜没于水中的鱼雷状下体、高于水面的平台(上体)和穿越水面联接上下体的支柱三部分组成,其优点在于水线面面积较小,受波浪干扰力较小,在波浪中具有优越的耐波性。另外,还具有宽阔的甲板面和充裕的使用空间。但也存在船体结构复杂,对重量分布较为敏感等问题。

什么是三体船,三体船优缺点

什么是三体船、三体船优缺点 三体船由来 三体船是以军事应用为目的而发展的一种新船型,起步迄今不过20年。 与单体船相比,三体设计具有更快的航速、更低的燃料消耗、更好的适航稳定性和更出色的操纵性,战场生存能力更为出色。 三体船的平稳性比小水线面双体船型还要好得多,其宽大的甲板面积,更有利于舰载机的起降。中间的主船体内可放置重要设备和弹药,两侧的副船体可以起到对主船体的保护作用,在遭到敌方水下武器攻击时可使中间的主船体免受损伤,大大提高了舰船的生存能力。船体设计采用内倾斜边和雷达吸波材料,具有较小的雷达反射面积,船的外侧船体也有助于减弱推进器在水下发出的较大声响。 三体船详细介绍 三体船主要由三个船体组成,其中间为主船体,尺度约占排水体积的90%,两侧并肩各有一个大小相同的辅助船体,其主要特点是中高速阻力性能优于单体船和双体船,适航性优于单体船,甲板面积宽敞,便于舱室布置;由于主船体和两侧辅体的屏蔽,全船具有隐身性和较高的生存能力。其缺点是结构复杂,重量较大,设计难度大,操纵性稍差,建造、下水、锚泊和进坞比较困难。也正是由于三体船具有很大的制造难度,目前各国一般在建造大中型舰艇时才考虑这一舰型。除美国和英国外,目前日本也在考虑建造未来型三体战斗舰艇,在2007年日本防卫省军事研发机构公开展示的资料中,就出现了一种4000吨级的舰船设计。

资料显示它能够以高速或者低速航行,同时能利用雷达和材料增强其隐身能力。其设计与LCS2十分相似。 三体船有三个瘦长的船体共享一个主甲板及上层结构,使用涡轮喷嘴发动机,通过向后喷水获取反作用力向前推进,比普通螺旋桨推动更快速,而在高速时,三体瘦长的船身能降低阻力。而且船体稳度高,不易翻船(但若风浪过大,翻过90度后,因为没有单体船的静稳度扶正力矩,反而有灭顶之虞) 尽管三体舰的“噱头”让濒海战斗舰成为世界海军界近年来最大的热点,但军事专家也指出,濒海战斗舰还存在一些深层次的问题:濒海战斗舰更多地只能担负相对单一的行动,很难一次性地完成近海海域的所有或多种作战任务。虽然从理论上讲,它能装设可迅速互换的多种模块(反舰、反潜或反水雷),但针对每次具体的海上作战任务,在出海行动前只能更换和使用其中一种模块;一旦海上行动临时发生变化或遇到特殊情况时,已装设的模块便因无法及时更换而将难以适应新任务的需要。因此在可预见的未来,濒海战斗舰还无法取代两栖攻击舰(因不具备装载大型武器能力)、驱逐舰(因不具备较强的防空能力)、扫雷舰(因不具备高效的扫猎雷能力)等水面舰艇,而成为未来近海海域唯一、可靠的海上作战平台。 三体船的优缺点 优点 三体船型战舰之所以备受各国的青睐,主要在于它与生俱来的优点:[2]

基于CFD的三体船水动力性能计算

基于CFD的三体船水动力性能计算 近年来,随着人们对海洋资源开发的日益迫切以及国际间领海争议的日益激烈,人们对海上运输工具——船舶提出了更高的要求。高性能船舶也越来越备受关注。 与此同时,由于计算机技术的飞速发展,计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)发展迅速。CFD由于其设计周期短、成本低、精度高等优点,近年来已逐渐成为科研人员设计新船型的主要方法。 本文基于CFD分析软件STAR-CCM+对不同构型的三体船进行了静水阻力、静水航态、波浪总阻力、零航速横摇等水动力性能的计算研究。首先,本文对不同构型的三体船进行了0.130<Fr<0.805范围内静水阻力和静水航态的数值计算。 针对不同构型的三体船,对比分析了其试验数据和数值模拟的结果,并给出了相对误差。当三体船周边出现喷溅现象时,相对误差较大;当三体船的体积傅汝德数Fr▽较高时,其航态与排水航行状态相比发生了明显的变化。 当计算工况的体积傅汝德数Fr▽较高时,应该放开三体船相应的自由度。随后,本文对不同构型的三体船进行了遭遇频率4.0rad/s<ωe<15.7rad/s 范围内波浪总阻力的数值计算。 相同航速的情况下,在某个遭遇频率范围内三体船的波浪总阻力相对较大,低于或高于这个频率范围的波浪总阻力大致相等。波浪总阻力成分的分析结果表明:造成不同构型的波浪总阻力曲线差异的主要原因是不同构型三体船间的“压阻力”曲线的变化情况不一致;遭遇频率较大或者较小时,各阻力成分(“摩擦阻力”和“压阻力”)的变化幅值均较小,即各阻力成分的数值相对稳定。

最后,本文对不同构型的三体船进行了2.5rad/s<ωe<5.6rad/s范围内零航速横摇运动的数值计算研究。数值计算结果表明:当遭遇频率频率较小时,随着遭遇频率的减小横摇运动响应因子RAO趋于某一个常数。 当遭遇频率较大时,随着遭遇频率的增大,横摇运动响应因子RAO先增大后减小;随着遭遇频率的增大,三体船的横摇运动响应因子RAO与三体船的横向受力有相同的趋势,而且其曲线对应的峰值点和拐点相同。

自制三体船模2

自制三体船模 系统总体 船体主色为黄色,船身尺寸约为360MM*220MM*110MM,主要由PVC版、塑料管、AB胶制成的一个主体船身和两个辅助船身组成。主动力电机和控制模块安装在主体船中,两个差速转弯电机各安装在辅助船身中。系统控制部分由六路要看发射与接收模块、单片机处理模块、电机驱动模块组成,见图1。系统监控部分由温度传感器、霍尔开关、单片机处理模块、液晶显示、蜂蜜器组成、见图2。

船体制作 1.船身的特点 (1)雪茄船体——细长的船体结构保证了在行驶时既有效降低了水的阻力,又减小了风阻,有利于告诉行驶。 (2)三体船结构——这样船体的结构可以保证高速行驶的稳定性,特别是在高速转弯时,能有效降低船身的倾斜,防止侧翻。 2.制作步骤 制作所需的材料有:pvc板、AB胶、6mm塑料管、5mm*2mm小轴承、黄油等。 (1)主船身、辅船身及其船身连接 根据图3所示的设计图在PVC板上用铅笔按照尺寸画好,然后用美工刀沿着三角尺切下,再用AB胶固定好。制作好三个船身后,通过在船身打孔,就可以用塑料管把三个船身连接起来,并用AB胶加固

(2)制作甲板 在PVC板上按照设计好的尺寸画好,然后用刀切下,再用AB胶固定好,图4所示是甲板正面视图,上面的造型部分可以自由发挥。图5所示是甲板背面,那个小盒子是用来安装遥控器接收模块。 (3)螺旋桨制作与安装 螺旋桨的制作方法是先在铁片上画好尺寸,然后用剪刀剪下,再用钉子打一个2mm的小孔,套上直径2mm的钢轴,最后用AB胶固定,见图6。螺旋桨是通过小轴承安装,两个小轴承套在塑料管两端,塑料管中间加入黄油,用来防水。 电机安装见图7,使用两片PVC板夹住电机平整的两个面,再用铜线邦紧,电机转轴通过橡胶套与螺旋桨轴连接。

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