在航行器底面與運行表面(地面或水表面）之間製造一個高於大氣壓1〜5%（即100〜500千克力/米2，1千克力=9.80665牛頓）的空氣層，使得航行器脫離或部分脫離運行表面,這層被增壓的空氣層稱為“氣墊”。
基本介紹
- 中文名：氣墊
- 外文名：aircushion
在航行器底面與運行表面(地面或水表面）之間製造一個高於大氣壓1〜5%（即100〜500千克力/米，1千克力=9.80665牛頓）的空氣層，使得航行器脫離或部分脫離運行表面,這層被增壓的空氣層稱為“氣墊”。
按照氣墊的形成和維持方法，氣墊可分為周邊射流式和增壓室式兩種。周邊射流式氣墊(圖1)是用風扇驅動空氣進入氣道，由周邊的噴口噴出並拐折向外，形成射流式氣幕，使內側壓力高於外側壓力，將航行器抬升起來。氣幕依靠射流的動童變化對氣墊起封閉作用。被封閉的氣墊的壓力大小同氣幕噴射的速度，墊升高度和噴射角度有關。增壓室式氣墊(圖2)是在航行器和運行表面之間構成一個較大的氣室（增壓室),空氣經風扇驅動，進入氣室，在底部周圍泄出，氣流流過氣室後受到阻滯，空氣由動壓頭轉化為靜壓頭，產生增壓效應。氣墊壓力的大小同空氣流量、墊升高度有關。
套用氣墊的墊升原理可製造氣墊搬運平台、氣墊船和氣墊火車等。柔性圍裙裝在噴口的出口處，將使產生氣墊所需的功率大蝠下降，為實用化打開了廣闊的前景。例如柔性圍裙在氣墊船上的套用，使氣墊船從試驗研究階段過渡到工程實用階段。各種圍裙的套用，使噴口形式發生很大變化，原來無圍裙的那種噴口形式先為“火腿”式圍裙所代替(圖3)，繼而又逐漸地發展為環-節式圍裙和囊指式圍裙(圖4、圖5)。囊指式圍裙中的幾何參數，如囊指深度比、裙高與裙寬之比、噴口面積比、噴口位置等等亦因需要而異。後來又出現其他形式的圍裙，如筒形增壓室圍裙（圖6），周邊筒形圍裙（圖7）等等。
對於氣墊的流量、壓力、墊升高度以及有關幾何參數的計算，稱為墊升特性的計算。描述墊升特性的理論較多，也發表了很多的試驗資料。對於增壓室式氣墊，套用較廣的是增壓室理論。對於周邊射流式氣墊，套用較廣的是薄噴口理論和指數理論。關於圍裙問題，發展了沿壁射流理論。囊指式圍裙出現後，中國已建立起一套囊指式圍裙的墊升特性的計算公式和不平衡射流理論。
目前，對墊升性能的研究趨向是進一步降低相對墊升高度，以節省能源，並且考慮採用低囊壓比和低阻圍裙型式。此外，還著重於研究整個墊升供氣系統的特性對航行器性能的影響。對氣墊船而言，由於氣墊、圍裙的聯合作用,氣墊船的耐波性和興波特性遠較一般船舶複雜。氣墊船的興波特性會涉及船的浸濕而積、氣熱體積和泄流高度的變化，因而對阻力和耐波性均有影響。
