船用氣囊縱向下水工程中的氣囊運動機理

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)船體相對于地面移動一個微量的距離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)生相對運動，則氣囊上下表面產(chǎn)生一個相對位移s（即從O點移動到了O’點），氣囊產(chǎn)生剪切變形。在圖9.1中，實線輪廓是氣囊未變形時的形狀。產(chǎn)生剪切變形后的瞬間形狀用灰色點劃線來表示。


9.1 氣囊運動機理

由于氣囊內(nèi)部壓力的作用，氣囊運動方向前后端的自由表面會恢復(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了s/2的距離。這就證明了氣囊中心相對于地面的運動速度等于船體相對于地面運動速度的一半。
式中：vG——氣囊中心相對于地面的運動速度；
vS——船體相對于地面的運動速度。
這是氣囊上下接觸面不產(chǎn)生相對滑移情況下的理論速度，實際上，氣囊在滾動過程中，由于在整個長度上，滾動速度會有微小不均勻，氣囊囊壁會產(chǎn)生蠕動來保持平衡，微小的滑移或蠕動現(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會減小氣囊相對于船體的運動速度；氣囊與地面間產(chǎn)生的微小滑移或蠕動會增加氣囊相對于地面的運動速度。但在正常的情況下，相對于氣囊滾動速度來說，增量應(yīng)該是一個較小的量級。因此，粗略地說，氣囊運動速度為船體下行速度之半是正確的。