船舶气囊下水的气囊滚动阻力的计算

气囊滚动阻力的计算正确与否,主要影响船舶
下水速度、加速度以及钢丝绳牵引力的计算。气囊
滚动阻力的计算从气囊下水实施以来一直颇受关
注,一些文章对此作过专门讨论,但目前尚无法给出
一个较为理想的计算方法。

对气囊滚动阻力的认识有一个过程。一开始把
气囊下水的阻力看成是摩擦阻力,想通过船首牵引
力的测量得到一个类似于滑道摩擦阻力系数的公
式,这一努力取得了一些成果,至少对船首钢丝绳牵
引力的计算提供了依据。但由于对气囊滚动阻力产
生的机理认识不足,这样的公式在理论上存在一些
缺陷。

而圆柱所做
的功又用刚性圆柱体沿弹性基础滚动时的力矩来模
拟,这显然与气囊滚动的条件和机理不符。正如作
者在文中描述的那样:船舶采用气囊下水时,气囊为
弹性柱体,地面和船底平面可近似刚体。因此地面
和船底不会产生弹塑性变形,与刚性圆柱体嵌入弹
性基础滚动时产生摩擦的机理截然不同。该文导出
的滚动摩擦系数:
f=0.056b/R (3)
式中　f———滚动摩擦系数;
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2009年6月
第3期
船　　舶
SHIP& BOAT
June, 2009
NO. 3b———气囊接触面积的半宽;
R———气囊的半径。
对于这个系数的正确性,作者没有给出测试资
料加以佐证。但文中提到,在坡度为5%时,计算的
摩擦力大于船舶下滑力,这有点出乎意料,因为根据
我们现有的实践经验,坡度为5%时,船在气囊垫上
是能依靠重力下滑的。