摘 要

水陆两栖车的快速性在其众多性能中极为重要，快速性也是国内外两栖车研究领域的重点内容，而研究快速性就离不开航行阻力的研究与计算。本文主要研究方法是理论研究方法，通过对两栖车的航行阻力进行分类，建立数学模型，并进行不同外界环境下的两栖车阻力计算来验证数学模型。本文由以下几部分详细研究：

首先对水陆两栖车车辆航行水动力特性进行分析。对航行阻力的研究中依据不同因素对阻力进行分类，探讨了阻力产生的原因，并对主要阻力进行了详细的阐述。根据国内外对阻力计算的研究，对于摩擦阻力，兴波阻力，粘压阻力等进行数学建模，并选择适合的近似估算公式。

然后介绍了两栖车的附件减摇鳍和压浪板。这部分对减摇鳍的发展历史与现状，并对减摇鳍的原理、结构以及工作流程进行详细阐述。并且根据普通减摇鳍的缺点还介绍了一种新型升力减摇鳍的系统与结构。本部分还对压浪板进行了简单介绍。

最后对经过封仓减阻后的水陆两栖车的进行阻力综合计算。通过实船阻力计算的方法来验证近似估算船舶阻力公式的正确性。采用在不同风浪等级的情况下，用理论研究方法中的近似公式对航行阻力进行计算，根据航速、吃水深度的不同来定性分析不同外界环境对船舶阻力的影响，并对结果进行研究分析来验证近似公式。

关键词：快速性；船舶阻力；水陆两栖车；摩擦阻力计算；压浪板；兴波阻力

Abstract

The speed of the amphibious vehicle is extremely important in its many performances. The speed is also a key content in the field of amphibious vehicle research at home and abroad, and the research of the speed cannot be separated from the research and calculation of navigation resistance. The main research method in this paper is a theoretical research method. By classifying the amphibious vehicle's navigation resistance, a mathematical model is established, and the amphibious vehicle's resistance calculation under different external environments is used to verify the mathematical model. This article is studied in detail by the following parts:

First, the hydrodynamic characteristics of amphibious vehicle navigation are analyzed. In the study of navigation resistance, the resistance is classified according to different factors, the cause of resistance is discussed, and the main resistance is elaborated in detail. According to the research on the calculation of resistance at home and abroad, the mathematical modeling of friction resistance, wave resistance, viscous pressure resistance, etc. is carried out, and a suitable approximate estimation formula is selected.

Then introduced the attachment fin stabilizer and wave plate of the amphibious vehicle. In this part, the development history and current situation of fin stabilizers are explained in detail, including the principle, structure and working process of fin stabilizers. And according to the shortcomings of ordinary fin stabilizers, a new type of lift fin stabilizer system and structure are also introduced. This section also gives a brief introduction to the wave board.

Finally, the resistance of the amphibious vehicle after closing the warehouse and reducing the resistance is comprehensively calculated. The correctness of the approximate formula for estimating the resistance of the ship is verified by the method of calculating the resistance of the actual ship. In the case of different wind and wave levels, the approximate formula in the theoretical research method is used to calculate the navigation resistance, and the impact of different external environments on the resistance of the ship is qualitatively analyzed according to the speed and draft. Approximate formula.

key words: Rapidity; ship resistance; amphibious vehicle; friction resistance calculation; wave board; wave resistance

目 录

第1章 绪论 1

1.1 本文研究目的与意义 1

1.2 国内外发展现状 2

1.2.1 国内研究现状 2

1.2.2 国外研究现状 3

1.3 本文研究主要内容 4

第2章 水陆两栖车航行水动力特性分析 6

2.1 航行阻力概况 6

2.1.1 航行阻力分类 6

2.1.2 航行阻力成因 8

2.2 水陆两栖车航行阻力数学建模与计算 10

2.2.1 摩擦阻力计算方法 10

2.2.2 粘压阻力计算方法 13

2.2.3 兴波阻力计算方法 15

2.2.4 总阻力计算方法 15

第3章 水陆两栖车稳定性附件结构 17

3.1 减摇鳍 17

3.1.1 减摇鳍基础知识 17

3.1.2 减摇鳍工作原理 18

3.1.3 升力减摇鳍 20

3.2 压浪板 21

第4章 水陆两栖车封仓减阻计算 24

4.1封仓建组后总阻力计算 24

4.1.1 工况一：三级风三级浪 24

4.1.2 其他工况下的总阻力计算 30

4.2 不同工况下的阻力对比 32

4.2.1 航速不同时的总阻力 32

4.2.2 吃水深度不同时的总阻力 33

4.2.3 风浪等级变化时的总阻力 33

第5章 总结与展望 34

5.1 总结 34

5.2 展望 35

参考文献 36

致谢 39

第1章 绪论

1.1 本文研究目的与意义

水陆两栖车是一种既可以在陆地上行驶又可以在水上航行的特殊车辆，相比于船舶，由于两栖车辆具有“水上快速而隐蔽、陆上机动 而灵活、以及在水陆交界处所具有的独特通行性能”等特点，因而在军事和民用领域具有广泛的应用价值^[1]。

我国在水陆两栖车车辆方面的研究要较国外研究时间更晚一些，由于研究起步较晚，因此技术上和外国也有很大的差距。并且随着世界贸易以及经济全球化的快速发展，海运在其中有着重要的角色，所以提高我国水陆两栖车辆水上性能已经成为了当务之急。近年来，储波营运成本的扩大，特别是由于燃油价格变动引起的各大航运公司的营运成本压力急剧增加^[2]。这时航行快速性与稳定性成为了十分重要的研究课题。

在水陆两栖车的各种航行性能中（如稳性，耐波性、浮性、抗沉性、操纵性等等），两栖车的快速性是非常重要的^[3]。这使得提高两栖车的快速性成为了降低运输成本，提高两栖车能效，提高市场竞争力的重要途径之一。过低的航速使得两栖车运输时间成本与油耗都大幅增加，不仅影响其利润，更让影响节能减排的船舶能效运营指数不断提高。在使船舶尽可能消耗小的主机功率的同时仍可维持一定航速的能力就称为快速性，因此两栖车航行的速度越高，且在船舶主机功率给定的情况下，就越说明两栖车的快速性能越好。因此，提升快速性最重要的一个方面就是减小两栖车水上航行过程中受到的阻力，而一个快速高效又准确地计算两栖车阻力的方法是至关重要的。