我国有大型超高速侧壁式小气垫船船的研制技术吗?

  小气垫船船是利用高压空气茬船底和水面(或地面)间形成小气垫船使船体全部或部分垫升而实现高速航行的船。

  小气垫船是用大功率鼓风机将空气压入船底丅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。

  19世纪初已有人认识到把压缩空气打入船底下可以减少航行阻力,提高航速1953年,英国人C.库克雷尔创立小气垫船理论经过大量试验后,于1959年建成世界上第一艘小气垫船船横渡英吉利海峡取得成功。1964年以后小气垫船船类型增多,应用日益广泛目前多用作高速短途客船、交通船、渡船等,航速可达60~80海里/小时

  小气垫船船的缺点是耐波性较差,在风浪中航行失速较大小气垫船船船身一般用铝合金、高强度钢或玻璃钢制造;动力装置用航空发动机、高速柴油機或燃气轮机;船底围裙用高强度尼龙橡胶布制成,磨损后可以更换

  小气垫船船按航行状态分为全垫升小气垫船船和侧壁式小气垫船船两种。

  是利用垫升风扇将压缩空气注入船底与支承面之间形成"空小气垫船",使船体全部离开支承面的高性能船,英国制造的世界苐一艘小气垫船船即为全垫升式

  全垫升小气垫船船采用空气螺旋桨推进,航行时船底离开水面因此具有独特的两栖性和较好的快速性。在军事上小气垫船艇是最理想的登陆作战运输装备,它的高航速、两栖性大大提高了上陆抢滩速度增大了战术突然性,有利于仩得去突得破。垫升式小气垫船船不但可在冰雪、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、抢險救灾等任务。

  由于全垫升式小气垫船船具有良好的通过性受潮汐、水深、雷障、登陆障碍及近岸海底坡度、底质的限制小,因而鈳在全世界70%以上的海岸实施登陆作战(排水型登陆艇只能在全世界17%的海岸线登陆)另外,这种登陆小气垫船船在战斗装载的情况下仍鈳以30~40节甚至更高的航速航行,大大缩短了登陆部队暴露于敌岸防火力下的时间加快了上陆速度,提高了登陆部队的安全性

  目前,媄国海军的新型全垫升式小气垫船登陆艇LCAC小气垫船登陆艇最为先进LCAC小气垫船登陆艇服役后,与各种登陆舰先后进行了协同试验它可依靠自身动力和操纵自由进出各种登陆舰船坞。海湾战争中LCAC艇参加了作为两栖佯动的"雷击临近"大型演习。目前俄罗斯拥有世界上最庞大嘚小气垫船登陆艇编队。

  这种小气垫船船的船底两侧有刚性侧壁插入水中首尾有柔性围裙形成的气封装置,可以减少空气外逸航荇时,利用专门的升力风机向船底充气形成气腔使船体飘行于水面。它常选用轻型柴油机或燃气轮机作为主动力装置用水螺旋桨或喷沝推进,航速可达20~90节;有较好的操纵性和航向稳定性但不具备两栖性。由于这种小气垫船船气腔中的空气不易流失托力比全垫升式大,而且功率消耗小适合建造大型船只,因而其军用价值颇受各国海军重视认为它比全垫升式小气垫船船更有发展前途,美国海军甚至稱这是"水面舰艇发展吏上的一次重大革命".特别是近年来随着围裙寿命提高、造价下降和水下更换围裙技术的进展,以及小气垫船系统采鼡航行控制装置它在波浪中的摇摆性能又大为改善。现代侧壁式小气垫船船的刚性侧壁已发展为细长的两个船体兼有高速双体船的优點,又称小气垫船双体船或表面效应船(SES)是一种发展非常迅速的船型。

  1985年苏联海军建造了世界上第一艘用作导弹护卫舰的侧壁式小气垫船船"海狮"号。目前除俄罗斯之外,挪威、西班牙分别研制了排水量370吨的用作水雷对抗艇和反潜轻型护卫舰的表面效应船美国海军在一系列实验成功的基础上,正在着手研制较大型的侧壁式小气垫船船如3000吨级的导弹驱逐舰等。

  中国小气垫船船的发展已不仅僅限于大型的小气垫船船小型民用的小气垫船船也获得了极大的发展。

  目前国内的不少小气垫船船都是与国外合作生产的轻型小氣垫船船。新翰崴科技与美国Neoteric公司合作将该公司的小气垫船船在美国生产后,引入中国为国内的小气垫船船市场多了个选择。

  中國小气垫船船的发展从50年代后期起,中国即着手小气垫船技术的应用研究以及小气垫船船的开发40多年来,在小气垫船技术方面通过原理研究、模型试验、中间试验和试用,已基本掌握了全垫升式和侧壁式小气垫船船技术进入实用化型号的研制和应用阶段。小气垫船技术的开发和应用适应了军民特种需要,为船舶在特定环境(如浅水急流、江河上游险滩、沼泽地带、浅海滩涂、河口近岸和冰雪地区)的航行以及两栖登陆等创造了条件

  小气垫船船--研制与生产

  为推进小气垫船技术应用于船舶的开发工作早日实用化,1980年5月国務院国防工办主持召开了第二次全国小气垫船技术专业会议。会议认为中国的小气垫船技术所以长期停留在试验和试用艇阶段,主要是甴于缺乏适用的动力设备系统以及艇体与柔性围裙材料不配套。鉴于科研经费有限故需先从研制小型、内河用小气垫船艇开始,逐步姠河口、沿海用中型艇实用化过渡1982年10月又召开了第三次小气垫船技术专业会议,检查研究向实用化过渡中发生的困难和问题进一步统┅思想,加强领导提出解决问题的措施和办法。在改革开放政策的指导下有关部门引进国外先进技术和设备,经过五年的努力主要關键器材设备得到基本解决,小气垫船艇的开发事业终于进入实用化阶段

  (一)内河用侧壁式喷水推进小气垫船客艇

  80年代初,仩海船舶运输科学研究所与安徽省水运科学研究所合作设计WD401内河侧壁式喷水推进小气垫船艇由巢湖船厂建成并小批量生产。该艇总重16吨有40个客位,航行吃水0.45米航速达32千米/小时,具有良好的经济性

  1981年,708研究所对717-A型艇进行第二次改装命名为717-C型艇,后以此为原型艇为重庆轮船公司设计、建造了载客54名的717-2型艇"岷江"号,为重庆轮渡公司设计、建造了载客70名的717-3型艇两艇航速分别为 46.9千米/小时和44千米/小时,客舱噪声在75分贝左右建成后均在重庆营运,从1984年10月起连续服务数年平时由重庆到泸州单程249千米,夏季到宜宾单程372千米只需6小时到8尛时30分,大大缩短了运行时间

  (二)港湾河口用侧壁式小气垫船客艇

  1980年,天津市委托708研究所设计并由大沽船厂建造港湾用侧壁式小气垫船旅游艇"津翔"号该艇用耐蚀铝合金建造,推进用2台12V150ZC型高速柴油机垫升用1台12V150ZC型主机,总功率880千瓦1983年到1985年,该艇曾在上海至南通线试营运机械设备可靠,围裙寿命达600小时各项机件正常,但在三级海况航行时耐波性欠佳   1985年,708研究所在719-l原型艇的基础上设計了719-2型"鸿翔"号侧壁式小气垫船渡船,由中华造船厂试制1987年冬交付使用。该船总重123.5吨采用3台进口的 TBD234V16高速柴油机作为主机,航速44~50千米/小时载客258名,用于上海到崇明的短途客运使航渡时间从原来两小时缩短至四十五分钟。实船营运表明其性能稳定,飞升、推进动力装置鈳靠围裙寿命已适应营运要求,是实用化的船型之一

  (三)小型全垫升式"小气垫船吉普"

  为了在沼泽、滩涂、淤泥等一般车、船难以到达的地区使用,大港油田指挥部委托708研究所研制可用火车运载的小型全垫升式"小气垫船吉普".该艇系用耐蚀铝合金做艇体配用2台汽车汽油机,功率为2×44千瓦采用导管螺旋桨和囊指型围裙,总重2.6吨可载客8名。用户使用后续订4艘。为了减少主机故障率和桨叶颤振该艇后改用进口的道依茨(Deutz)风冷高速柴油机。该改型艇(7201型)由杭州东风船厂和芜湖造船厂小批量生产先后已建造17艘,交付有关军區、人民武装部、黄河水利委员会和大港油田等用户使用1987年,河南省旅游局委托708研究所设计、上海飞机制造厂建造用于黄河旅游的7212型全墊升式小气垫船船该船于1989年建成,命名为"郑州"号总重10.3吨,载客33名采用3台道依茨BF6L913C风冷柴油机(1台用作垫升动力,2台用作推进动力)叧外配有2只导管空气螺旋桨,分置于尾部左右该船是用于开发黄河旅游资源的实用型小气垫船船。

  (四)沿海全垫升式小气垫船交通艇和登陆艇

  1983年应军事需要,708研究所与沪东造船厂共同负责改装716型全垫升式小气垫船交通艇其主机改用3台进口的道依茨高速风冷柴油机,总功率950千瓦艇体适当加长,改用导管螺旋桨重新设计了垫升、推进系统和围裙。1984年到1985年该艇经反复调试、试航和整修并改善轴系和空气螺旋桨后,各项技术性能均达到实用要求1988年夏曾航渡南海诸岛,供训练使用

  1983年,409型燃气轮机研制成功每台功率2205千瓦,燃用轻柴油满足实用要求。708研究所在722原型艇的基础上采用409型机作动力,设计了沿海中型全垫升式小气垫船登陆艇722-2型为提高围裙壽命,改善耐波性能该艇改用低阻响应围裙;为提高船体结构耐海水腐蚀能力,采用了新研制的镁铝合金该艇配备2台 409型燃气轮机,同軸分支驱动风扇和导管空气螺旋桨燃气轮机动力装置应用于小气垫船艇,需攻克诸如机、桨联合控制、进气过滤、排气引射和低工况航荇等技术关键为此,单机在制造厂试车台空负荷试验成功交货后又进行了模拟小气垫船船具体条件的各种陆上联调联控试验,以及变笁况与机、桨联合控制等性能测定1986年,动力装置陆上各项模拟试验成功1987年装船;1988年,大沽船厂建成小气垫船登陆艇并开始试航;1989年海上及两栖登陆试验获得成功,后即交付使用这是中国小气垫船船技术跨入实用化阶段的一项重要标志。

  (五)小气垫船技术在其咜方面的应

  用   小气垫船技术在其它方面的应用已有新的进展1981年黑龙江省水运研究所与上海船舶运输科学研究所共同设计的200吨级尛气垫船分节驳船,在低速运行时有一定减阻效果起到节能作用。又如上海船舶修造厂于80年代初利用非自动式小气垫船平台将该厂制造嘚低速重型船用柴油机整机运至码头趸船再如为运送石油勘探、开采所需的重型器材设备通过滩涂、沼泽及潮湿等地区,708研究所设计了低速自航小气垫船平台总重 80吨,有效载荷35吨装2台轻12V180柴油机,额定功率各为 660千瓦1985年由杭州东风船厂建成并交天津大港油田使用。

  (六)关于小气垫船船军事应用的建议

  大家知道我军现役的072系列(072-Ⅱ/Ⅲ/Ⅳ)坦克登陆舰存在一定的不足:即使在离岸20千米处放下两棲坦克,以现有63A的13.5千米/小时的水上速度要花约90分钟时间才能上岸,这么长的时间暴露在敌人的炮火下对登陆部队来说是极其危险的而苴也失去了登陆作战的突然性。因此在未来的登陆作战中,速度快的小气垫船船可能充当重要角色但是,从前面的介绍可以看出中國现阶段的小气垫船船吨位较小,运载量少航速较低,远不能满足未来登陆作战的需求要在短期内研制出吨位大、航速快、由海岸到海岸的大型小气垫船船并非易事。在军事应用方面笔者认为有必要从俄罗斯引进大型小气垫船登陆舰--"鹳"级和"贼鸥"级。

  如果引进俄罗斯的"鹳"级或"贼鸥"级小气垫船登陆舰就可以在短时期内实现"从海岸到海岸"的快速、高效的登陆作战。"鹳"级小气垫船登陆舰标准排水量220吨滿载排水量298吨,装载能力为80吨可装载4辆轻型坦克加上50名士兵,或2辆中型坦克加上200名士兵或3辆装甲人员输送车加上100名士兵。最高航速达70節舰体长43.7米,宽17.08米主要武器装备为两座AK-630M防空速射火炮。"贼鸥"级全长57.6米宽25.6米,据称是世界上最大的小气垫船军舰排水量550吨,装载能仂130吨可载3辆主战坦克(如T-80B坦克),或8辆BMP-2步兵战车或10辆BTR-70装甲运兵车加上230名士兵。"贼鸥"级航速为60节主要武器为2座AK-630舰炮和2座可伸缩式122毫米吙箭发射装置,此外还可设两条雷轨该级舰设计有一个船首和一个船尾坡道板,用于卸载快速登陆部队和作战物资

  引进"鹳"级和"贼鷗"级的优越性是很明显的。以台海为例最窄处仅130千米左右,也就是说只要一个多小时就可以横渡海峡如果利用10艘"鹳"级小气垫船登陆舰,仅一个波次就可以运送大约20辆96式或98式主战坦克、或是1500名陆战队员到达登陆地点如果换成"贼鸥"级的话,一个波次就可以运送约30辆96式或98式主战坦克或是3600名陆战队员,而且由于其速度快体积相对小,防空火力也不弱在类似台湾海峡这种高危性海域,其生存力自然远远高於万吨级的大型两栖登陆舰在未来的登陆作战中,"鹳"级和"贼鸥"级小气垫船登陆舰编队可以充当第一梯队首先冲岸建立桥头堡;再配合夶量的072-II/III/IV型坦克登陆舰作为第二梯队巩固阵地;其他的民用船只和运输舰则作为第三梯队,负责运送大量的装备和物资上岸   当然,近姩来中国并没有放弃对小气垫船船的研究工作尤其是对大型小气垫船船军事运用的研究一刻也没有停止过。相信不久的将来国产大型尛气垫船登陆舰定会研制成功并公开亮相。

我第一次在视频中看到小气垫船船的时候它的高航速给我留下了深刻的印象。我一直以为小气垫船船底部黑黑的东西是一个“大轮胎”其原理像很多人用轮胎和脚盆莋的“简易船”一样,利用轮胎产生浮力而唯一不同的是,它多了一个风扇来产生推力在很长一段时间里,“大轮胎”加风扇是我对尛气垫船船的印象直到我后来学了船舶专业(轮机工程),才知道小气垫船船的原理和我小时候想象的完全不同

小气垫船船是利用大功率鼓风机将空气压入船底下,再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使高压空气在船底和水面或地面间形成小氣垫船,让船体全部或部分垫升接着再利用喷气、喷水、螺旋桨(空气桨或水桨)等相关推进器推动船舶前进。因为小气垫船的存在從而大大减小了船体航行时的阻力,所以能实现船舶的高速航行

显然我们从小气垫船船的原理知道了,小气垫船船底部的不是大轮胎洏是围裙。

小气垫船船按航行时的状态可分为全垫升小气垫船船和侧壁式小气垫船船两种

全垫升小气垫船船是利用垫升风扇(鼓风机)將空气注入船底,使船体与支承面之间形成“空小气垫船”让船体完全离开支承面。全垫升小气垫船船因为船底离开支承面又采用空氣螺旋桨推进,所以不光可以在水面航行还能在冰面、沼泽地、礁滩、甚至陆地航行,因此具有独特的两栖性和较好的快速性

侧壁式尛气垫船船的船底两侧有刚性侧壁插入水中,首尾有柔性围裙形成的气封装置来限制空气外逸。航行时利用专门的升力风机向船底充氣形成气腔,使船体飘行于水面侧壁式小气垫船船因为两侧有刚性侧壁,所以其不具备两栖能力但又因为刚性侧壁的存在,使其有更恏的操纵性和航向稳定性所以其最高航速能达到90节,因此具有较好的快速性

自英国在1959年制造出世界上第一艘小气垫船船以来,小气垫船船的应用价值就得到了的各国的关注继而不惜耗费巨资进行大量的研究。发展至今小气垫船船已成了全世界实际应用最多的高性能艦船。

关于小气垫船船具有哪些应用价值还要从军用和民用两个方面来看。

在军事领域因为小气垫船船有着不错的两栖性和较好的快速性,所以非常适合发展成两栖登陆作战运输装备(全垫升小气垫船船)及超高航速的大型水面作战舰艇(侧壁式小气垫船船)

在民用領域,因为小气垫船船不错的通过性和快速性所以非常适合发展成特种救援装备和高速客船。

因为之前在网上看到有网友疑惑:大型小氣垫船船有什么技术难点为何我国要去国外引进?所以最后和大家简单聊一点小气垫船船的关键技术

小气垫船船因为能高速航行于水氣界面,是介于造船与航空两个行业之间的边缘学科所以其比单一学科有着更多的复杂性。一般来说小气垫船船的关键技术有一下这些:垫升与推进技术、在水中的浮态与稳性、在空气中的垫升静稳性与动稳性、小气垫船力与水动力响应、操纵性、结构与强度、围裙系统嘚气弹与水弹响应、小气垫船分割与流道系统响应等等

中国从国外引进的小气垫船船

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作者:小船人的梦想 2019年3月25号

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