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[求助] 个人能造水翼船么?

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发表于 2018-1-26 14:06 | 显示全部楼层 来自: 上海
前面说过民航客机正常飞行的自重和推进力之比可以达到15:1。

水翼船一般没大飞机那么精密,能做到10:1已经不错了。
那么你可以开始计算了。
如果你的船全重1000公斤,那么你需要大概100公斤推进力才能让船进入到水翼航行状态。
而要实现100公斤推力,也就是差不多1000牛,这所需要的功率是可以计算出来的:
P= F*V
假设你要航速10m/s
那么P = 1000牛* 10m/s =10KW
这个数据是没有考虑螺旋桨效率的。我们暂且估计螺旋桨的综合推进效率为50%,那么你需要20KW的驱动功率。
20KW的发动机很难找吗?不难对吧。

当然咯,你前面假定了你航速是10m/s(也就是36KM/H,差不多20节的样子),在这个航速下,需要多大的水翼呢?
这也是可以计算的:
升力 = 1/2 * 水的密度 * 升力系数 * 面积*航速的平方
其中 升力系数 取0.5,这个升力系数是会随水翼的迎角不同而变化的,在0.5的时候同等升力下有最小阻力,所以用这个数值。
升力也就是船的全重(实际上还可以扣除浸泡在水中的水翼以及推进系统的排水量,但因为非常微小所以省略了),前面假设船是1000公斤,也就是差不多10000牛顿。那么放进公式去
10000牛 = 1/2 * 1000公斤/立方米 * 0.5 *S*10m/s*10m/s
算出S= 0.4平方米

按一般的展弦比=7的翼面来制作,
你大概需要一个展长=1.68米 弦长=0.24米的水翼

看吧,并不复杂,读过中学的一般都看得懂。
这里面无非是几个经验数据没接触过的人不知道而已。比如我怎么知道升力系数应该取0.5?为啥升阻比要按10:1来算?

发表于 2018-1-26 14:21 | 显示全部楼层 来自: 上海
做到这里了,你已经对水翼船需要的功率和水翼的尺寸都有一些直观的理解了。
说白了都很些简单的东西。

那么下面,关键的东西来了:水翼船的稳定性问题。
这个问题是长期制约水翼船发展的一个东西。

船靠水翼来托出水面,它会发生前后俯仰,左右摇晃,一旦失去稳定,船就无法保持水翼航行状态了。
在一些先进水翼船中,一般是用计算机控制的自动化系统来解决这问题。显然,这样造价很高,而且对于自制水平来说,可靠性堪忧。

较好的设计是让水翼船在结构上天生拥有自稳定性。这样就可以不用什么自动化了。
左右摇晃的问题呢,现在一般的做法是用斜插入水中的水翼来解决。左右两侧用个45度入水的水翼来托举船体,这样当船向一侧倾斜后,这一侧的水翼入水更深,那么获得更大的托举力,从而自动纠正船体的倾斜。
当然这样也带来一个问题就是水翼的效率下降了,有更多的功率被消耗到水翼的阻力上而不是提供托举力了。

前后俯仰的问题更加复杂。我前面说过了 水翼的升力是随迎角变化的,如果船头下沉的时候前方水翼可以自动增大迎角就好了。但实际上正好相反。。。
恩,还是用那个45度入水的水翼来吧。你把它装船头,那么船头下沉的时候水翼浸没水中的面积增大了,那么升力自动增大,这样就可以让船头自动抬起,保持平衡。


发表于 2018-1-26 14:30 | 显示全部楼层 来自: 上海
我在94~95年 看过一个电视节目(大概
发表于 2018-6-17 11:18 | 显示全部楼层 来自: 重庆
过了这么久,回头来看这个帖子,发现楼主想要水翼船的目的是为了抗风浪。呵呵,红牛不是牛逼哄哄要用飞蛾水翼去夏威夷冲浪吗?结果如何呢?水翼对航区水面的要求很高,恰恰是有风浪情况下水翼根本就不能支撑起船体脱离水面,也就失去了楼主想靠水翼抵抗风浪的目的。
承接国内帆艇设计业务,以船总长英尺计费,明码实价非诚勿扰。微博/微信号Orisun8998,请说明来意。
 楼主| 发表于 2018-6-23 11:07 | 显示全部楼层 来自: 辽宁
begun 发表于 2018-1-26 14:30
我在94~95年 看过一个电视节目(大概

十分感谢您的讲解,还有一个问题不明白,同样重量的船比如10米的,想要达到30节,水翼船和单体船,哪个更省油?
 楼主| 发表于 2018-6-23 11:08 | 显示全部楼层 来自: 辽宁
Orisun 发表于 2018-6-17 11:18
过了这么久,回头来看这个帖子,发现楼主想要水翼船的目的是为了抗风浪。呵呵,红牛不是牛逼哄哄要用飞蛾水 ...

我的需求初衷只是,省油,舒适,高速
发表于 2018-10-11 00:25 手机发布 | 显示全部楼层 来自: 中国
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