全垫升气垫船航向稳定性研究 被引量：5

1

作者 王成龙 边信黔 +1 位作者 付明玉 施小成 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2009年第1期73-78,106,共7页

通过对扰动运动方程的分析得到了船舶航向稳定性衡准数的计算公式,并计算了某型全垫升气垫船的航向稳定性衡准数;建立了基于船模试验数据的某型气垫船的运动仿真模型,通过舵角干扰和螺旋操纵仿真试验研究了其航向稳定性。研究结果表明,... 通过对扰动运动方程的分析得到了船舶航向稳定性衡准数的计算公式,并计算了某型全垫升气垫船的航向稳定性衡准数;建立了基于船模试验数据的某型气垫船的运动仿真模型,通过舵角干扰和螺旋操纵仿真试验研究了其航向稳定性。研究结果表明,全垫升气垫船在低航速时不具有航向稳定性,在高航速时具有直线运动稳定性,并且航向稳定性随着航速的增高而增强。 展开更多

关键词 全垫升气垫船 船舶操纵性 航向稳定性

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全垫升气垫船4自由度操纵性 被引量：11

2

作者 卢军 黄国樑 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期216-220,共5页

建立了全垫升气垫船的4自由度操纵运动数学模型,用风洞试验来测量空气动力、螺旋桨力和舵力,用水平面平面运动机构进行约束模型试验来测量水动力,试验中变化了速度、漂角、摇首角速度和横倾角.对操纵性进行模拟计算的结果表明:全垫升气... 建立了全垫升气垫船的4自由度操纵运动数学模型,用风洞试验来测量空气动力、螺旋桨力和舵力,用水平面平面运动机构进行约束模型试验来测量水动力,试验中变化了速度、漂角、摇首角速度和横倾角.对操纵性进行模拟计算的结果表明:全垫升气垫船的回转轨迹是一条逐渐向内收缩的螺旋线;操固定舵角回转是比较危险的,在舵角较大时就容易产生甩尾;风对回转的影响很大,在顺风速度很大时气垫船不能转向. 展开更多

关键词 全垫升气垫船 4自由度操纵性 模型试验

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全垫升气垫船的航向稳定性 被引量：8

3

作者 卢军 黄国樑 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期914-918,共5页

建立了全垫升气垫船的4自由度操纵运动数学模型.采用水平面平面运动机构进行约束模型试验来测量气垫船的水动力,试验中改变了速度、漂角、摇首角速度和横倾角;用风洞试验来测量气垫船的空气动力,试验中改变了漂角和螺旋桨的推力.对直航... 建立了全垫升气垫船的4自由度操纵运动数学模型.采用水平面平面运动机构进行约束模型试验来测量气垫船的水动力,试验中改变了速度、漂角、摇首角速度和横倾角;用风洞试验来测量气垫船的空气动力,试验中改变了漂角和螺旋桨的推力.对直航和斜航的航向稳定性进行了计算.计算结果表明,全垫升气垫船的航速越高,航向稳定性越好,在越峰前不具有航向稳定性;逆风对于航向稳定性是有利的,顺风则不利. 展开更多

关键词 全垫升气垫船 4自由度 模型试验 航向稳定性

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全垫升气垫船控制研究综述 被引量：9

4

作者 于亦凡 刘军 周祥龙 《舰船科学技术》 北大核心 2012年第9期11-15,共5页

介绍了气垫船的性能、特点及国内外的发展概况;对比分析了2种类型气垫船(全垫升式气垫船、侧壁式气垫船)的主要性能及其主要应用范围;介绍了全垫升气垫船、侧壁式气垫船综合控制研究现状;简要介绍了全垫升气垫船水平运动控制、升沉运动... 介绍了气垫船的性能、特点及国内外的发展概况;对比分析了2种类型气垫船(全垫升式气垫船、侧壁式气垫船)的主要性能及其主要应用范围;介绍了全垫升气垫船、侧壁式气垫船综合控制研究现状;简要介绍了全垫升气垫船水平运动控制、升沉运动控制方法;展望了全垫升气垫船的应用前景及所带来的社会效益;分析了市场对气垫船的需求及其推广的可行性。 展开更多

关键词 全垫升气垫船 空气外部动力学 流体外部动力学

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典型工况下的全垫升气垫船总强度评估方法 被引量：3

5

作者 李明 刘宁 +1 位作者 卓奉暄 王奎民 《舰船科学技术》 北大核心 2019年第1期7-13,共7页

全垫升气垫船是一种特种的高性能船舶,具有优越的适应性与快速性,由于其特殊的运行方式和使用需求,使得它们的结构形式多样、内部结构层次繁多,目前还没有一套完全成熟的规范和准则来评估气垫船结构强度,且单纯依靠规范计算进行气垫船... 全垫升气垫船是一种特种的高性能船舶,具有优越的适应性与快速性,由于其特殊的运行方式和使用需求,使得它们的结构形式多样、内部结构层次繁多,目前还没有一套完全成熟的规范和准则来评估气垫船结构强度,且单纯依靠规范计算进行气垫船结构设计亦很难满足其结构强度要求。本文根据全垫升气垫船结构特点,针对其垫升航行和排水航行2种典型运行状态,在对气垫船载荷分量的确定方法及加载方式分析的基础上,通过基于等效设计波法的直接计算法对气垫船总强度校核方法进行研究,为全垫升气垫船总强度评估提供了有效的技术支撑。 展开更多

关键词 全垫升气垫船 垫态航行 排水航行 总强度评估

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全垫升气垫船安全航行控制技术研究综述 被引量：7

6

作者 王元慧 王晓乐 王成龙 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1475-1486,共12页

全垫升气垫船是一种具有两栖性的高性能船舶,因其独特的两栖性和高速性被广泛应用于民用和军事领域。由于其特殊的气垫围裙结构,船体可以脱离于航行表面,航行阻力极小,因此会导致其操纵性和安全性比普通水面船差。尤其在垫态高速航行时... 全垫升气垫船是一种具有两栖性的高性能船舶,因其独特的两栖性和高速性被广泛应用于民用和军事领域。由于其特殊的气垫围裙结构,船体可以脱离于航行表面,航行阻力极小,因此会导致其操纵性和安全性比普通水面船差。尤其在垫态高速航行时,气垫船缺少足够的向心力和横向力,会涉及失速、低头埋艏、侧漂翻船、高速甩尾等问题。因此针对全垫升气垫船安全航行控制问题,开展其安全航行控制理论与方法研究有着重要的军事意义和民用价值。本文介绍了全垫升气垫船的主要性能和国内外发展概况和全垫升气垫船运动数学模型建立及研究发展;最后归纳总结国内外关于全垫升气垫船安全航行控制技术的研究,分类介绍控制策略发展现状,并讨论全垫升气垫船安全航行技术未来发展方向和趋势。指出未来气垫船安全航行控制将以实现气垫船多功能、智能化、无人化等为目标,在保证气垫船航行安全的前提下实现气垫船自动控制和管理。 展开更多

关键词 海洋工程 全垫升气垫船 数学模型 航行控制 控制系统 运动控制 技术发展 安全航行

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全垫升式气垫船柔性围裙气囊模态特性研究

7

作者 韦俊宏 袁昱超 唐文勇 《振动与冲击》 北大核心 2025年第9期153-160,178,共9页

为了解全垫升式气垫船柔性围裙气囊充气成型后的振动特性及动态响应行为,采用控制体积法模拟围裙气囊充气成型过程,使气囊达到充气平衡状态。基于此动态平衡状态,考虑充气预应力对气囊固有振动特性的影响,对气垫船三维围裙气囊结构进行... 为了解全垫升式气垫船柔性围裙气囊充气成型后的振动特性及动态响应行为,采用控制体积法模拟围裙气囊充气成型过程,使气囊达到充气平衡状态。基于此动态平衡状态,考虑充气预应力对气囊固有振动特性的影响,对气垫船三维围裙气囊结构进行模态分析,求解气囊固有频率与振型。针对复杂的整体模态,根据空间特征解耦为轴向模态与面内模态,分析解耦后模态的振动特性,并重新进行组合。低阶轴向模态和面内模态均表现出充气结构的整体刚度特性,高阶轴向模态反映局部振动特性,高阶面内模态呈现复杂的“花瓣形”;将轴向模态和面内模态进行组合,得到气囊振型定性描述的模态数据库;2~6 Hz频率区间内,以整体振型为主,6~10 Hz频率区间内,模态耦合复杂,振型较难区分,轴向模态和面内模态半波数相同的振型,会同时存在两种面内模态形式。研究结果可为气垫船围裙气囊动态响应特性研究提供有益的参考。 展开更多

关键词 全垫升式气垫船 柔性围裙气囊 含预应力薄膜 控制体积法 模态特性分析

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基于强化学习自抗扰的气垫船进坞控制策略 被引量：1

8

作者 王元慧 张峻恺 吴鹏 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第7期1340-1348,共9页

针对全垫升气垫船进坞过程出现的误差较大、速度较慢及易发生碰撞等问题,本文采用强化学习中的确定性策略梯度算法优化非线性自抗扰控制器设计的方法,并将优化后的自抗扰控制与PID控制相结合,通过对气垫船的艏向、航速与横向位移进行控... 针对全垫升气垫船进坞过程出现的误差较大、速度较慢及易发生碰撞等问题,本文采用强化学习中的确定性策略梯度算法优化非线性自抗扰控制器设计的方法,并将优化后的自抗扰控制与PID控制相结合,通过对气垫船的艏向、航速与横向位移进行控制,实现了一种气垫船进坞的控制策略。通过仿真验证了此控制策略在对目标艏向快速跟踪的同时,提高了艏向控制对不确定性干扰的抵抗能力,实现了进坞过程的快速性与准确性。 展开更多

关键词 全垫升气垫船 非线性自抗扰控制 强化学习 确定性策略梯度 神经网络 PID控制 艏向控制 航速控制 外界扰动

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基于固-气-液耦合的气垫船水下辐射噪声数值分析

9

作者 赵丽刚 盛瑞琨 +1 位作者 胡建辉 杨德庆 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期942-950,共9页

气垫船水下声辐射是复杂的船体结构-气垫-周围水体三类介质声振耦合过程,其声传递特性是气垫船声学分析中的难点。本文以某全垫升气垫船为研究对象,结合声固耦合有限元法与解析法,探究气垫船水下辐射噪声传递特性。通过建立固-气-液声... 气垫船水下声辐射是复杂的船体结构-气垫-周围水体三类介质声振耦合过程,其声传递特性是气垫船声学分析中的难点。本文以某全垫升气垫船为研究对象,结合声固耦合有限元法与解析法,探究气垫船水下辐射噪声传递特性。通过建立固-气-液声固耦合有限元模型,计算机械激励与垫升风机声激励,并以试验固有频率修正数值模型;通过声透射解析公式计算空气螺旋桨、燃气轮机等设备声激励辐射的水下噪声。采用距离左、右舷1 m处线上各点的总声压级作为评价指标。结果表明:气垫船水下辐射噪声为宽带噪声;有限元法计算的水下辐射噪声在低频时集中分布于气垫-周围水体耦合面附近,随着频率的升高,水下噪声增大并逐渐呈不规则干涉状分布;空气螺旋桨等声激励直接辐射水下噪声主要为近场低频噪声,在设备声激励辐射范围内声压平均占比约为40%。本文揭示的水下辐射噪声传递特性对气垫船减振降噪具有重要指导意义。 展开更多

关键词 全垫升气垫船 水下辐射噪声 固-气-液耦合 噪声传递特性

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具有未知扰动上界的气垫船全鲁棒滑模控制 被引量：1

10

作者 付明玉 白丹 +1 位作者 张坦 董李晶 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1130-1138,共9页

本文以轨迹跟踪为任务目标,针对具有未建模动态,参数不确定和未知扰动的全垫升气垫船非线性动力学模型,提出了一种新颖的全鲁棒滑模变结构控制器,并且结合一种不需要扰动上界信息的综合观测器对系统的总扰动进行前馈补偿.首先给出气垫... 本文以轨迹跟踪为任务目标,针对具有未建模动态,参数不确定和未知扰动的全垫升气垫船非线性动力学模型,提出了一种新颖的全鲁棒滑模变结构控制器,并且结合一种不需要扰动上界信息的综合观测器对系统的总扰动进行前馈补偿.首先给出气垫船四自由度的运动学和动力学矢量模型,在扰动上界未知的条件下,针对系统内外不确定性的本质不同,分别设计前馈补偿,同时加入补偿项进一步减小估计误差.然后,设计了一种新颖的无趋近过程的全鲁棒滑模控制器,保证高速行驶的气垫船在未知扰动的环境中仍能够较好的完成跟踪任务,减小跟踪误差的同时消除抖振,增强气垫船控制系统的鲁棒性.通过Young’s不等式和李雅普诺夫稳定性证明整个联动系统的稳定性,仿真结果表明该方法的有效性. 展开更多

关键词 全垫升气垫船 轨迹跟踪 未知扰动上界 全鲁棒滑模控制器

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气垫船在内压作用下的水下辐射声功率分析 被引量：1

11

作者 盛瑞琨 胡建辉 杨德庆 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2023年第6期60-65,共6页

[目的]旨在研究气垫内压对气垫船水下辐射噪声的影响规律。[方法]以某气垫船为研究对象,首先,根据Newton–Raphson迭代法模拟气垫内压下围裙的成形过程;然后,基于声-固耦合有限元法建立气垫船围裙-气垫-周围水域的耦合模型,并采用模态... [目的]旨在研究气垫内压对气垫船水下辐射噪声的影响规律。[方法]以某气垫船为研究对象,首先,根据Newton–Raphson迭代法模拟气垫内压下围裙的成形过程;然后,基于声-固耦合有限元法建立气垫船围裙-气垫-周围水域的耦合模型,并采用模态试验对数值模型予以修正;最后,分析围裙所受压力和气垫压陷深度对气垫船水下辐射声功率的影响。[结果]研究表明:水下辐射噪声与气垫内压呈正相关,气垫内压每增加1 000 Pa,其水下辐射的总声功率级增加约0.97 dB;增大气垫船围裙刚度可有效降低气垫船低频段水下辐射声功率,增大气垫压陷深度则会增大较高频段的声功率级峰值,且使峰值位置向低频偏移。[结论]研究揭示了气垫内压对气垫船水下辐射声功率的影响规律,对气垫船水下辐射噪声的评估与数值预报具有重要指导意义。 展开更多

关键词 全垫升气垫船 水下辐射噪声 气垫内压 气垫船围裙 气垫压陷深度 声固-耦合有限元法

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带侧滑角补偿的气垫船路径跟踪LOS导引算法 被引量：3

12

作者 王元慧 佟海艳 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期851-858,共8页

针对全垫升气垫船在未知侧漂力下的路径跟踪导引问题,本文提出一种带有时变大侧滑角补偿的自适应Line-of-sight(LOS)导引算法以提高导引精度。采用一种基于三次样条差值法的航路点路径生成算法生成一般曲线路径,设计了一种基于预测跟踪... 针对全垫升气垫船在未知侧漂力下的路径跟踪导引问题,本文提出一种带有时变大侧滑角补偿的自适应Line-of-sight(LOS)导引算法以提高导引精度。采用一种基于三次样条差值法的航路点路径生成算法生成一般曲线路径,设计了一种基于预测跟踪误差的时变大侧滑角估计器,通过引入侧滑角参数设计基于预测器的时变大侧滑角补偿自适应LOS导引算法,并通过级联系统稳定性理论和输入状态稳定性理论证明了导引系统中所有误差信号均具有有界性;以某全垫升气垫船为例,通过仿真实验验证了算法的有效性和优越性。 展开更多

关键词 全垫升气垫船 路径跟踪 LOS导引 侧滑角补偿 预测器 自适应

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我国高性能船技术进展(英文) 被引量：5

13

作者 吴有生 倪其军 葛纬桢 《船舶力学》 EI 北大核心 2008年第6期1014-1031,共18页

数十年来,我国在高性能船研发与应用领域广泛深入地开展了大量、卓有成效的研究与开发工作,主要包括地效翼船、水翼船、小水线面双体船、穿浪双体船、水翼复合船、全垫升气垫船、侧壁式气垫船、高速多体船等等,文章对这方面的工作与技... 数十年来,我国在高性能船研发与应用领域广泛深入地开展了大量、卓有成效的研究与开发工作,主要包括地效翼船、水翼船、小水线面双体船、穿浪双体船、水翼复合船、全垫升气垫船、侧壁式气垫船、高速多体船等等,文章对这方面的工作与技术进展情况进行了概要论述。然而,受到这一技术领域的广泛性以及篇幅的限制,文中侧重于我国在高性能船方面取得的主要技术成果的回顾与主要产品的简要介绍,而对其中大量的具体技术细节不能一一提及,更无法详细展开进行深入论述。 展开更多

关键词 高性能船 地效翼船 水冀船 小水线面双体船 穿浪双体船 全垫升气垫船 侧壁式气垫船

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空气螺旋桨噪声 被引量：3

14

作者 陈小剑 《噪声与振动控制》 1983年第5期23-29,共7页

近二十年来,空气螺旋桨已作为主推进器之一广泛用在全垫升气垫船上,其噪声污染问题更引起人们的注意。因为气垫船不同于飞机,它是贴近于水面(或地面)航行于人口稠密的地区的,因此,空气螺旋桨的噪声问题,与气垫船的运行切切相关。除此外... 近二十年来,空气螺旋桨已作为主推进器之一广泛用在全垫升气垫船上,其噪声污染问题更引起人们的注意。因为气垫船不同于飞机,它是贴近于水面(或地面)航行于人口稠密的地区的,因此,空气螺旋桨的噪声问题,与气垫船的运行切切相关。除此外,直升飞机上的旋翼,也是主要噪声源之一,它的噪声问题。 展开更多

关键词 全垫升气垫船 螺旋浆 桨叶 旋转噪声 声级 全浮式气垫船 叶梢 导管螺旋桨 套筒推进器 推进器 空气螺旋桨

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