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第40章 气垫船

早在100多年前,人们就提出一种设想:在船底与水面之间由一层高压空气生成一定厚度的气垫,使船体全部或部分露出水面,使船所受阻力大大减小,航速大大提高。但是,由于没有完善的气垫理论作指导,又值当时的工业水平尚不具备制造轻型、大功率发动机的条件,从而使这种设想无法实现。

20世纪50年代初,英国人考克雷尔等人首创了较完整的气垫理论。该理论认为,如果利用升力风扇将压缩空气打入气囊,并从船体周边的射流喷口射出而形成气垫,就可以将船全部抬出水面。1956年英国造出了试验气垫船,1958年又建成了第一艘有人驾驶的气垫船SRN1号。这艘气垫船船长9.1米,船宽7.3米,装配有一台功率为320千瓦的航空用驱动风扇活塞式发动机。1959年7月,考克雷尔乘坐这艘气垫船横渡英吉利海峡并获得成功。1960年,英国人又对SRN1型气垫船进行了改造,在它的底部周边装上了柔性围裙,从而解决了气垫船走向实用化的关键技术问题。由于采用了柔性围裙,就像在刚性的轮子装上轮胎一样,增加了刚性的船体与地(或水)面之间的距离,从而使气垫船能在波浪上或在崎岖不平的陆地上航行。同时,柔性围裙的作用能使高压空气漏失量大为减少,可节省很多的飞升功率。

20世纪60年代以后,气垫船的迅速发展越来越显示出它那独特的优越性。首先,它具有两栖性,既能在水面上航行,还可以在急流险滩、草原、沙漠、沼泽地、浅水区或冰封的海面上行进自如。由于气垫船采用了柔性围裙,提高了船体和航行表面的有效高度,所以它具有良好的通过性。所谓通过性,就是在一定航速下气垫船可以飞越一定跨度(约为气垫长度的0.3倍左右)的壕沟,跨过一定高度(一般为围裙高的0.7-0.8倍)的垂直障碍,还能爬上一定角度的斜坡,跨越一定高度的陡坡。它具有良好的快速性,其最大航速一般可达60-80节,有的可高达100节以上。另外,它不需要特殊的码头设备,停靠、启动等都非常方便。

因此,在民用运输方面,气垫船可作为短途的客车、渡船、交通艇、救护船和供应船等;在军事上可用做导弹快艇、登陆艇和反潜巡逻艇等。由于它的低磁性和气垫作用使它与水相隔开,使它可以安全地通过水雷封锁区而免遭损坏,所以它也是有效而理想的反水雷舰艇。

气垫船按照其船体结构、推进方式和航行状态的不同,可以分为两大类:全浮式气垫船和侧壁式气垫船。也有人把采用空气螺旋桨推进的全浮式气垫船又称为全浮式两栖性气垫船,因为只有这种船具有名副其实的两栖性;而把采用超空泡水螺旋桨推进或喷水推进的非侧壁气垫船则称为非两栖性围裙式气垫船。而侧壁式气垫船因其外型特点是在两舷侧有明显的插入水中的刚性侧壁而得名,因此,气垫船也可以被分为三大类。

全浮式气垫船又称全垫升式气垫船,它的外形特征是在船底四周安装了柔性围裙,利用空气螺旋桨推进,它具有在水上高速航行的能力,最高航速可高达70节以上。它除了能在水上航行以外,还能在草原、沙漠、沼泽地、冰封雪原等复杂环境中运行,因而得名两栖型。

英国是气垫船的发源地,英国政府十分重视这项新技术的发展,它已经成为英国造船业和国防工业中的一个重要组成部分。目前,英国已生产了许多性能良好的气垫船并销往世界各地,是国际市场上全浮式气垫船的主要提供者。例如200吨的大型客车渡船SRN4,最高航速达70节,可载客254人和30辆小汽车,作为横渡英吉利海峡的渡船已被使用20多年,而且又进行了船体的接长等改装,是目前世界上最大的民用全浮式气垫船之一。

非两栖型气垫船的数量目前尚不多。它的特点是推进效率高,因此建造的吨位可以比两栖型气垫船大,而且在高速航行时噪声小,乘客也有舒适的感觉,但是它只能在水中航行,不能直接登陆。

侧壁式气垫船发展较迟,它是在全浮式气垫船的基础上发展起来的。它的外形特征除在两舷有刚性的侧壁插入水中之外,首尾装有气封装置以保持气垫,推进装置则采用水螺旋桨或喷水。由于它的部分船体浸在水中,阻力则比全浮式要大得多,而且由于它的航行性能和经济性较好,又有利于提高气垫船动载能力,同时具备较高的航速和续航能力,所以在军事上很有发展前途。例如,用于装备大中型的战斗舰艇、军需补给船等。美国大力发展侧壁式气垫船的长处,拟将高速侧壁式气垫船用于装备反潜驱逐舰、小型航空母舰或海洋控制舰等。美国前海军作战部部长朱姆沃尔特海军上将曾断言:“如同核潜艇出现一样,高速侧壁式气垫船具有变革海战的潜力,值得引起海军特别重视。”

目前,气垫船正向大型化发展,这样既增加了运载能力(全浮式向500-1000吨发展,侧壁式则更大),同时,也有利于全天候的航行。因为随着吨位的增大,即使在恶劣的气候和海况条件下,气垫船仍能正常运行,减少失速,而且适航性稳定,同时,更能适应酷热、严寒以及其他恶劣的自然条件。

同时,各型的气垫船也正向适用化方向发展,以求提高其稳定性、舒适性,改善其经济性,降低噪声,减少维护保养工作。

随着现代科学技术的发展,气垫船技术将有重大的突破。可以预言,气垫船不仅会成为未来海上舰艇的中坚,而且将成为内河和海洋运输力量的重要组成部分。