水翼艇

船舶

水翼艇是指艇体下装有浸入水中的水翼的艇。高速航行时艇重完全由水对水翼产生的升力支持，使艇体全部离开水面，减少了水的阻力，故可达较高速度。水翼的作用原理与飞机的机翼相似。有的快艇仅首都装有水翼，使前部离开水面，后部仍在水面上滑行。常用作载客及军用。

发展历史

最先想到水翼艇而且在这方面进行过研究的发明家，是19世纪中期的一个叫拉米斯的法国牧师，他是从风筝得到启示的。另一个叫德朗贝尔的俄围血统的法国人，知道当时刚发明的汽油发动机能为他的“水上飞机”(他这样称呼它)提供必要的动力，于是在19世纪90年代在塞纳河上用模型水翼艇进行了试验，但是它不能从水里抬起头来。

接着一个叫福拉尼尼的意大利人也产生了这样的念头。他建造了第一艘水翼艇。1905年在瑞士的马奇奥湖进行了试验。这是一艘排水量只有1.65吨75马力的水翼艇，试航时跑37节多。继福拉尼尼之后，美国人贝尔又建造了由自己设计的水翼艇，并于1918年创造了每小时71英里的航行纪录。但因为当时对水翼艇的理论研究工作不够，大马力的动力设备和轻的艇体材料没得到解决，所以水翼艇没有发展到实用阶段。

到了第二次世界大战时，随着科学技术的进步，德国制造了一些民用和军用的水翼艇，而且达到了一定水平。如VS淆0水翼鱼雷艇，排水量为47.5吨，最高航速可达55节多。

第二次世界大战后，水翼艇的发展大致分为两个阶段：

20世纪50年代和60年代初。是水翼艇试制并投入批量生产阶段。这期间，水翼艇主要是作为内河高速客船，吨位由9吨发展到100吨，航速35节左右。60年代以后，水翼艇的发展方向是面向海洋。面向军用，水翼艇的吨位已达320吨。

20世纪80年代以来，虽然水翼艇的吨位没有明显增长，但其航速已达40～60节。有的国家还在研制80节的水翼艇。随着电子技术、自动控制技术的发展，耐腐蚀的轻型艇体材料的出现。以及大马力轻型动力设备——燃气轮机的诞生，都为水翼艇的发展开辟了广阔的前景。

原理

水翼就是在水中工作或割划水面的机翼，是水翼艇的基本部件。它在水中运动像飞机机翼在空气中运动一样产生一定的升力。由于水的密度约为空气密度的800倍，在同等升力之下，水翼的尺度比机翼要小得多。靠水翼升力支持艇重的水翼艇比滑行艇阻力小、兴波小、受波浪干扰影响也小，因而具有良好的快速性和适航性。

一副水翼，一般由产生升力的翼板、翼板与艇体间连接的支柱及其他一些附件组成。水翼的升力特性，主要取决于翼板的几何特征和几何要素，这些要素主要指的是：水翼的弦长、翼展长、展弦比、平面形状、前视形状、翼剖面形状等。

类型

水翼艇按水翼数量的多少，分为单水翼艇只有前水翼，又称翼滑艇)和双水翼艇(前后水翼)，单水翼艇艏部一般通过浅浸水翼支撑艇体，尾部为滑行面，双水翼艇则利用前、后两个水翼支撑艇体航行，双水翼艇可以实现翼航状态；按翼航时水翼是否穿越水面，分为割划式、全浸式；按水翼攻角可否调节，可分为自控和非自控(固定)两种。

水面割划式水翼在航行时有一部分露在水面之上，仅部分面积浸没在水中，它依靠改变水翼浸水状况来调节水翼升力，而不需要其他附属设备。因此结构简单，使用可靠。水面割划式水翼艇的优点是自稳性好，储备水翼面积大，进入翼航状态速度低等。它的缺点是对波浪扰动比较敏感，在波浪中不容易维持稳定的升力，不适宜在风浪较大的海域高速航行。

全浸式水翼艇的结构特点是水翼全部浸沉在水中，艇体由连接水翼的垂直支柱支撑。全浸式水翼艇按照水翼浸深的不同，可分为浅浸式和深浸式。水翼浸水深度小于水翼弦长的称为浅浸式，深于弦长的为深浸式。浅浸式水翼艇利用水翼浸水深度的变化来控制艇体的稳定，因为水翼浸水深度不大，当艇体发生倾斜时，一侧水翼可能被抬出水面，产生的升力减小；而浸水深度大的一侧水翼则产生比另一侧更大的升力，以这一方式所形成的回复力矩将倾斜的艇体扶正。割划式水翼的平衡原理与浅浸水翼大致相同，都是利用两侧水翼的升力差异产生的回复力矩来扶正艇体，浅浸式水翼艇和割划式水翼艇都具有自稳性，而深浸式水翼艇的水翼所产生的升力不会因为水翼浸水深度的改变而改变，这个特性使得深浸式水翼艇能在一定风浪条件下平稳高速航行时不具备自稳性的功能。深浸式水翼艇水翼升力的调节主要是通过自动控制系统控制水冀的攻角或调节水翼后缘襟翼的攻角等来实现，以此来维持深浸式水翼艇航行过程中的稳定。

特点

水翼艇的主要优点是：

①高速航行时阻力低。水翼艇在翼航状态时，艇体被水翼托出水面，水下部件只有水翼、舵和轴系等。因此，水阻力大幅度降低，航速得以大幅度提高，现有的水翼艇最高速度可达70 kn。

②耐波性好。由于翼航状态时艇体被托离水面，波浪对水翼艇的扰动降低，故水翼艇在风浪中的摇荡运动减小，其耐波性得到较大的改善

③高速航行兴起的波浪小。由于翼航状态时仅有水翼、舵等部件处于水中，所以兴起的波浪很小。因此，水翼艇十分适合于内河航运，它可以大大地降低兴波对堤岸的破坏。

④物理场辐射性低。水翼艇在翼航状态时，由于艇体被托离水面，艇体的物理场辐射将会减弱，特别是声辐射将会大幅度降低。水翼艇的低物理场辐射特性有利于提高舰船的隐身性，降低遭水下攻击的危险。

⑤操纵性好。水翼艇在翼航时，利用襟翼和舵的联合作用，使艇体产生具有安全性的内倾回转，因而具有较好的回转性。

水翼艇的主要缺点是：艇体之下有水翼，不适用浅水航道；水翼宽往往大于船宽，靠泊码头不方便；为减轻主机重量常采用高速内燃机或燃气轮机，使用寿命短，对燃油要求高，经济性较差；由于水翼升力和结构强度的限制，难以大型化。

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