高速航行

   一、滑行艇航行特点

   1、水动力特点

   滑行艇在高速航行时，艇体所受的水动力与排水状态时所受的水动力不同。它除受到静力作用外，在垂直方向还受到水动力的作用，为讨论简单起见，我们忽略有限艇宽及流体粘性和重量的影响，并假定艇体不动，水流以相对速度V_o、冲角a为流向艇体，到达艇底的水流状况如图6-5-1所示。一部分水流在艇首转折后，沿艇体以V_o向前喷出：大部分水流流向艇尾，最后到达平衡状态V_o；艇底A点为水流的分界点，流速为零，称为“驻点”，通常位于浸湿长度的4(1)处。当水流以V_o流向艇底时，驻点处流速为零，压力最大，沿首尾方向流速逐渐增大，压力逐渐减小，最后在艇首尾分别达到V_o和P_o，艇体在水流作用下，受到的水动力F可分为垂直于运动方向上的L_F和平行运动方向上的R_F。其中L_F为升力；构成艇体的运动力支承力。该分力随艇体湿表面积、艇速和冲角的变化而变化。R_F为阻力。因此，滑行艇航行时，垂直方向上的作用力有如下关系

    W=ρΔ+L_F

式中：W——游艇重量：

ρ——水的密度；

     L_F ——升力

    Δ——航行过程中的艇体排水体积。

  (1)．排水航行阶段

排水航行阶段艇速较低，升力较小，W≈ρΔ由于艇体附近流速较大，压力降低，吃水略有增加，以增大排水体积达到平衡。

  (2)．过渡阶段

此阶段艇速增加，升力增大，艇重由浮力和升力共同支承。在此阶段中，艇体上浮明显，由于艇首波系形成，首横波将艇首抬起，形成较大尾倾。

  (3)．滑行阶段  

滑行阶段船速较高，升力增大到几乎可以支承全部艇重，艇体被托离水面。由于压力中心后移，尾纵倾较过渡期小，艇体稳定在一定尾纵倾状态下滑行。一般滑行艇，在3.5°尾纵倾时为最佳滑行状态。

   2．水阻力特点

滑行艇在滑行状态时，水阻力变化较排水船舶有两点明显区别。

  (1)艇速增大，艇体被抬高，有较大纵倾角，湿面积和浸水K度减小，艇体阻力大大减小；

  (2)由于艇宽有限，艇体横向压力分布发生变化，中间最大，向两侧逐渐减小。这种压力变化导致水流横向流动，在舷侧流速达到最大，使水迅速向两舷外侧喷射。向两舷外喷射的水流所消耗的能量形成飞溅阻力。飞溅阻力在滑行船总阻力中成为主要成分。因此，滑行艇航行时的实际水阻可表达为：

  R=R_f  + R_w + R_j  + R_A  + R_a

式中：R_f ——摩擦阻力  

      R_w ——兴波阻力

R_A  ——附体阻力

R_a  ——空气阻力

  3．耐波性特点

滑行艇在无波浪的水面上航行时，能充分发挥其高速特性，但在有波浪的水域中航行时，则应适当控制艇速。当有波浪袭采时，尤其是波峰袭来时，滑行艇会出现短暂的“飞翔”现象，艇体脱离水面，推进器负荷陡然下降，波峰过后，艇体下落，因惯性作用，此时推进器负荷又陡然增加，当下一波峰到来时，又重复上面的“飞翔”与下落。这样将带来两大危害：一是推进器会发生“飞车”现象，二是拍底现象。拍底现象严重时会使艇体受损。