基本介紹
- 中文名：氣泡船
- 外文名：air cavity craft
- 要點：減小阻力
- 別稱：空氣潤滑船、氣浮船
- 歸屬學科：工程技術
- 套用領域：船舶工業
引言,發展歷程,國內外研究進展,中國攻克氣泡船技術難題,日本研製船底氣泡技術船,氣泡船軍民兩用前景廣闊,
引言
利用氣泡技術研製的氣泡船，多數採用滑行艦艇行，是高性能船型的一種。阻力可以減少20%～40%，而消耗在壓縮空氣上的功率約為總功率的3%。20世紀90年代，俄羅斯開發成功兩型氣泡船，一型是林達號內河客船，另一型是“岩羚羊”號登入船，其經濟性十分明顯，用每噸、每節航速有效載荷所消耗的功率來考核，林達號客船為4.71kW/t.kn；“岩羚羊”號登入船為4.36kW/t.kn。80年代以來，前蘇聯、法國、美國、澳大利亞、荷蘭等國把氣幕減阻技術拓展到高速船上，建造了實艇並投入航運。英國、日本、韓國等也相繼開展了研究設計工作，但未見到實船下水的報導。氣泡船在沿海遮蔽海域和內河使用，有其獨特的技術優勢。
發展歷程
早在十九世紀30年代俄國和瑞典科學家就提出構想：在運動船舶的船體外表面和水之間，引入空氣和排氣形成氣幕，可以大幅減少運動船舶總阻力。然而，這一設計思想在工程技術實踐中卻並不容易實現。因此，目前真正用於實船的僅為俄羅斯等極少數國家。
1949年底，瑞典哥德堡船模試驗池的Edstrand提出了氣膜減阻原理，但由於空氣會自由 地飄離船體表面，無法形成氣膜，試驗沒有取得成功。60年代後，各國對怎樣鎖定氣膜進行了深入研究，基本上形成了兩種思路。
第一種思路是在平底船上開設一個凹進船底的平面，四周用板材圍起來，在船底凹面內 通以壓縮空氣，使大部分氣體封存在船底，當然難免還有一小部分氣體隨船體的移動從船底邊緣逃逸出去。第二種思路是將船底下的一層薄薄的氣膜擴展成一個增壓氣室，最終將演變成側壁式氣 墊船，成為另一類高性能船型。
氣泡船與水翼艇和側壁式氣墊船相比有以下優點：日常維護保養簡單；離碼頭方便；吃水較淺；造價相對較低等。對發展我國內河和遮蔽海域的客運貨運事業有著廣闊的套用前景，特別在內河的中上游淺水航道上更有獨特的技術優勢。
發展高速氣泡船的關鍵技術是：深入探討氣幕減阻機理的理論和試驗研究工作；船在靜水和波浪航行時儘量減小氣泡的逃逸量；使氣泡（幕）均勻穩定地覆蓋在船底上；處理好氣泡對推進器的不利影響。
國內外研究進展
中國攻克氣泡船技術難題
日前我軍海軍工程大學董文才教授在氣泡船課題研究領域獲得兩項國家專利，成果經專家權威評審已達到國際先進水平，並顯示出優異的軍民兩用前景。一般而言，氣泡船的玄機藏在船底，而如何研究一種即節能、又能增速的高性能氣泡船，一直是許多國家攻關的重要課題。董文才教授在國內首次完成了氣層作用下的高速艇強制自航模型試驗研究，並建立了氣層影響下高速艇模型和實艇阻力的計算方法等，成功地掌握了實艇阻力減少25%的工程實現方法，使我國在這一領域實現了巨大的飛躍。
董教授獨闢蹊徑地開發出具有自主智慧財產權的氣泡高速艇新技術，實現了該課題跨越式發展。通過理論計算和模型試驗，針對高速滑行艇，實現了靜水、迎浪規則波及不規則波總阻力減少20%至30%的目標，解決了實際海洋環境中“瓶頸”難題，為我國製造節能高效高速實體氣泡船奠定了堅實基礎。
由武漢理工大學教授陳克強領銜的國家科技攻關“863計畫”項目——高速氣泡船船型研究已順利通過科技部驗收。該課題組對高速船微氣泡減阻的機理、氣泡產生的方式、噴氣裝置的設計、噴氣位置、噴氣量、航行姿態、氣泡對推進效率的影響等問題進行了深入研究，同時對微氣泡減阻的尺度效應等難題做了諸多探索。
據介紹，課題組成果套用實踐後，將可以降低船底表面摩擦阻力，使船舶既高速又節能，按照不同的航速、不同的船型可節能7%至30%。同時，課題組還獲得了氣泡船船型和噴氣裝置兩項實用新型專利。
日本研製船底氣泡技術船
三菱重工近日在東京宣布，將與日本郵船(NYK)合作研發船底噴射氣泡技術，期望通過“空氣潤滑系統”，降低航行時的海水阻力，降低10%二氧化碳排放量。
在日本國土交通省的資助下，三菱將以日郵旗下的日之出郵船公司營運的2艘石油供應船作為實驗品，配備噴射氣泡技術的供應船分別於今年3月31日和11月底在三菱長崎船廠建成。有關船舶屬於重負荷的特種船，配有滾裝式斜道，用於運載原油或天然氣鑽探設備的預製組件。
氣泡船軍民兩用前景廣闊
科學家普遍認為，氣泡船，由於吃水淺、能貼近海面航行，因而在時尚的“瀕海作戰”中能夠發揮重要突擊作用。同時，改進後各類船艇體積小，不易被雷達、紅外光電等設備偵察發現，所以極易遂行隱蔽作戰。而且，採用氣泡技術後，主機消耗功率小、續航力和適航性將大大增強。
氣泡船發展還顯示出良好的民用前景。它們日常維護保養簡單、離碼頭方便、造價較低廉、噪音小等，非常適於對發展我國內河和遮蔽海域的客運貨運事業，尤其在內河中上游淺水航道更具獨特優勢。由於氣泡船在相同航速、相同噸位、保持航速不變情況下，可以節省20%燃油，所以比飛機有效載荷和綜合效益還要大，顯示出良好的經濟前景。
