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air-cushion craft 气垫船是利用高压空气在船底和水面(或地面)间形成气垫,使船体垫起离开水面
气垫船又叫“腾空船”,是一种利用空气的支撑力升离水面的船。这种船一出现立即受到全世界造船界的关注。
利用船底与水面间的高压气垫作用,使船体部分或全部提升以实现快速航行的船舶。高压气垫是将
空气压入船底,在船底周边有柔性围裙(也可以是刚性围裙)限制空气逸出而形成,以空气压力顶升船体。1959年
英国建造了第一艘气垫船,航行于
英吉利海峡。气垫船多为客船,也用作渡船或交通船。气垫船航行速度可达每小时80海里。按气垫船提升高度可分为全垫升式和部分垫升式。全垫升气垫船又称全浮式气垫船。是在船底四周有柔性围裙,由于是全垫升,故其速度高且适应性好,能在水面航行外,也可在平坦地面和沼泽中行驶。其推进是使用空气螺旋桨,用空气舵控制方向。部分垫升式气垫船,即侧壁气垫船。是在船体两舷设刚性侧壁,而在首尾设柔性气封装置以维持气垫,可垫升大部分船体,只能航行于水面,其推进是使用水下螺旋桨式喷水装置。航行速度高于普通船舶,但不及全垫升式气垫船。气垫船结构材质要求强度高、质量轻。使用铝合金、玻璃钢或高强度钢制造,采用航空发动机、高速柴油机等作为动力装置。
气垫船设计的思路就是在船底下面产生一个气垫,使船体与地面不直接接触,好像悬在空中一样。这个气垫由发动机从船体上方或四周吸进空气,然后由船体下方喷出。由于船底四周用橡胶带围衬,像个弹性裙子一样,就形成了一个气垫。气垫船有一个充气的气垫,可使船体浮出水面航行,由于水的阻力减少,因此航行速度很快。气垫船并非只是在水上浮动,而是受气垫的支撑,可在水上、沼泽或陆地上移动。气垫船上带有巨大的风扇来形成气垫。这股气垫被一圈称为“围裙”的橡胶围封在船身周围。
气垫船的最大优点是它在地面和水面上一样行驰,在地面上行驰时也不需要修筑公路,非常方便。
气垫船主要有两种形式:全浮式和侧壁式。世界上现有的最大气垫客船,要数英国制造的SRN4- III 型气垫船。它采用的是全浮式,特征是用空气螺旋桨推进(如同飞机的螺旋桨一样),船的底部四周装有尼龙橡胶布制成的“围裙”,高压空气自船底射出,在船底和水面之间形成气垫支持船体的重量,以减少航行阻力。航速平均每小时100公里,可载客416人,汽车55辆。速度最快的是美国的侧壁式气垫船,每小时达167公里。
俄罗斯Zubr级气垫登陆艇由圣彼得堡“阿尔马兹(Almaz)”中央设计局造船股份公司设计建造,全长57.4米,艇宽22.3米,据称是世界上最大的气垫军舰。据北约有关报道称,从1986年以后俄罗斯建造了十艘Zubr级气垫登陆艇。
气垫船是英国工程师科克莱尔发明的。1950年,40岁的科克莱尔爱上了造船工业。于是辞掉了原有工作,用自己的全部积蓄,同妻子一起创办了一家小型造船公司。这时,科克莱尔脑海里所考虑的是怎样才能造出速度更快的船艇。他认为船艇速度提不高的原因是船底与水面间的磨擦所产生的阻力。经过反复的研究,他发现如果用空气作为船与水之间的“气垫”就有可能减小摩擦,从而提高船航行的速度。科克莱尔把这一设想具体化,他在空的猫食罐头上装一空的咖啡罐,用吹头发的吹风机作动力进行实验。结果,靠排气而产生的升浮效果令他非常满意。接着他制造了长约0.5米的模型船,在河里进行实验,又获得成功。它的原理与现今实用气垫船的原理是完全相同的。
这时,科克莱尔准备把自己的发明出售给企业家,但都遭到拒绝。理由非常有趣,船舶制造商认为它是飞机而不是船舶。但是,英国研究开发公司总经理哈尔斯培利却独具慧眼,预见到气垫船的重要性,帮助科克莱尔获得了专利权。当时,科克莱尔加入了NEDC公司,开始正式制造了一艘长9.1米,宽7.3米的气垫船。这艘气垫船顺利地穿过了英吉利海峡,成为世界上第一艘实际航行的气垫船。也充分显示了气垫船的优越性。