地效翼船（地效飞机）及其技术PDF电子书下载

第1章 地面效应下的机翼 1

1.1引言 1

1.2海上运输和地效翼船的发展 2

1.3可选技术 3

1.3.1水翼艇 3

1.3.2侧壁式气垫船 4

1.3.3气垫船 5

1.4追求更高营运速度的地面效应 5

1.5地效翼船的一些技术术语 7

1.5.1地面效应 7

1.5.2动力气垫 8

1.5.3静力气垫 8

1.6地面效应的基本原理 8

1.7地效翼船的类型 13

1.8传统地效翼船 14

1.9动力增升地效翼船 15

1.9.1动力增升地效翼船的特性 19

1.9.2动力增升地效翼船的局限性 19

1.9.3军事应用 20

1.9.4民用 21

1.10动力气垫船 21

1.10.1动力气垫船的特性 23

1.10.2动力气垫船的应用 23

1.11动力气垫地效翼船 23

1.11.1动力气垫地效翼船的特性 26

1.11.2动力气垫地效翼船的应用 28

第2章 地效翼船的发展 29

2.1引言 29

2.2俄罗斯地效飞机的发展 29

2.2.1 KM或“里海怪物”号 36

2.2.2 UT-1 39

2.2.3“雏鹰”号与“雌鹞”号 39

2.2.4“雏鹰”号的意外事故 42

2.2.5“雌鹞”号的开发 44

2.2.6第二代地效翼船 47

2.2.7俄罗斯大型民用地效飞机的设计与研究 50

2.2.8“伏尔加”-2号 51

2.3近期小型地效翼船的设计 52

2.3.1“伊伏尔加”号 52

2.3.2“两栖星”号 55

2.4俄罗斯地效翼船技术参数汇总 55

2.5地效翼船在中国的发展 58

2.5.1中国船舶科学研究中心的动力增升地效翼船 58

2.5.2中国科技开发院的动力增升地效翼船 60

2.5.3中国船舶及海洋工程设计研究院开发的动力气垫地效翼船 60

2.6地效翼船在德国的发展 67

2.6.1串翼特种船 67

2.6.2“莱比锡”号 69

2.6.3“翱翔翼”号 71

2.7地效翼船在美国 74

2.8澳大利亚的地效翼船 77

2.8.1“海之翼”号 77

2.8.2“拉达”号 78

2.8.3“飞船”公司 79

2.9结论与评语 82

第3章 纵向力平衡和纵倾 84

3.1引言 84

3.2运行模式 84

3.3航行纵倾 86

3.4作用中心及其估算 90

3.5作用在地效翼船上力的纵向中心 90

3.5.1浮心 90

3.5.2作用在船体和侧浮体上的水动力中心 90

3.5.3气垫静压力中心 91

3.5.4地效区外单个机翼的气动力中心 91

3.5.5带首推进器的地效翼船主翼在地效区内的升力中心 92

3.5.6运行于地效区内时地效翼船的升力中心 93

3.6控制装置对船气动力中心的影响 93

3.7纵向力平衡 96

3.7.1不同运行模式的正常运行条件 96

3.7.2内部力平衡方法 98

3.7.3控制平衡方法 98

3.8地效翼船起飞过程的操控 100

第4章 垫升和低速性能 101

4.1引言 101

4.2垫升性能要求 102

4.2.1操纵和降落 102

4.2.2低速运行 102

4.2.3阻力峰速度的过渡和起飞进入地效区 102

4.2.4耐波性 103

4.3 20世纪70年代以来的动力增升地效翼船理论 103

4.4动力气垫地效翼船和动力气垫船的静垫升性能 107

4.4.1引言 107

4.4.2动力气垫船或动力气垫地效翼船的气动布局 108

4.4.3动力气垫船和动力气垫地效翼船的静垫升性能 109

4.5提高低速性能的方法 117

4.5.1可胀式气囊 120

4.5.2围裙 120

4.5.3船体和侧浮体底部上的层流涂层 122

4.5.4硬质着陆垫 122

第5章 稳定飞行气动力学 123

5.1引言 123

5.2机翼的基本原理 124

5.3机翼气动力性能试验研究 128

5.3.1符号和术语 128

5.3.2基本模型 129

5.3.3模型试验 131

5.4讨论 142

5.4.1升力 142

5.4.2阻力 143

5.4.3升阻比 143

5.4.4纵倾力矩 144

5.4.5结论 144

5.5地效翼船气动力性能 144

5.6影响地效翼船气动力性能的因素 149

5.6.1带导流叶片或喷嘴的首推进器 149

5.6.2特殊的主翼翼型 149

5.6.3展弦比 149

5.6.4其他措施 150

第6章 纵向与横向稳定性 152

6.1引 言 152

6.2力和力矩 152

6.2.1纵摇中心 153

6.2.2纵摇稳定性的设计衡准 153

6.2.3飞高稳定性的设计衡准 153

6.2.4主翼机翼和形状 154

6.2.5襟翼的影响 155

6.2.6尾翼和水平舵 155

6.2.7重心 155

6.2.8地效对平衡的影响 155

6.2.9带喷嘴或导流叶片的首推进器影响 156

6.2.10自动控制系统 156

6.3稳定性分析 157

6.4地效区内、外的纵向静稳定性 159

6.4.1飞机和地效翼船在地效区外运行的纵向静稳定性 159

6.4.2基本平衡方程 160

6.4.3机翼纵摇中心 161

6.4.4仰角纵摇中心 162

6.4.5飞高纵摇中心 163

6.4.6平衡中心的估算 165

6.5纵向静稳定性衡准 166

6.6稳定飞行中动力气垫地效翼船的横向静稳定性 169

6.6.1运行于弱地效区的地效翼船 170

6.6.2横向稳定性衡准 172

6.6.3低速横向稳定性 172

6.6.4回转时的横向稳定性 173

6.6.5动力增升地效翼船的横向稳定性 173

6.7静水上的纵向动稳定性 173

6.7.1基本假设 174

6.7.2基本运动方程 174

6.8过渡阶段的瞬态稳定性 178

第7章 静水阻力和功率 179

7.1引 言 179

7.2地效翼船阻力成分 182

7.3地效翼船起飞前的阻力 183

7.3.1阻力峰及其最小化 183

7.3.2起飞前船的阻力估算 185

7.4地效翼船起飞后的阻力 188

7.5地效翼船的功率估算 192

7.5.1基于首推进器运转模型的风洞试验结果的性能预报 193

7.5.2地效翼船总阻力的估算 194

7.5.3与水动力模型试验结果相关的 阻力预报 194

7.6静水阻力和动力配置的影响 196

7.6.1排水航行状态 196

7.6.2越主阻力峰速度（Fn = 2～4） 197

7.6.3起飞中（Fn=4.0～8.0） 197

7.6.4飞行状态 198

第8章 耐波性与操纵性 201

8.1引言 201

8.2地效翼船波浪中运动的微分方程 202

8.2.1坐标系统 202

8.2.2动力气垫地效翼船在波浪中运动的基本纵向微分方程 202

8.3耐波性模型试验 204

8.4操纵性和可控性 211

8.5地效翼船飞行控制 211

8.5.1阵风对稳态飞行的地效翼船飞行纵倾角的影响 213

8.5.2船运动的非线性分析 213

8.5.3船运动的特殊情况 216

8.5.4排水模式下的操纵 217

8.6波浪中起飞操纵 217

8.7回转性能 218

8.8强地效应区地效翼船的操纵 221

第9章 模型试验与气动——水动力模拟 223

9.1引言 223

9.2试验方法 223

9.2.1刚性地面上的静垫升试验 224

9.2.2拖曳水池中的模型试验 224

9.2.3风洞中的模型试验 224

9.2.4敞水无线遥控模型试验以及地面上的弹射模型 225

9.3地效翼船模型的缩尺规则 225

9.4地效翼船的缩尺参数 226

9.4.1雷诺数 226

9.4.2欧拉数Hq及与气垫压力比的关系 231

9.4.3风洞试验 231

9.4.4动力气垫船或动力气垫地效翼船首推进器或垫升风扇的无因次特性 234

9.4.5傅汝德数Fn 235

9.4.6韦伯数We 235

9.4.7拖曳水池模型试验的其他缩尺项目 235

9.4.8结构模拟 236

9.5缩尺衡准 237

9.6模型试验程序 238

第10章 结构设计和材料 240

10.1引言 240

10.2设计载荷 242

10.2.1排水状态载荷和起飞前载荷 242

10.2.2起飞和着陆载荷 243

10.2.3地面操纵载荷 245

10.2.4飞行载荷 245

10.2.5砰击载荷和货物装卸载荷 246

10.2.6设计方法 247

10.3金属材料 248

10.4复合材料 251

10.5疲劳、破坏极限和故障安全装置 253

10.6地效翼船结构设计概念和要点 254

10.6.1基本设计要点 254

10.6.2项目设计原则 255

10.6.3总体设计 255

10.6.4主翼的设计 255

10.6.5基本型主翼结构 256

10.6.6增升装置和操纵面 258

10.6.7主船体和上层建筑（机身） 259

10.6.8驾驶座舱和挡风玻璃 259

10.6.9鸭型翼和尾部表面 260

10.6.10桨塔和主机基座 260

10.6.11着陆设备和气垫系统 263

10.6.12超大型地效翼船组合型船体结构 263

第11章 动力装置与传动装置 265

11.1引言 265

11.2地效翼船动力装置选型 266

11.3内燃机 267

11.4涡扇／涡轴／涡桨发动机 268

11.5地效翼船应用的特殊要求 271

11.5.1船用化 271

11.5.2运行高度 272

11.6动力装置安装设计 273

11.7发动机和系统的冷却 274

11.7.1内部系统设备安装 274

11.7.2水雾 275

11.7.3发动机和系统的冷却 275

11.7.4防冰保护 277

11.8传动系统 277

11.8.1传动轴系 277

11.8.2传动 277

第12章 垫升系统和推进系统 279

12.1引言 279

12.2动力增升系统 279

12.3独立的垫升系统 283

12.4推进系统 284

12.5涡轮风扇系统 289

12.6综合垫升／推进系统 292

12.7推进器的选型和设计 293

第13章 概念设计 294

13.1引言 294

13.2地效翼船应用的一般观点 298

13.2.1技术因素 298

13.2.2营运因素 299

13.3地效翼船分支及其应用 301

13.4地效翼船初步设计 302

13.5设计程序 303

13.6地效翼船的功能指标 304

13.7设计要求 307

13.8地效翼船安全规则 310

13.8.1基本概念 310

13.8.2动力地效翼船的补充安全衡准 312

13.9建立初始构型 312

13.10总体初步设计程序 326

13.11确定地效翼船的气动力特性和水动力特性 327

13.12地效翼船的详细设计 328

词汇和符号表 329

参考文献及资源 339

参考文献 339

其他的资料 345

其他参考材料 345

后记 347