气垫船中的力学问题(力学与科学技术-同济大学)
气垫船中的力学问题(力学与科学技术-同济大学)
气垫船工作原理
民用气垫船
空气螺旋桨
气垫船
软性的围裙
气垫船的行驶
1、当向下的喷气托力大于气垫船的自重时，船离开地面。 当向下的喷气托力大于气垫船的自重时 船离开地面 ma = T-R 2、如空气阻力:R=kv，按牛顿第二定律： k t T m dv v d(T kv) t k (1 e ), v 速度 : m T kv , dt , 0 T kv k dt m 0
t dx T (1 e m ), dt k k
位移:
T x k
k t m m 1) , t (e k
T F
美国海军的LCAC气垫船 气垫船登陆艇受到军队的青睐 全托式的气垫船能在沙滩 沼泽 河岸 软 气垫船登陆艇受到军队的青睐。全托式的气垫船能在沙滩、沼泽、河岸、软 沙、雪地等地形登陆，而且可以越过某些障碍物或水、地雷。气垫船登陆艇 可登陆全球70%至80%的海岸线 的海岸线；而使用排水登陆艇只有大约 而使用排水登陆艇只有大约15%的海岸可 以登陆。在1980年代起，美国海军建造了接近80艘LCAC(Landing Vehicle, Air-cushioned)型气垫登陆艇，供海军陆战队及特种部队使用。LCAC 载重60 吨，可运载180名全副武装的士兵、或12辆HMMWV车辆、或一辆M1A1坦克。 满载时速度仍然超过40节，续航距离可达300英里，能越过四呎以下的障碍 物；不过耗油量却颇惊人，达每小时1,000 1 000加仑。英国及日本亦有购入少量 LCAC。
俄罗斯Zubr 大型气垫船
玩玩气垫船
END
气垫船中的力学问题
回答问题!
题1、气垫船的上浮与行驶应满足什么条件？
气垫船中的力学问题
中国气垫船
中国气垫船摘要：中国气垫船是一种具有独特技术优势的船舶。
作为一种兼具船舶和飞机特点的交通工具，气垫船具有快速、灵活、适应多种地形的特点。
本文将介绍中国气垫船的发展历程、技术特点以及在交通运输、应急救援等领域的应用。
第一部分：中国气垫船的发展历程1.1 早期研发中国气垫船的研发起源于上世纪50年代，当时中国科学家们开始考虑如何解决水陆两栖交通的问题。
经过多年的研究，不断的试验和改进，中国在60年代末成功研制出了第一艘气垫船原型。
1.2 技术改进与发展自上世纪60年代后期，中国气垫船的技术发展取得了重大突破。
在技术改进方面，中国科学家们提出了一系列创新的设计理念和材料应用方法，不断提高船体的稳定性和操控性能。
1.3 商业化生产与推广应用进入20世纪80年代，中国气垫船逐渐实现了商业化生产和推广应用。
中国国内的气垫船生产厂商不断增加，而且在国际市场上也获得了一定的竞争力。
中国气垫船已经广泛应用于河流、湖泊、海洋等水域的交通和工程建设领域。
第二部分：中国气垫船的技术特点2.1 悬浮方式中国气垫船采用气垫悬浮方式，通过气垫的高压气体来支撑船体。
这种悬浮方式使得气垫船在水面上具有非常低的阻力，能够以较高的速度行驶。
2.2 船体结构中国气垫船采用轻型复合材料制作船体，重量轻、强度高、耐腐蚀。
船体结构设计合理，可以有效减少震动和噪音，提高船舶的稳定性和安全性。
2.3 动力体系中国气垫船通常采用双发动机和推进器设计，其中一台用于提供悬浮气垫的压缩空气，另一台用于推动船体前进。
这种动力体系不仅能够保证船只的平稳悬浮和高速行驶，还具备一定的备份功能。
第三部分：中国气垫船的应用领域3.1 交通运输中国气垫船在交通运输领域具有广阔的应用前景。
特别是在河流、湖泊等水域交通不便的地方，气垫船能够快速穿行，节省时间和成本。
同时，在海洋运输方面，气垫船也能够应对恶劣的海况，具备一定的应用潜力。
3.2 应急救援中国气垫船在应急救援领域发挥了重要的作用。
具有弹性基础的气垫船细长轴系横向振动特性研究的开题报告
具有弹性基础的气垫船细长轴系横向振动特性研究的开题
报告
一、选题目的
气垫船具有以气垫为支撑的特殊结构，因而在水面或陆地上具有独特的运动性能。
气垫船主要应用于水面交通、海洋勘探、军事作战、救援等方面。
而具有弹性基础的气垫船，则在提高其稳定性和舒适性方面具有显著优势。
本研究旨在探讨具有弹性基础的气垫船细长轴系横向振动特性，旨在为气垫船设计和实际应用提供理论参考。
二、研究内容
本研究主要围绕具有弹性基础的气垫船细长轴系横向振动特性展开。
具体包括以下几个方面：
1. 现有研究综述：回顾国内外已有的关于气垫船的相关研究成果，探讨其设计原理和运动特性。
2. 气垫船弹性基础设计原理：介绍气垫船弹性基础的设计原理和对船体振动的影响机理。
3. 气垫船细长轴系横向振动特性研究：建立气垫船细长轴系横向振动特性分析的理论模型，并运用数值分析方法对其进行计算和优化。
4. 实验研究：针对气垫船细长轴系横向振动特性的研究，进行相关的实验验证和数据分析。
三、研究意义
本研究的意义在于探讨具有弹性基础的气垫船细长轴系横向振动特性，解决现有气垫船在高速行驶、复杂水域环境下存在的不稳定性、舒适性等问题，同时为气垫船的设计和实际应用提供理论参考。
破冰船中的力学问题(力学与科学技术-同济大学)
力学与科学技术
编著：韦 林，2008.9.1
破冰船中的力学问题
１８６４年，俄国人将一艘小轮船“派洛特”号改装成世界第一艘破冰船， 为在冰冻期保持喀琅施塔得至奥兰宁鲍姆航线的通航 而英国为俄国建造的 为在冰冻期保持喀琅施塔得至奥兰宁鲍姆航线的通航，而英国为俄国建造的 “叶尔马克”号破冰船，则是第一艘在北极航行的破冰船。
破冰船的长宽比例同 般海船大不 样，纵向短，横向宽，这样可以辟开较宽的 破冰船的长宽比例同一般海船大不一样 纵向短 横向宽 这样可以辟开较宽的 航道。一艘排水量在３７０００吨、拥有７.３５×１０７瓦的现代破冰船，长度为１ ９４米，而宽度则达３２.２米。破冰船船头外壳用至少５厘米厚的钢板制成，里面用 密集的型钢构件支撑，船身吃水线部位用抗撞击的合金钢加固。
“灌水式”破冰法
W v1 I:冲量
F :压冰力
通过灌水增加额外的W重量，提高了:压冰力值， 使破冰的剪切力增加。
中国极地破冰船雪龙号是在购进的乌克兰破冰船基础上改进 而来 1994年服役，已完成多次南极航行。长 而来， 年服役 已完成多次南极航行 长167米，宽 米 宽22.6 22 6米， 米 深13.5米，吃水9米，满载排水量21025吨，最大航速18节，续 航力20000海里。主机13200千瓦，载重10225吨。装备先进导 航、定位系统，有能容纳2架直升飞机的平台和机库。连续破冰 厚度1.1米，设有海洋物理、化学、生物、气象和洁净实验室200 平方米，配备先进大洋调查设备。可搭载80名考察人员赴极地工 作。装备声纳、自动采水和高分辨卫星云图系统，随船直升机2 架。
“连续式”破冰法 连续式 破冰法
v1 R T
e e t2 p2 p1 m i v 2 m i v1 Fi dt I i ,
全垫升气垫船垫升压力控制方法研究
全垫升气垫船垫升压力控制方法研究全垫升气垫船是一种高性能船舶，船体全部由气垫支撑与水（地）面完全脱离，采用空气推进器作为动力，具有独特的水陆两栖性。
在全垫升气垫船的航行过程中，垫升压力的稳定性对全垫升气垫船的操纵性和安全航行具有重要意义，所以对全垫升气垫船的垫升压力控制方法进行研究具有重要意义。
传统PID控制算法由于其简单实用性，可以很好地应用在垫升压力的控制中，但是传统PID控制方法缺乏自适应性，受系统参数改变和环境海浪扰动的影响，很难达到较好的控制效果。
本文通过研究粒子群优化算法，提出基于改进粒子群优化算法的自适应PID控制方法，对全垫升气垫船垫升压力进行控制。
为了解决垫升系统中存在的输入到输出的延迟问题，本文引入灰色预测模型，预测将来时刻的垫升压力，达到对垫升压力进行超前校正的目的。
国内外对气垫船垫升压力控制的研究几乎没有，本文首次采用基于灰色理论的改进PSO-PID控制方法实现对气垫船垫升压力的控制。
本文以某型全垫升气垫船作为研究对象，建立六自由度运动数学模型和垫升系统的流量压力数学模型，设计基于GM(1,1)的改进PSO-PID控制器，对垫升压力进行控制，具体的研究内容如下：首先，建立全垫升气垫船六自由度操纵运动数学模型。
对全垫升气垫船的各个模块进行建模，在固定坐标系下列出全垫升气垫船六自由度运动方程，将其转换到运动坐标系中，完成了气垫船六自由度运动仿真模型的建立，并通过直航特性和回转特性等仿真实验验证了模型的正确性。
其次，建立了垫升系统的数学模型，分析系统各个组成部分的流量压力平衡关系，建立流量平衡方程，并且通过横倾和纵倾模型限制仿真实验，验证垫升系统数学模型的正确性。
然后，基于垫升系统的流量压力数学模型，设计基于GM(1,1)模型的改进PSO-PID控制器。
根据垫升压力的历史数据，预测垫升压力未来时刻的输出值，与理想压力作差作为改进PSO-PID控制器的输入。
并且根据差值，采用粒子群优化算法，对PID的三个参数进行自整定。
船舶中的力学问题(力学与科学技术-同济大学)
mg
F浮前
P
X浮前
C
X浮后
P
X浮前
F浮后
C
X浮后
重心公式
F浮前
F浮后
rc
Pr .
F浮
i i
P
xc
Px
i
i
P
,
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
yc
Py
i
i
P
,
zc
Pz P
i i
,
满足力矩平衡方程
多仓进水不沉的水隔仓
船是如何推进行驶？
船的推进力
T-水给船舶的反作用力,
R-船舶受水和空气的阻力。
牛顿第二定律
船舶中的力学问题
力学与科学技术
编著：韦 林，2008.9.1
绪论
铁块放入水中会下沉, 为什么铁船不会下沉呢?
水的浮力
阿基米德原理:物体受到的浮力等于物体排开液体（气体也可以）的重力，铁虽 然密度比水大，但是船的中间是空的，船的总重等于铁的总重，但是船的体积不 是铁的体积，也就是说船受到的浮力不等于铁受到的浮力，而是大于铁受到的浮 力 既然浮力大于重力 那船就沉不下去了 力，既然浮力大于重力，那船就沉不下去了。 船体在垂直方向的平衡:
mg F m x
mg ( F0 F )
gAx
mg 应使船的自振 频率远离海洋 波浪频率 波浪频率。 ` F=(F0+F) x
x
Ag
m
x 0 , T 2
m 5.87 s , Ag
军舰
学好力学、造好船舶、增强国力！
END
船舶中的力学问题
max
(3). ( ) 稳定的条件 临界载荷欧拉公式
气垫船研究报告
气垫船研究报告气垫船是利用气垫效应使船体离水行驶的一种船型。
气垫船的主要特点是高速性、平稳性和通行性强。
气垫船的研究和应用，对于提高航运速度和效率，优化水路运输方式，加强国防力量，具有重要意义。
一、气垫船的基本构造：一般来说，气垫船由船体、动力、悬挂、气垫系统和控制系统等部分构成。
船体：气垫船的船体一般分为典型扁平底船体和平底船体两种，前者采用典型的空气动力学设计，更适用于大型船厂；后者设计简单，更适合小型船艇。
动力：气垫船的动力一般采用内燃机、涡轮机、水喷推进器等形式，常常采用多动力结构作为动力系统。
悬挂系统：气垫船的悬挂系统分为固定和可调节两种，前者适合较高的航速范围；后者可以在较宽的航速范围内达到较好的高速性能。
气垫系统：气垫船的气垫系统一般为单耗室或多耗室系统。
耗室是气垫船起飞、行驶和泊靠的重要部件。
气垫船泊靠时，需将气垫释放，船体下降置于水面，因此船体不能靠近堤坝或固定设施。
控制系统：气垫船的控制系统一般包括船艏传感器、横向传感器、航向传感器、一级控制系统和二级控制系统。
二、气垫船的应用和发展：气垫船是一种具有广泛应用前景的新型船型。
其适用范围包括军事、民用、特殊用途等。
在军事领域，气垫船可用于快速陆海空战的机动布防、远程调兵、救援指挥等；在民用领域，气垫船可用于快速渡口航线、海上快运、旅游观光等；在特殊用途方面，气垫船可用于海上油气开发、海上科学考察等。
未来气垫船的研究和发展方向，主要包括提高船体的安全性、航速稳定性和通用性；改进船体的航行性能和动力性能；提高耗室的强度和气动特性；加强气垫船的控制和驾驶系统等。
三、气垫船的优缺点：气垫船相对于传统船舶有更快的速度、更安全的航行、更低的阻力、更小的波浪和噪音等优点。
同时，气垫船也存在着结构复杂、制造技术难度大、维护成本高等缺点。
因此，在研究和应用气垫船的过程中，需要注意其优缺点的平衡，注重综合利益和长远考虑。
气垫船瞬态响应实验和数值分析研究
气垫船瞬态响应实验和数值分析研究气垫船是一种应用广泛的高速船只，其悬浮与推进系统均为气动力系统。
通过高压空气将船体悬浮于气垫之上，降低摩擦阻力，从而达到高速行驶的目的。
由于气垫船的运动方式独特，其运动状态变化快速，对控制系统的响应要求极高，因此研究气垫船瞬态响应的实验和数值分析至关重要。
实验部分：实验系统搭建与数据采集瞬态响应实验通常采用悬浮试验方案，测试气垫船的加速度响应，实验过程中需要悬挂气垫船，通过控制渐变舵角实现气垫船运动状态的改变。
实验前需要制定合理的试验计划，搭建实验系统，并进行数据采集和数据处理。
实验时，将传感器安装在气垫船的重心和主轴线附近，测量加速度、速度等参数，通过数据处理获得气垫船的以及控制系统的响应特性。
数值分析部分：建立气垫船控制系统的数学模型气垫船瞬态响应的数值仿真是探究其力学响应机制的有效方法，基于计算流体动力学（CFD）和多体动力学（MD）的数值分析技术，可以模拟气垫船在不同负荷、不同航速下的运动状态和响应，提高气垫船的动态性能。
数值分析需要基于气垫船的模型，建立完整准确的数学模型，包括船体结构、运动力学、气动力学、悬浮系统、控制系统等的全面分析。
数值仿真的过程包括网格生成、模型求解和后处理。
通过CFD仿真气动力学特性，可以反映气垫船的悬浮性能和阻力特性；通过多体动力学仿真气垫船的运动性能和力学响应，可以分析气垫船的瞬态响应性能，评估其控制系统的稳定性。
数值仿真的结果可以对控制系统进行仿真测试，帮助制定可行的控制策略，提高控制系统的鲁棒性和实用性。
总结气垫船应用范围广泛，在海上运输、军事、探险和旅游等领域都有广泛应用，其良好的动态性能是其得以实现高速航行的关键。
瞬态响应实验和数值分析是研究气垫船瞬态响应的有效方法，可以为气垫船的设计和控制提供重要的技术指导。
随着模拟技术的不断发展，瞬态响应的实验和数值分析方法也将不断得到改进和完善，为气垫船的研究和应用提供更加精确的数据和理论支持。
气垫船首冲砰击载荷作用下船底结构瞬态响应分析
气垫船首冲砰击载荷作用下船底结构瞬态响应分析曲鹏;佟福山【摘要】采用通用有限元计算软件Patran对俄罗斯某小型民用全垫升式气垫船船底结构进行分析,对密加筋式船底结构及纵骨架式船底结构分别建立有限元模型,通过计算两种船底结构在首冲砰击载荷下的瞬态响应特征,对比分析得到抗砰击效果较好的气垫船船底结构,为气垫船的结构设计提供参考.%This paper calculated the transient response to slamming load for a Russion hovercraft bottom structure, by analyzing two models of plated grillages with software Patran. Compared the conclusions , and we get a better structure to resist the slamming load. The results could be reference in hovercraft design.【期刊名称】《舰船科学技术》【年(卷),期】2012(034)011【总页数】4页(P19-22)【关键词】气垫船;砰击载荷;加筋板;瞬态响应【作者】曲鹏;佟福山【作者单位】哈尔滨工程大学,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学,黑龙江哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】U674.9430 引言气垫船在高速航行过程中常会出现船首底部出水及上浪等情况，会在船首底部区域产生砰击现象。
当波浪冲击船底时气垫船将产生较大的垂向加速度、总纵弯矩，引发严重破坏。
尤其当今气垫船技术的发展日渐加快，航速及性能不断提高的同时砰击造成的后果更加明显。
目前，大量国内外船舶的损伤报告显示，造成船底局部结构失稳及破坏的主要原因之一即为船体与水面及波浪上浪的砰击载荷。
所以，在气垫船的设计过程中对于计算砰击载荷下的结构强度已成为一项安全审核标准［1］。
【开题报告】气垫双体船航行性能计算
开题报告船舶与海洋工程气垫双体船航行性能计算一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义气垫船是利用船上的大功率风机产生高于大气压的空气，把空气压入船底并与水面或地面之间形成气垫，将船体全部或大部分托离水面而高速航行的船只。
1959年，英国制造出世界上第一艘气垫船，它从法国加莱出发，在两小时五分钟内成功地横渡了英吉利海峡，一时间轰动了世界。
气垫船的出现首先为各国海军所关注，继而各国不惜耗费巨资进行大量的研究和实艇试验，并集中研制气垫登陆艇。
气垫船是目前实际应用最多的高性能舰船，至少有十几个国家海军列入正式装备。
气垫船是20 世纪发明的一种水上高速运载工具, 它是指利用船上的大功率风机, 产生高于大气压的空气压入船底, 与水面或地面之间形成气垫, 使船体全部或大部托离水面( 或地面) 而高速航行的船只。
气垫船具有航速快、隐蔽性能好和与垂直登陆相适应的机动性和灵活性等优点, 能够在极短的时间内将登陆士兵和装备物资快速投送到敌方意想不到的岸滩, 将潜在优势迅速转化为实际战斗力, 达成“超越”和“震慑”之目的。
如今, 气垫船这种世界各国竞相发展的高技术舰船已成为信息化条件下立体登陆作战中名副其实的“两栖轻骑”, 是未来战争中不可缺少的重要力量。
60年代柔性围裙的出现, 使气垫船最终从实验室中解放出来, 开始进入实际应用领域。
70年代初, 为了适应海滩、沼泽、泥塘、冻土等困难地面和缺乏港口设施地区的装卸作业；解决在浅海、岛屿礁石地带进行土建工程施工作业和重型物资的搬运) 特别是苏联、美国和加掌大等国, 为了满足北极地区石油及天然气勘探开发的迫切需要, 一种新型的气垫船——气垫平台应运而生。
由于这类地区常规的车船不能使用, 围田筑路费用又十分昂贵, 且受到潮汐、风浪或冰雪等自然条件的影响, 而气垫平台以其独特的两栖性能, 为这类地区的实际运用开辟了广阔的前景。
因此, 它的问世立即得到航运、土建、地质勘探、油气开发以及军事部门的关注, 并且得到飞快的发展。
气垫船原理设计参考资料
美国民间造的小型气垫船比DIY航模有用的多!!!DIY, 美国, 航模, 民间, 气垫船美国民间造的小型气垫船比DIY航模有用的多!!!介绍美国民间造的小型气垫船,比航模有用的多.中国人的智慧不比老美差!这次再上图,希望能开发咱们的自造兴趣!这个季节咱中国都会闹水灾,如果老百姓中,村村有气垫船,那会少死很多人!.平时也可当运输车辆,用在生产上,有路无路,都不是问题!这种气垫船比军队抢险用的"冲锋舟要好用的多!它即轻又快,水陆两用!地方上,比如镇政府也可作为一项,"经济发展项目"!致富一方,也可出口.!1)船体材料不难找.--夹板,玻璃布在咱中国很易买到.有木匠手艺就能做成!2)发动机就用摩托车的.我计过,坐两三个人的,125CC,两冲程就能行,它转速快,体积轻.7到9马力.也可改成"气动马达",带上一两个气罐,不用买汽油,能跑五六十公里!即环保,又省钱,只要用电的费用.一般可作到60---70公里时速!在农村在自家院子,用泥土,木材做模具,一层层往上铺玻璃布,再一层层迭迭糊上环氧树脂.干后,加固,装上发动机带风叶,再装上裙部和方向舵,就成.如果坐人多怕马力不够,可换250CC的.3)原则是:船体要轻,鼓风力要大,我看到老美做的有些能离地50公分飞速行驶.这就要靠咱们的才能和智慧而定.杀车时可向前喷气.也可"收油门"它就慢慢停下.不象在城市公路行驶.分分钟要急刹车!咱中国人做的,三人坐.中型气垫船.美妞开的这个小气垫船,最合家庭制造.多人坐的,要 250 CC 两冲程摩托车发动机.玻璃钢船体内埋入加强龙骨,就不怕冲击.怕在水上发动机凸然停车,可在内壳加一圈硬泡沫塑料气垫船爱好者具乐部的发烧友们!他们 DIY 的小船船体小,马力大,速度快.组织竟赛!上图的小家伙个人易做.做这种容易,裙部可用结实的"雨衣布"做.外壳最好用手糊玻璃钢,木夹板做出来外壳不太美观.只要有耐心.恒心,再加上木匠手艺.对摩托发动机的维修技术了解.就能行!外观涂抹任凭喜好.我们农村家庭私人做,也不难,就地取材吗.至要你肯花工夫,做出来不一定比老外差!!其实气垫船有很多种,有的可折叠后,放在小车后尾箱中.有的可折叠后成背包状,携带上火车,有一东北人把它做成象"无柄的大雨伞"反扣.在冰上行驶,完事一折叠拿走.这就要发挥各个人的聪明才智.!去开拓去创新!而大厂家的产品较贵,一般人玩不起.用不起!我介绍这种,成本在3到4千元左右.等于一部摩托车价,如果是乡村小厂,批量买材料,那就便宜多了!发动机可到交通警察,"没收"的摩托车,拆车点.购买半新的,反正他们要毁掉,当烂铁的.价格我想不贵.当然人工是自己动手.不花钱拉!气垫船的设计，制造，它的 "自由度" 是比较大的．一个发动机也可通过皮带和链条．也可带动两个和三个风扇．一个负担垫升,两个负担推进,反之也可.它怕的是遇到 0.4米的"台阶" 而不怕２５度以下的坡地．现在我还无法把我"硬盘"上的"好图"和视频传上,我太苯!这种和小货车差不多一样长的可坐多人.。
2014力学计算题
(2014福州)23.（8分）如图15所示是我国自主研制的新型气垫两栖登陆艇。
它的质量约为1.0x105kg ．底面积约为500m 2。
问：（1）登陆艇受到的重力是多少？它漂浮在海面上时，受到的浮力是多少， （2）登陆艇静止在水平海滩上时，对海滩的压强是多少？（3）若登陆艇用3.0×105N 的推进力，以20m/s 的航速行驶10min ，登陆艇的功率是多少，(2014连云港)22．（9分）一边长为0.1m 的正方体实心铝块放在水平地面上．已知ρ铝=2.7×103kg/m 3，g=10N/kg ．（1）该铝块的重力及它对地面的压强是多大？（2）工人师傅将它铸造成一个体积为3×10﹣3m 3的工艺品，若将该工艺品放入水中，静止时受到的浮力是多大？（1）任务完成后，起重机把重2.2×105N 的“蛟龙号”吊到母船上，起重机滑轮装置原理如图乙，在滑轮装置作用下，“蛟龙号”离开水面后缓慢竖直上升10m 后到达甲板，绳子自由端的拉力为68750N ，移动的距离是40m ，则滑轮装置的机械效率是多少？ （2）你认为“蛟龙号”面临的主要技术难题是什么？ 22．（5分）（2014•济宁）山东省第23届运动会山地自行车比赛项目将在济宁市万紫千红度假村举行，运动员李伟参加了小组选拔赛．图中的山地自行车为比赛用车， （1）求碳纤维车架的密度； （2）估计比赛中的山地自行车对地面的压强；（3）李伟在某路段匀速骑行6km ，耗时10min ，若该路段阻力为总重力的0.02倍，求他的骑行功率．25．（2014•滨州）端午节赛龙舟，龙舟和运动员总质量为2.5×103kg ，该队以1min40s 的成绩夺得500m 比赛冠军．已知该龙舟在运动过程中受到的阻力是龙舟和运动员总重力的0.12． （1）该队龙舟受到的受到浮力；（2）该队龙舟在500m 比赛过程中的平均速度； （3）该队龙舟的运动看作匀速直线运动，则运动员在比赛过程中划船时的功率．26．（6分）（2014•广西）如图是我国首辆在月球上探测的“玉兔号”月球车，它在月球上受到的重力约230N ．车轮与月球表面接触的总面积为7.0×10﹣3m 2..若月球车在50N 的牵引力作用下，300s 内沿直线行走了18m ．求： （1）月球车行走的平均速度；（2）月球车牵引力所做的功；（3）月球车静止时对月球水平表面产生的压强（计算结果保留一位有效数字）． 18．（7分）（2014•安顺）如图所示，放置在水平地面上的平底薄壁容器重10N ，底面积0.01m 2，内装40N 的水，水深0.15m ．现将重为17.8N 的实心铜块系在弹簧测力计挂钩上，并把它完全浸没于容器内的水中（水未溢出，铜块未接触容器底部）．求： （1）铜块未放入水中时，容器底部受到水的压力是多少？ （2）铜块完全浸没于水中后，弹簧测力计的示数是多少？ （3）铜块完全浸没于水中后，容器对水平地面的压强是多少？ 25．（7分）（2014•黔东南州）如图所示，总质量为1500kg 的小汽车每个轮胎与地面的接触面积为0.03m2，该车以72km/h 速度由小明家沿水平直路行驶到学校用了0.5h ，已知汽车在行驶过程中受到的阻力恒为车重的0.05倍求：（1）汽车静止时对水平地面的压强； （2）小明家到学校的距离；（3）在此过程中汽车牵引力做的功． 26．（8分）（2014•锦州）某公园旅游观光艇，其参数如下表：求：（1）旅游团队乘坐观光艇以最大航速行驶2小时的路程是多少？（2）假设每位乘客的平均质量为60kg ，观光艇满载乘客时，所受浮力是多少？（3）该艇以最大航速匀速行驶且发动机达到最大输出功率，受到水的阻力是多少？20．（8分）（2014•遵义）一体重为600N ，双脚与地面接触面积为0.05m 2的工人，用如图所示的滑轮组将重为800N 的物体匀速提高了0.5m ，此时该滑轮组的机械效率为80%，求： （1）在匀速提升物体的过程中，工人对绳子的拉力为多大； （2）在匀速提升物体的过程中，工人对地面的压强为多大； （3）使用该滑轮组，这个工人最多能提起多重的物体．商品名称 XX 观光艇空艇质量900kg 发动机最大输出功率45kw 最大载人数量 20人最大航速45km/h(2014新疆24．（8分）某小型载重汽车自重4t，车轮与路面总接触面积为0.2m2，如果路面能承受的最大压强为5×105Pa，请计算（1）该车行驶时，路面能承受的最大压力是多少N？（2）该车最多可以装运货物多少t？（设轮胎与路面的接触面积不变）（3）若汽车以15m/s的速度匀速行驶，发动机的牵引力为1×104N，求1min内牵引力做的功是多少J？23、（山西省2014年）如图是我国自主研发的战略重型运输机“运20”，能跻身全球十大运力最强运输机之列，(1)该机的最大速度约为700k/h，从我国广州到澳大利亚珀斯的距离大约为6160km，该机从广洲飞到珀斯至少需要多长时间?(2)该机有14个轮子，每个轮子与地面的接触面积约为0.3m2,一次试飞时的总质量为2.1 x 105kg，该机静止在水平跑道上时对地面的压强约为多少?该机从地面飞到l0000米高空时，克服重力所做的功约为多少?27．（7分）（2014•聊城）一辆重2×104N的四辆卡车，开进了一段泥泞的道路，不能继续行驶．司机找来一辆小型拖拉机、绳子、动滑轮，采用如图所示装置，拖拉机在绳端用3750N 的水平拉力，将汽车以0.2m/s的速度水平匀速拉出泥泞路段，用时10s．若每个车轮与地面接触的面积为0.05m2．（1）求汽车对路面的压强．（2）求拉力F做的功和功率．（3）若动滑轮的机械效率为80%，求汽车所受的阻力．23．（2014•东营）“蛟龙号”创造了“中国深度”﹣﹣下潜7062m．今年“蛟龙号”将远赴印度洋探索2700m深处活火山的奥秘．已知：海水密度ρ═1.03×103kg/m3，声音在海水中的传播速度是1500m/s，问（1）“蛟龙号”下潜到2700m深度时受到的海水的压强是多少？（2）电磁波传播速度大，但是在海水中的传输距离是短．母船与“蛟龙号”信息传递要借助于声呐．在2700m深处的“蛟龙号”收到正上方母船的指令需要多长时间？（3）“蛟龙号”排开的水所受的重力是5×103N，它受到的浮力是多少？。
二年级下册科学ppt课件我的气垫船模型大象版
11
大家的经验对我有帮助吗？
姓名
经验或建议
奇奇
注意把空气吹到杯子的内壁上
新知讲解 (六)反思通过其他同学的述说，你有怎样的感受，其他同学的经验以及他们提出的改进建议，哪些对我们是有帮助的？把它们记录下来。经验交流会记录表
17
谢谢
18
亲爱的同学们，再见！
19
我的气垫船模型
大象版科学二年级下册
1
2
同学们，你了解气垫船吗？今天，我们就来一起学习《我的气垫船模型》，感受气垫船在地面和 水面上的用途。
3
(一)了解气垫船什么是气垫船？
4
我对气垫船的感受。
5
(二)阅读 气垫船为什么能离开水面？
6
1、螺旋桨。2、气流。3、鼓风机。4、软性围裙(作用是防止船 底空气逃逸。)
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学生分成小组，进行比赛，选出优胜者，评出最佳制造者。
最佳制造者
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说一说，气垫船的优点？这种船能在水上或沼泽地带高速行驶，具有灵活、机动、吃水浅、速度快等特点。气垫船的缺点？耐波性较差，在风浪中航行失速较大。
15
各种各样的气垫船
16
通过本课的学习，我们了解气垫船，掌握了气垫船的制作过程，并积累了经验，为我们下一次活动做准备。
气垫船工作原理简图：
7
制造气垫船的材料：
(三)设计制作 气垫船模型
塑料饭盒
安全剪刀
纸杯
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(4)把纸杯插入圆筒，气垫船就做好了。9
(2)在饭盒底部描一个圆。
说一说，制作气垫船的过程？
(四)活动比一比，看谁的气垫船模型跑的更快。
10
把你交流制作和使用气垫船模型的经验，提出改进的建议，和大家分享。
气垫船减小摩擦力的方法
气垫船减小摩擦力的方法
气垫船是一种利用气垫技术减小摩擦力的船只。
它的底部有一层气垫，可以使船只悬浮在水面上，减小与水面的接触面积，从而减小摩擦力，提高船只的速度和效率。
气垫船的气垫是由高压气体产生的，通过喷嘴喷出，形成一层气垫，使船只悬浮在水面上。
这种气垫可以减小船只与水面的接触面积，从而减小摩擦力，提高船只的速度和效率。
同时，气垫船的气垫还可以起到缓冲作用，使船只在波浪中更加稳定。
除了气垫技术，气垫船还采用了其他减小摩擦力的方法。
例如，气垫船的船体采用流线型设计，减小了船体与水面的接触面积，从而减小了摩擦力。
此外，气垫船还采用了轻量化设计，减小了船只的重量，从而减小了摩擦力。
气垫船的减小摩擦力技术不仅可以应用于海上船只，还可以应用于陆地交通工具。
例如，气垫车可以利用气垫技术减小与地面的接触面积，从而减小摩擦力，提高车辆的速度和效率。
此外，气垫车还可以在不平坦的路面上行驶，提高了车辆的通过性。
气垫船减小摩擦力的方法主要是利用气垫技术，通过减小船只与水面的接触面积，从而减小摩擦力，提高船只的速度和效率。
此外，气垫船还采用了其他减小摩擦力的方法，如流线型设计和轻量化设计。
这种技术不仅可以应用于海上船只，还可以应用于陆地交通工
具，提高了交通工具的速度和效率。
水上运输中的船舶空气动力学与流体力学
水上运输中的船舶空气动力学与流体力学水上交通作为一种重要的交通方式，船舶的设计和性能对于水上运输的效率和安全具有重要影响。
在水上运输中，船舶的空气动力学和流体力学特性是船舶性能的关键因素之一。
本文将探讨船舶在水上运输中的空气动力学和流体力学问题，并分析其对船舶性能的影响。
一、船舶的空气动力学1. 空气动力学的基本概念和原理船舶的空气动力学是指船舶在运行过程中与空气相互作用产生的力学现象。
这些现象包括阻力、升力、推力等。
正常情况下，船舶在水上行驶时会受到来自空气的阻力，而同时也会通过一些设计手段来减小阻力，提高船舶的速度和效率。
2. 船体外形设计对空气动力学的影响船舶的外形设计在空气动力学方面起着重要作用。
船体的形状、光滑度和船身的表面粗糙度都会影响船舶与空气之间的摩擦阻力。
此外，船舶的船首形状、船尾形状和船体侧面的设计也会对船舶的空气动力学性能产生影响。
3. 风对船舶的影响在水上运输中，风力是船舶面临的一个重要外部环境因素。
风对船舶的影响会产生风阻力，增加船舶的阻力和制动距离。
在设计船舶时，需要考虑最大风速对船舶的影响，并采取相应的措施来减小风对船舶的影响。
二、船舶的流体力学1. 流体力学的基本概念和原理船舶的流体力学是研究船舶在流体（水）中运动的力学现象。
在水上运输中，船舶不仅要克服水的阻力，还要应对浪涌、湍流等复杂情况。
因此，流体力学对于船舶的设计和性能优化具有重要作用。
2. 船体船型对流体力学的影响船舶的船体船型对流体力学性能具有明显影响。
优秀的船体船型设计可以减小船舶在水中的阻力，降低船舶的能耗。
此外，合理的船体形状还可以提高船舶的稳定性和航行舒适性。
3. 船舶与水流的相互作用船舶与水流的相互作用包括船舶操纵、船速控制等方面。
船舶的操纵性能取决于船舶与水流的相互作用，包括船舶的转向性能、加速性能等。
此外，船舶的航速也受到船舶与水流的相互作用的影响，需要考虑水流的方向和速度等因素。
结论船舶的空气动力学和流体力学特性是水上运输中船舶性能的关键因素。
气垫船破冰机理分析及临界航速估计_卢再华
第18卷第8期船舶力学Vol.18No.8 2014年8月Journal of Ship Mechanics Aug.2014文章编号：1007-7294（2014）08-0916-08气垫船破冰机理分析及临界航速估计卢再华1，张志宏1，胡明勇1，姚俊2，张辽远3（1海军工程大学理学院，武汉430033；2沈阳理工大学科技处，沈阳110168；3沈阳理工大学机械工程学院，沈阳110168）摘要：气垫船破冰是指采用大吨位气垫船以临界航速在冰面上航行进行破冰，是一种较新的内河破冰方法，可应用于黄河凌汛灾害的防治领域。
文章通过对浅水厚冰层条件下气垫船破冰过程的数值模拟，分析了气垫船的破冰机理。
在临界航速下，气垫船始终位于船首波峰后方，对所兴起的船波起持续的推波作用，在冰面上逐渐兴起幅值较大的船波。
当冰层的中的应力应变积累到破坏极限时，冰层产生破裂。
气垫船破冰的临界航速实际上就是船身附近表面波的行进速度，在文中浅水厚冰层环境下，气垫船破冰的临界航速可按波长为3倍船长的表面波行进速度进行估计。
关键词：气垫船；破冰；机理；数值模拟；临界航速中图分类号：U661.1文献标识码：A doi：10.3969/j.issn.1007-7294.2014.08.006Analysis on the ice-breaking mechanism of air cushionvehicle and the critical speed estimationLU Zai-hua1,ZHANG Zhi-hong1,HU Ming-yong1,YAO Jun2,ZHANG Liao-yuan3 (1College of Science,Naval University of Engineering,Wuhan430033,China;2Sci-Tech Management Division,Shenyang Ligong University,Shenyang110168,China;3Mechanical Engineering College,Shenyang LigongUniversity,Shenyang110168,China)Abstract：Ice sheet can be broken into small slabs with a heavy air cushion vehicle(ACV)traveling on float ice sheet at the critical speed.Ice-breaking with ACV is a new ice-breaking method in In-land Riv-er which has important application in prevention of ice jam flood in the Yellow River.In this paper,the ice-breaking process of ACV is numerical simulated under a shallow water and thick ice sheet condition. According to the simulating results,ACV traveling at the critical speed always chases after and pushes the wave crest ahead of ACV.Thus,the amplitude of the wave around ACV gradually increases due to the continual push of ACV.Ice sheet cracks when the stress and strain in ice sheet accumulated to the critical value of failure.The critical speed of ACV should consist with the velocity of the surface wave around ACV.Under the thick ice sheet and shallow water environment in this paper,the critical speed of ACV is estimated as the velocity of surface wave with a wavelength about triple length of ACV hull.Key words:air cushion vehicle;ice-breaking;mechanism;numerical simulation;critical speed of ACV1引言凌汛是黄河自然灾害的主要形式之一，黄河内蒙古段处于黄河流域的最北端，纬度高、气温低（零收稿日期：2014-01-04基金项目：国家科技部基础研究项目（2008DFR704607）作者简介：卢再华（1972-），男，博士，海军工程大学副教授，E-mail:luzaihua01@；张志宏（1964-），男，博士，教授。
泰坦尼克号沉船 中的力学问题(力学与科学技术-同济大学)
最近报导：美国的一个海洋法医专家小组在获得初步的证据后认为， 最近报导
泰坦尼克号从1912年4月14日23时40分开始 泰坦尼克号从 进水起 到15日2时20分完全沉末，因救生船 进水起，到 沉末 因救生船 不够，在寒冷的海水中2223名乘客仅逃生 706人。 人 •如你是一名航海家，又懂力学知识，面 如你是一名航海家 又懂力学知识 面 对冰山将如何驾驶泰坦尼克号。 •A：左满舵，倒车减速，擦过冰山。 •B：抛锚， 抛锚 倒车减速，正向撞击冰山。 倒车减速 正向撞击冰山
P C
F浮后
X浮后
•∑ Fy=0 •∑M M=0 0
P= F浮 M顺=M M逆
F浮前
F浮后
•满足要求： F浮前*X浮前= F浮后*X浮后 •不满足要求： F浮前* X浮前≠ F浮后*X浮后
rc
Pr .
i i
P
xc
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iPy
i
i
P
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zc
Pz P
i i
,
船前仓进水，后尾翘起。
唯一的抢救方案：将已损坏的船搁舱门关闭， 使船体保持平衡。
船搁舱图，按设计仅可四个舱进水。
首先底部有三个船舱和六号锅炉房进水 紧接着第五个船舱 首先底部有三个船舱和六号锅炉房进水，紧接着第五个船舱 也进水。
物体的平衡方程
• F浮：船体排开水体积量与 水比重的乘积。
P
X浮前
C
X浮后
F浮前
X浮前
泰坦尼克号沉船中 泰坦 克 沉船中 的力学问题
力学与科学 技术
编著：韦 林，2008.9.1
泰坦尼克号（永不沉没的海上陆地），船长：3810米，总吨位： 46329吨，吃水深度：18米，1912年4月从英国约克君首航美国。
气垫船破冰机理分析及临界航速估计
气垫船破冰机理分析及临界航速估计
卢再华;张志宏;胡明勇;姚俊;张辽远
【期刊名称】《船舶力学》
【年(卷),期】2014(000)008
【摘要】气垫船破冰是指采用大吨位气垫船以临界航速在冰面上航行进行破冰，是一种较新的内河破冰方法，可应用于黄河凌汛灾害的防治领域。
文章通过对浅水厚冰层条件下气垫船破冰过程的数值模拟，分析了气垫船的破冰机理。
在临界航速下，气垫船始终位于船首波峰后方，对所兴起的船波起持续的推波作用，在冰面上逐渐兴起幅值较大的船波。
当冰层的中的应力应变积累到破坏极限时，冰层产生破裂。
气垫船破冰的临界航速实际上就是船身附近表面波的行进速度，在文中浅水厚冰层环境下，气垫船破冰的临界航速可按波长为3倍船长的表面波行进速度进行估计。
【总页数】8页(P916-923)
【作者】卢再华;张志宏;胡明勇;姚俊;张辽远
【作者单位】海军工程大学理学院，武汉 430033;海军工程大学理学院，武汉430033;海军工程大学理学院，武汉 430033;沈阳理工大学科技处，沈阳110168;沈阳理工大学机械工程学院，沈阳 110168
【正文语种】中文
【中图分类】U661.1
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1.页岩气超临界吸附机理分析及等温吸附模型的建立 [J], 盛茂;李根生;陈立强;邵尚奇;张然
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3.超临界机组氧化皮机理分析及防治对策 [J], 崔修强
4.全垫升气垫船高速埋首与低速侧翻的机理分析及应对措施 [J], 张宗科
5.基于模型试验的气垫船低速破冰机理研究 [J], 黄焱;侯月阳;田育丰
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气垫船的振动问题
气垫船的振动问题
尤矢勤;恽良
【期刊名称】《舰船科学技术》
【年(卷),期】1990(000)006
【总页数】11页(P1-11)
【作者】尤矢勤;恽良
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】U674.943
【相关文献】
1.中国气垫船出口实现零的突破：BIGWIND号全垫升气垫船启运新加坡 [J], 徐永定
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气垫船工作原理
民用气垫船
空气螺旋桨
气垫船
软性的围裙
气垫船的行驶
1、当向下的喷气托力大于气垫船的自重时，船离开地面。 当向下的喷气托力大于气垫船的自重时 船离开地面 ma = T-R 2、如空气阻力:R=kv，按牛顿第二定律： k t T m dv v d(T kv) t k (1 e ), v 速度 : m T kv , dt , 0 T kv k dt m 0
t dx T (1 e m ), dt k k
位移:
T x k
k t m m 1) , t (e k
T F
美国海军的LCAC气垫船 气垫船登陆艇受到军队的青睐 全托式的气垫船能在沙滩 沼泽 河岸 软 气垫船登陆艇受到军队的青睐。全托式的气垫船能在沙滩、沼泽、河岸、软 沙、雪地等地形登陆，而且可以越过某些障碍物或水、地雷。气垫船登陆艇 可登陆全球70%至80%的海岸线 的海岸线；而使用排水登陆艇只有大约 而使用排水登陆艇只有大约15%的海岸可 以登陆。在1980年代起，美国海军建造了接近80艘LCAC(Landing Vehicle, Air-cushioned)型气垫登陆艇，供海军陆战队及特种部队使用。LCAC 载重60 吨，可运载180名全副武装的士兵、或12辆HMMWV车辆、或一辆M1A1坦克。 满载时速度仍然超过40节，续航距离可达300英里，能越过四呎以下的障碍 物；不过耗油量却颇惊人，达每小时1,000 1 000加仑。英国及日本亦有购入少量 LCAC。
俄罗斯Zubr 大型气垫船
玩玩气垫船
END
气垫船中的力学问题
回答问题!
题1、气垫船的上浮与行驶应满足什么条件？
Байду номын сангаас
气垫船中的力学问题
力学与科学技术
编著：韦 林，2008.9.1
气垫船:是一种以空气在船只底部衬垫承托的交通工具。气垫通常是由持续 不断供应的低压气体形成。气垫船除了在水上行走外，还可以在某些比较平 滑的陆上地形行驶。气垫船是高速行驶船只的一种，行走时因为船身升离水 面，船体水阻得到减少，以致行驶速度比用同样工率的船只快。很多气垫船 的速度都可以超过五十节。但气垫船亦可用非常媛慢速度行驶。 气垫船按航行状态可分为“全垫式”和“侧壁式”。 气垫船按航行状态可分为 全垫式 和 侧壁式 “全垫式”气垫船(Hovercraft)四周用尼龙等物料围成一个软性的围裙，利用 风机把空气充入底部形成气垫，推进则多数使用空气螺旋桨或喷气方式。全 风机把空气充入底部形成气垫，推进则多数使用空气螺旋桨或喷气方式 全 垫式气垫船时速可达70节；具备两栖能力，可以在陆上行走。这种气垫船在 军事上用作两栖登陆非常合适，能在很多一般排水式登陆艇无法行驶的海岸 登陆。 登陆 “侧壁式”气垫船，亦称表面效应船只(Surface Effect Ships, SES)，在船底 两侧有刚性侧壁插入水中，只在首尾用软性的围裙。推进可以使用传统水 下螺旋桨或喷水机。跟全垫式相比，侧壁式气垫船的托力较大，流失亦较 少，适合作大型舰艇；但不具两栖能力。苏联海军曾经以侧壁式气垫船制 造八百吨重 50节的护卫舰。 造八百吨重， 节的护卫舰