船用氣囊縱向下水工程中的氣囊運(yùn)動(dòng)機(jī)理

jimosea

　氣囊在船底下被壓成扁平的形狀，其不接觸船底或地面的自由表面由于內(nèi)部壓力（垂直于囊壁的氣壓）的擠壓和表面張力的作用而呈圓弧形。
當(dāng)船體相對(duì)于地面移動(dòng)一個(gè)微量的距離s，如果氣囊的外表面與船底或地面的摩擦力足夠大，以致不產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則氣囊上下表面產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)位移s（即從O點(diǎn)移動(dòng)到了O’點(diǎn)），氣囊產(chǎn)生剪切變形。在圖9.1中，實(shí)線輪廓是氣囊未變形時(shí)的形狀。產(chǎn)生剪切變形后的瞬間形狀用灰色點(diǎn)劃線來(lái)表示。


9.1 氣囊運(yùn)動(dòng)機(jī)理

由于氣囊內(nèi)部壓力的作用，氣囊運(yùn)動(dòng)方向前后端的自由表面會(huì)恢復(fù)自然的圓弧形狀（見圖9.1中的灰色虛線輪廓），恢復(fù)形狀后的氣囊中心移動(dòng)了s/2的距離。這就證明了氣囊中心相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)速度等于船體相對(duì)于地面運(yùn)動(dòng)速度的一半。
式中：vG——?dú)饽抑行南鄬?duì)于地面的運(yùn)動(dòng)速度；
vS——船體相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)速度。
這是氣囊上下接觸面不產(chǎn)生相對(duì)滑移情況下的理論速度，實(shí)際上，氣囊在滾動(dòng)過(guò)程中，由于在整個(gè)長(zhǎng)度上，滾動(dòng)速度會(huì)有微小不均勻，氣囊囊壁會(huì)產(chǎn)生蠕動(dòng)來(lái)保持平衡，微小的滑移或蠕動(dòng)現(xiàn)象是存在的，導(dǎo)致氣囊速度的微小增量也是必然的。氣囊與船底面間產(chǎn)生的微小滑移或蠕動(dòng)會(huì)減小氣囊相對(duì)于船體的運(yùn)動(dòng)速度；氣囊與地面間產(chǎn)生的微小滑移或蠕動(dòng)會(huì)增加氣囊相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)速度。但在正常的情況下，相對(duì)于氣囊滾動(dòng)速度來(lái)說(shuō)，增量應(yīng)該是一個(gè)較小的量級(jí)。因此，粗略地說(shuō)，氣囊運(yùn)動(dòng)速度為船體下行速度之半是正確的。