氣墊船是一種以高壓氣墊承受部分或全部船重的水面高性能船。其中由氣墊承受全部船重的稱為全墊升氣墊船,而氣墊僅承受部分船重的為側(cè)壁式氣墊船。全墊升氣墊船具有水陸兩棲性,可自行上岸,軍事上被用作登陸艇,攜載重型坦克實(shí)現(xiàn)超越式干登陸,是海軍強(qiáng)國(guó)的標(biāo)配。在民用方面則廣泛用于交通、海事救助、搶險(xiǎn)救災(zāi)、科研考察、航道破冰等。
為維持墊態(tài)航行,氣墊船設(shè)有獨(dú)特的圍裙氣墊系統(tǒng),并由墊升風(fēng)機(jī)提供高壓氣流吹入柔性圍裙內(nèi)形成高壓氣墊。全墊升氣墊船墊態(tài)懸浮于水面或地面之上,只能由高置的空氣螺旋槳推進(jìn);側(cè)壁式氣墊船的下部浸于水中,采用常規(guī)水螺旋槳或噴水泵推進(jìn),不能直接上岸。
本書從多個(gè)方面、多個(gè)角度圖文并茂地介紹了各國(guó)氣墊船60余年的發(fā)展及其中的典型船艇,詳細(xì)描繪了氣墊船的主體構(gòu)造、關(guān)鍵系統(tǒng)及水上漂的獨(dú)特運(yùn)動(dòng)性能與關(guān)鍵技術(shù),尤其是軍事上作為現(xiàn)代超越登陸作戰(zhàn)主裝備的全墊升氣墊船。書寫了我國(guó)氣墊船自主研發(fā)的艱辛與成果,并展望氣墊船的未來(lái)發(fā)展。
本書集知識(shí)性與趣味性于一體,可作為青少年科普讀物,也適合對(duì)氣墊船知識(shí)感興趣的讀者閱讀。
這是一本關(guān)于氣墊船的原創(chuàng)科普?qǐng)D書,從多個(gè)方面、多個(gè)角度圖文并茂地介紹了各國(guó)氣墊船60余年的發(fā)展及其中的典型船艇,詳細(xì)描繪了氣墊船的主體構(gòu)造、關(guān)鍵系統(tǒng)及水上漂的獨(dú)特運(yùn)動(dòng)性能與關(guān)鍵技術(shù),尤其是軍事上作為現(xiàn)代超越登陸作戰(zhàn)主裝備的全墊升氣墊船。書寫了我國(guó)氣墊船自主研發(fā)的艱辛與成果,并展望氣墊船的未來(lái)發(fā)展。希望本書能開闊廣大讀者的視界,擴(kuò)寬氣墊船的知識(shí)面,激勵(lì)更多青年朋友奮發(fā)圖強(qiáng),投身到氣墊船的事業(yè)中,在實(shí)現(xiàn)我國(guó)氣墊船之夢(mèng)的生動(dòng)實(shí)踐中放飛青春的夢(mèng)想。
國(guó)之重器艦船科普叢書由中國(guó)船舶與海洋工程設(shè)計(jì)研究院和上海市船舶與海洋工程學(xué)會(huì)組織,由眾多一線船舶總設(shè)計(jì)師和船舶設(shè)計(jì)、制造科研人員等編寫,內(nèi)容包括中國(guó)軍用和民用艦船主要船型共20種,如航空母艦、海洋平臺(tái)、科考船等,突出其淵源、分類、構(gòu)造、關(guān)鍵設(shè)備、人物事跡、發(fā)展歷程、趨勢(shì)等,力求原創(chuàng)、科學(xué)、新穎、生動(dòng),全面展示新中國(guó)成立70年來(lái)中國(guó)艦船事業(yè)發(fā)展所取得的成就,展現(xiàn)中國(guó)自主研發(fā)、建設(shè)海軍的歷程。打造以全面提升國(guó)民國(guó)防觀念和科學(xué)文化素養(yǎng)為目標(biāo)的大型科學(xué)文化傳播工程,弘揚(yáng)科學(xué)精神和國(guó)防精神,激發(fā)國(guó)民的愛國(guó)熱情,使國(guó)民關(guān)心和熱愛支持我國(guó)的國(guó)防建設(shè)、艦船事業(yè)建設(shè),更好地為我國(guó)國(guó)防和軍隊(duì)現(xiàn)代化建設(shè)、艦船事業(yè)發(fā)展服務(wù)。
本叢書被列為中國(guó)科普作家協(xié)會(huì)國(guó)防科普委員會(huì)推薦圖書。
在高性能船家譜中,有一種船的船體周邊全部或部分用圍裙封閉,利用大功率墊升風(fēng)機(jī)將空氣吹入船底,空氣在船底與水面之間形成氣墊,托升船體至懸浮狀態(tài),人們稱這種船為氣墊船或騰空船。
氣墊船全部或局部脫離水面航行,大大減小了船體航行的阻力,獲得了普通排水型船舶難以達(dá)到的高航速;加之其穩(wěn)性和耐波性俱佳,又可在海上、江河、淺灘、急流、草地、沙灘、冰雪等復(fù)雜環(huán)境下自由航行,且不需碼頭?浚猛緩V泛,軍民皆宜。
氣墊船,尤其是全墊升氣墊登陸艇的出現(xiàn)大幅拓展了世界上可登陸岸線范圍,增加了登陸作戰(zhàn)的維度,縮短了航渡時(shí)間與暴露于灘頭炮火覆蓋區(qū)域的時(shí)間,并可輸送主戰(zhàn)裝備登陸至一定縱深范圍內(nèi),增大了防守難度,是兩棲登陸、奪島戰(zhàn)、特種作戰(zhàn)的利器,深受軍事強(qiáng)國(guó)的青睞。同時(shí)由于其基本懸浮在運(yùn)行表面之上可高速航行的特點(diǎn),軍民兩用性好,廣泛用于交通、搶險(xiǎn)救災(zāi),深受世界各國(guó)的歡迎。
本書針對(duì)氣墊船的基本原理、中外發(fā)展、墊升與運(yùn)動(dòng)性能,不同種類氣墊船的特點(diǎn)與作用、推進(jìn)墊升系統(tǒng),航行特性與超越登陸作戰(zhàn)應(yīng)用,總體設(shè)計(jì)、試驗(yàn)與建造,以及未來(lái)氣墊船的發(fā)展,做了深入淺出的介紹。
本書著重介紹了我國(guó)氣墊船研制人員在20世紀(jì)50年代與世界其他國(guó)家同步開展了氣墊技術(shù)的應(yīng)用及氣墊船的開發(fā)。1957年,我國(guó)研制了第一艘全墊升氣墊船并成功進(jìn)行了長(zhǎng)航試驗(yàn)。60多年來(lái),我國(guó)氣墊船研制人員不忘科技強(qiáng)國(guó)、科技強(qiáng)軍的初心,堅(jiān)持科技創(chuàng)新,攻克了氣墊船諸多關(guān)鍵技術(shù),先后設(shè)計(jì)建造了多種軍用氣墊登陸艇,成為人民海軍裝備的利器。與此同時(shí)設(shè)計(jì)建造了一批適應(yīng)沿海島嶼、金沙江急流淺灘交通運(yùn)輸?shù)臍鈮|船。
氣墊船研究設(shè)計(jì)專家馬濤研究員參與了本書的編寫,親自撰寫、修改了有關(guān)章節(jié)。
本書意在普及氣墊船科技知識(shí),引發(fā)讀者對(duì)高性能氣墊船的興趣,關(guān)心氣墊船科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和海軍武器裝備建設(shè)。
作 者
2019年7月
張宗科,上海交通大學(xué)畢業(yè),研究員。從事高性能船舶的研發(fā)設(shè)計(jì)。曾擔(dān)任多型船專業(yè)主任設(shè)計(jì)師、副總設(shè)計(jì)師。發(fā)表論文多篇,研發(fā)產(chǎn)品獲國(guó)防科技進(jìn)步二、三等獎(jiǎng)。
衛(wèi)琛喻,上海交通大學(xué)動(dòng)力機(jī)械專業(yè)博士,高級(jí)工程師。主攻輪機(jī)專業(yè),從事高性能艦船的研發(fā)設(shè)計(jì),發(fā)表論文多篇,曾擔(dān)任多項(xiàng)產(chǎn)品專業(yè)設(shè)計(jì)師。所研發(fā)設(shè)計(jì)產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)被評(píng)為上海科技系統(tǒng)青年突擊隊(duì)。
趙曼莉,江蘇科技大學(xué)畢業(yè),研究員。長(zhǎng)期從事高性能船舶研發(fā)設(shè)計(jì)工作。曾擔(dān)任多型艦船專業(yè)主任設(shè)計(jì)師及科研課題負(fù)責(zé)人。發(fā)表多篇論文,曾獲省部科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)多項(xiàng)。
第1章 這是一艘騰空的船 / 1
船舶中的飛毛腿高性能船 / 3
高性能船中的磁浮列車氣墊船 / 6
起源與發(fā)展氣墊船的前世今生 / 9
第2章 氣墊船家族與用途 / 15
氣墊船的分類 / 16
氣墊船的用途 / 23
第3章 超越登陸作戰(zhàn)之神器 / 37
超越登陸現(xiàn)代登陸作戰(zhàn)經(jīng)典模式 / 38
氣墊船的座駕 / 41
氣墊船編隊(duì)與沖灘登陸 / 45
第4章 氣墊船的船體構(gòu)造與關(guān)鍵系統(tǒng) / 51
船體結(jié)構(gòu) / 54
推進(jìn)墊升系統(tǒng) / 67
船舶系統(tǒng) / 77
電力系統(tǒng) / 79
第5章 氣墊船的運(yùn)動(dòng)性能與關(guān)鍵技術(shù) / 87
興波阻力峰 / 88
垂向失穩(wěn) / 91
操控失穩(wěn) / 96
復(fù)雜的氣固液耦合動(dòng)力學(xué)世界難題 / 100
第6章 我國(guó)氣墊船的發(fā)展 / 107
我國(guó)第一艘氣墊船 / 108
氣墊船研試全面展開 / 112
進(jìn)入實(shí)用階段的氣墊船 / 119
我國(guó)氣墊船的理論發(fā)展 / 124
科研道路上的荊棘
氣墊船試驗(yàn)遇險(xiǎn)故事 / 127
氣墊船科研團(tuán)隊(duì)代表 / 130
第7章 國(guó)外主要國(guó)家的氣墊船 / 135
英國(guó)氣墊船 / 136
美國(guó)氣墊船 / 141
蘇聯(lián)/俄羅斯氣墊船 / 151
法國(guó)氣墊船 / 158
其他國(guó)家氣墊船 / 160
第8章 氣墊船的未來(lái)發(fā)展 / 167
參考文獻(xiàn) / 176
后記 / 179