高性能船舶原理与设计PDF电子书下载

第1章　绪论 1

1.1 高性能船舶的基本概念及特点 1

1.1.1 高性能船舶的基本概念 1

1.1.2 高性能船舶的特点 2

1.2　船舶水动力技术与船型演变 3

1.2.1 船舶航态与船舶性能 3

1.2.2　船型演变的一般趋势及高性能船舶的种类 5

1.3　高性能船舶发展概况 6

1.4　高性能船舶航行性能的研究方法 8

1.4.1　理论计算方法 8

1.4.2　船模试验 9

1.4.3　实船试验 9

1.5 高性能船舶耐波性评估标准 11

1.5.1 正常营运限制 11

1.5.2　预定最坏条件限制 12

1.5.3　航行舒适性限制 12

第2章　高速排水型船舶与兴波阻力表达式 14

2.1　基本概念与船型 14

2.1.1　相对航速概念 14

2.1.2 高弗劳德数减阻概念 15

2.1.3　“薄船”或瘦长船概念 16

2.2　不同形式的片体组合及其兴波阻力表达式 16

2.2.1 单体“薄船”兴波阻力 16

2.2.2　双体“薄船”兴波阻力 17

2.2.3　三体“薄船”兴波阻力 19

2.2.4　四体“薄船”兴波阻力 21

2.2.5　五体“薄船”兴波阻力 23

第3章　高性能排水型单体船 25

3.1 主要性能与船型的关系 25

3.1.1 阻力性能与主要船型参数的关系 25

3.1.2　耐波性能与主要船型参数的关系 26

3.2　高速方尾排水型船的阻力性能及预报方法 33

3.2.1 方尾型船的水动力特点 34

3.2.2 苏联《方尾图谱》的应用 35

3.2.3 NPL型船系列图谱 39

3.2.4　应用回归分析法估算过渡型快艇的阻力 42

3.2.5　预报高速方尾排水型船舶阻力性能的电子方尾图谱 44

3.3　高速深V型船 46

3.3.1 深V型船的船型特征 46

3.3.2　船体V度和尾板形状对阻力的影响 47

3.3.3 深V型船与常规圆舭型船在流体动力性能上的比较 52

3.3.4　横剖面形状对耐波性的影响 54

3.3.5 半潜首对阻力和耐波性的影响 56

第4章　高速常规双体船与非对称型双体船 61

4.1 高速常规双体船的船型特征 61

4.1.1　双体船的优点 62

4.1.2　双体船的缺点 63

4.2　高速双体船的阻力特性及临界航速概念 64

4.2.1 高速双体船的阻力特性 64

4.2.2 高速双体船的临界速度和无干扰弗劳德数概念 67

4.2.3 片体间距对阻力的影响 68

4.2.4　修长系数和长宽比对阻力的影响 69

4.2.5 片体横剖面形状对阻力的影响 71

4.2.6 高速双体船兴波阻力理论公式 74

4.2.7 双体船航行升沉与纵倾变化特点 75

4.3　高速双体船阻力计算 77

4.3.1 阿尔费里耶夫高速双体船剩余阻力图谱 77

4.3.2 用NPL高速双体船试验资料估算阻力 81

4.3.3 用双体母型资料和影响系数估算双体船的阻力 85

4.3.4　用单体船图谱或试验资料估算双体船的阻力 87

4.4　常规高速双体船的耐波性 91

4.4.1　船舶耐波性研究的现状 91

4.4.2　与耐波性有关的基本概念 93

4.4.3 常规高速双体船耐波性的简化计算 100

4.5　非对称型高速双体船 114

4.5.1 非对称型双体船的特点 115

4.5.2 非对称型双体船的兴波阻力计算 115

第5章　小水线面双体船与隐身船型 118

5.1 综述 118

5.1.1 SWATH发展简史 119

5.1.2 SWATH的主要优缺点 123

5.1.3 SWATH的性能特点 126

5.2　小水线面双体船的快速性特点 130

5.2.1 SWATH阻力性能与常规船比较 130

5.2.2 SWATH耐波性与波浪中的失速 131

5.2.3 SWATH的推进性能 131

5.3　小水线面双体船船型与性能的关系 132

5.3.1 SWATH的阻力性能 132

5.3.2 SWATH的运动性能 138

5.4　小水线面双体船的船型优化和改进 143

5.5　小水线面隐身船型 145

5.5.1 隐身船概念 145

5.5.2 小水线面隐身船的性能与船型特征 147

5.5.3　舰艇隐身技术 149

第6章　穿浪双体船（WPC） 152

6.1 概述 152

6.2 WPC船型参数对性能的影响 154

6.2.1 片体的长度系数和长宽比 154

6.2.2　横剖面的选择 155

6.2.3　尾端形状 156

6.2.4 首端形状 156

6.2.5　浮心纵向位置（LCB） 157

6.2.6　干舷与储备浮力 157

6.2.7　连接桥和中央船体的形状 158

6.2.8 片体间距对性能的影响 159

6.3 WPC与相当单体船航行性能的比较 160

6.3.1 快速性 161

6.3.2　耐波性能 161

6.4　改善高速穿浪双体船航行性能的措施 163

6.5　最小兴波阻力双体船船型优化 166

6.5.1 二次型数学规划法的基本概念 167

6.5.2 用“帐篷”函数法解最小兴波阻力双体船船型优化问题 169

6.5.3　约束的标准形式 174

6.5.4　二次规划问题的解法 176

第7章　高速多体船与复合船型 185

7.1　概述 185

7.2　高速三体船船型与性能特点 186

7.3　高速三体船阻力与耐波性估算 188

7.3.1 高速三体船阻力估算 188

7.3.2　高速三体船耐波性估算 193

7.4　高速四体船 194

7.4.1 高速并列四体船 194

7.4.2 高速小水线面四体船 196

7.5　高速五体船 201

7.5.1　主—侧五体船 201

7.5.2　等片体五体船 207

7.6　高速三体船、五体船在迎／顺浪中的“参数谐振”问题 210

7.6.1 现象与安全问题 210

7.6.2　参量横摇基本概念与机理 211

7.6.3　船型对参量横摇运动的影响 213

7.6.4　减小与避免参量横摇与同步横摇的措施 217

7.7　三体船、主侧五体船与相当单体船性能比较 218

7.7.1 阻力性能比较 218

7.7.2　完整稳性比较 220

7.7.3　耐波性能比较 222

7.7.4　侧体设计的相关问题 222

7.7.5　其他有关结论 223

7.8　多体船的应用与发展前景 223

7.9　高性能复合船型 226

7.9.1 概述 226

7.9.2　动力增升体／动力增潜体型船 227

7.9.3 动力增升体型船的优点 228

7.9.4　动力增升附体船的实例与几种船型概念的设想 229

7.9.5 关于水动力学船型概念的注记 234

第8章　常规滑行艇与槽道滑行艇 236

8.1 常规滑行艇基本原理 236

8.1.1 滑行艇的受力分析与二元滑行平面 237

8.1.2 实际流体中的滑行面 239

8.2　常规滑行艇阻力性能计算 256

8.2.1 应用滑行平板资料估算滑行艇阻力 257

8.2.2　应用系列模型试验资料估算滑行艇阻力 266

8.3　常规滑行艇的运动稳定性 268

8.3.1 滑行艇的横稳性 268

8.3.2　滑行艇的纵向运动稳定条件 270

8.3.3　纵向稳定运动的界限 271

8.4　常规滑行艇的艇型特点 273

8.4.1 滑行艇主尺度及主要船型系数 273

8.4.2　滑行艇剖面形状对艇性能的影响 275

8.4.3 改善滑行艇性能的一些特殊措施 277

8.5 W型槽道滑行艇 278

8.5.1 W型槽道滑行艇的基本原理 278

8.5.2　槽道尺度对滑行艇航行性能的影响 279

8.5.3 W型槽道滑行艇的阻力计算 280

8.6 W型槽道水翼滑行艇 282

8.6.1 W型槽道水翼滑行艇的基本原理及船型特征 283

8.6.2　槽道水翼对滑行艇快速性的影响 283

8.7　单M型槽道滑行艇与多M型槽道滑行艇 287

8.7.1 M型艇的起源与船型概念 287

8.7.2 M型槽道滑行艇的技术特点 290

8.7.3 M型槽道滑行艇的基本原理 292

8.7.4 M型与W型槽道滑行艇性能的比较 294

8.7.5 M型与W型槽道滑行艇的推进性能与特点 298

第9章　水翼艇 306

9.1　水翼艇的发展 306

9.2　水翼艇的工作原理 309

9.2.1　水翼工作原理 309

9.2.2　水翼的升力 312

9.2.3 水翼的阻力 316

9.2.4　水翼浅浸效应 319

9.2.5 水翼空化现象 320

9.3　水翼系统的设计 323

9.3.1 水翼类型和水翼系统 323

9.3.2　水翼要素的确定 328

9.3.3 水翼装置的上翻和收缩 332

9.3.4　水翼结构及强度计算 333

9.3.5　水翼的自动控制 334

9.4　水翼艇的性能 337

9.4.1 水翼艇翼航状态下的吃水和阻力 337

9.4.2　水翼艇翼航状态下的稳性 340

9.4.3　水翼艇的适航性 345

9.4.4　水翼艇的操纵性 348

第10章　气垫船 350

10.1　气垫船概述 350

10.1.1 气垫船的发展过程 350

10.1.2 气垫船的类型和特点 355

10.1.3 气垫船的应用 357

10.1.4　气垫围裙 358

10.2　气垫技术的基本原理 362

10.2.1 气垫的形成与维持 362

10.2.2 气垫船的基本参数及其相互关系 363

10.2.3　早期的垫升性理论 365

10.2.4 实用的垫升性表达式 367

10.2.5　垫升功率的确定 368

10.3　气垫船的阻力 369

10.3.1 气动阻力 370

10.3.2 水动阻力 372

10.3.3 主要因素对阻力性能的影响 377

10.4　气垫船的航海性能 380

10.4.1 气垫船的稳性 380

10.4.2　气垫船的操纵性 385

10.4.3 气垫船的适航性 386

第11章　掠海地效翼船 390

11.1 掠海地效翼船发展背景 390

11.2　地效翼船的基本原理 395

11.2.1　地面效应原理 395

11.2.2　机翼的几何特征与空气动力特性 396

11.3　地面效应、水面效应与水翼浅浸效应比较 403

11.3.1 地面效应（刚性固面情况） 404

11.3.2 水面效应（机翼低速飞行时的水面情况） 405

11.3.3　水翼浅浸效应 405

11.4　地效翼船的快速性能 406

11.4.1 地效翼船阻力曲线特征与变化规律 406

11.4.2　阻力计算 408

11.5　地效翼船的关键技术——运动稳定性 409

11.5.1　纵向稳定性 410

11.5.2　地效翼船的横向稳性 413

11.6　动力增冲和动力气垫技术 414

11.6.1 动力增冲（PAR）技术与动力增冲地效翼船 414

11.6.2　动力气垫（DAC）技术与动力气垫地效翼船 415

11.7　地效翼船耐波性、操纵性与方向控制 419

11.7.1 耐波性 419

11.7.2　操纵性 421

11.8　地效翼船的经济性 422

11.9　地效翼船飞行性能设计参数 424

11.9.1 设计规格特征 424

11.9.2　发动机的安装与选择 424

11.10　地效翼船的优缺点与应用前景 425

11.10.1 地效翼船的优缺点 425

11.10.2　地效翼船的应用 427

参考文献 429