本项创新技术介绍了一种新型气垫船设计,其特点在于船体、船底气垫围裙和推进系统的集成。该气垫船底部装备有气垫围裙,内部装有多个升力风扇。推进系统位于船体顶部尾端,包含S弯进气道和推力矢量推进发动机。S弯进气道设计使得进气口与外界环境直接连通,而出气口则与发动机进气口相连。推力矢量推进发动机由发动机本体和具有反推功能的推力矢量喷管组成。这种设计使得气垫船在替换传统推进风扇后,通过推力矢量喷管实现更高的气动效率和快速响应,同时提升了机动性和隐身性能,减少了外露部件。
背景技术
气垫船,是指一种利用表面效应原理,依靠高于大气压的空气在船体与支撑面(水面或地面)间形成气垫,使船体全部或部分脱离支撑面航行的高速船舶。按产生气垫的方式,可分为全垫升气垫船和侧壁式气垫船两种。常见气垫船装以活塞发动机或燃气轮机为代表的发动机,用于产生气垫,并驱动气垫船前进。由活塞发动机或燃气轮机产生的高压空气,通过管道送入船底空腔的气室内,形成气垫托起船体,并由发动机驱动推进器(多为推进风扇),使气垫船贴近支撑面航行。气垫船航速高达60〜80km/h,其高速航行时的阻力是影响其进一步速度提高的限制。
纵观现役气垫船,其兼顾大载荷的贴近水面的高速航行能力是其受到关注的最重要优势,因此,气垫船常被用于需要将载荷快速送达的场景,如物资运输、抢滩登陆等。但是,气垫船的诸多劣势也成为限制其发展的因素。诸多劣势中,首当其冲的是其高速航行时姿态控制模糊。由于气垫船漂浮在支撑面上,支撑面对气垫船的作用很弱;再加上气垫船自重大、惯性大,常见使用推进器吹动舵面的方式难以实现其灵巧转向。其次,气垫船抢滩登陆后,难以在狭小的滩涂快速撤退。常见气垫船撤退的方式是通过推进器吹动舵面实现掉头,完成撤退;或是通过推进风扇变距,产生反向推力,从而实现撤退。但是,上述两种方式具有不同的缺点:调头难度大、时间久,而变距的方式固然可以产生反向推力,但是由于风扇变距后叶片处于非设计点工作,效率低,反向推力有限,撤退速度慢。当然,面向可能的实际应用,进一步提高负载能力并降低阻力,并考虑可能的军用场景,通过综合设计提高其隐身能力,也是气垫船未来设计、使用的迫切需求。
实现思路