《噴水推進技術及工程設計》以噴水推進基本概念和發(fā)展歷程開篇,重點論述了噴水推進理論、載體噴水推進系統主要參數優(yōu)化與航行特性預報技術及噴水推進分系統,即從船舶(載體)總體性能出發(fā),以噴水推進與船體、主機的匹配和相互影響為主線,在水動力性能和流噪聲等方面進行平衡融合,優(yōu)化出相對噴水推進裝置。在此基礎上循序漸進地闡述了噴水推進裝置各分系統的結構、工程設計原理和方法,并介紹和探討了噴水推進水動力數值模擬、流噪聲控制技術及噴水推進專項試驗等新技術。
《噴水推進技術及工程設計》可作為從事噴水推進工作的科研設計單位、高等院校的師生、科研人員以及相關專家和學者的參考書,也可供船廠、艦船使用部門的工程技術人員閱讀。
噴水推進技術是一種集推進和操縱為一體,有時代特征的先進推進方式,裝有噴水推進裝置的艦船及載體具有推進效率高、水動力噪聲低、抗空泡性能好、適應變工況能力強、操縱性能佳等優(yōu)點,契合了當今艦船對快速性、安靜性和機動性等指標日益提高的要求。近40年來在新型高速艦船、潛艇、兩棲車輛和高性能船上得到廣泛應用。
20世紀60年代末,邊防部隊急需淺水航道高速噴水推進巡邏艇。為此,中國船舶及海洋工程設計研究院于70年代初設立專門機構對噴水推進技術進行系統研究,我從此開始涉足這一新的推進領域,一千就是40多年。
噴水推進裝置通常由進水流道、噴水推進泵、操舵倒航機構、液壓系統和自動控制系統五大部分組成,噴水推進泵是該裝置的主體。噴水推進技術涉及船舶、水泵、機械、噪聲、液壓、控制和材料等多種學科,比常規(guī)螺旋槳推進要復雜得多。
噴水推進技術和噴水推進載體推進系統及噴水推進裝置的研究設計,涉及兩個重要的層面,是本書進行研究探討的重點。
首先,在噴水推進載體推進系統的總體設計中,噴水推進主要參數的優(yōu)化選擇是第一個重要層面。具體而言,在給定載體航行阻力、艉部線型、吃水狀態(tài)、航速要求、布置約束條件和主機主要參數或外特性等設計輸入條件下,我們遇到如下問題:確定配置什么樣的噴水推進裝置相對最優(yōu)?噴水推進系統的基本參數是什么?選擇什么樣的泵型作為噴水推進泵?噴水推進泵的性能指標要求依據是什么?在此基礎上可達到的船舶噴水推進性能指標是什么?要解決這些問題,必須首先要對噴水推進技術有基本的了解。此外,還必須掌握噴水推進的基本理論、載體艉部流場與噴水推進泵進口流場的相互影響情況、載體與主機和噴水推進泵的匹配優(yōu)化等關鍵技術。本書第1章至第6章主要論述的就是這方面的內容。
其次,在噴水推進主要參數優(yōu)化選擇完成后,怎樣得到主參數優(yōu)化選定的噴水推進裝置系統是第二個重要層面,即通過什么方法設計出所需要的性能優(yōu)良的噴水推進泵、進水流道、方向舵倒航斗、操控機構和自動控制系統。本書的第4、5、7、8章介紹的就是這方面的內容。至于液壓系統,由于是十分成熟的技術,國內外主要的噴水推進公司或供應商,基本采用選配方式外購,只對供應商提出設計輸入條件和功能要求,由供應商完成組配調試后交貨。所以在本書中沒有對液壓系統做專門的討論。
本書的第1章對噴水推進技術做了論述;第2章對噴水推進的應用情況做了介紹;第3章重點對噴水推進技術的理論進行研究討論,這是全書的基礎;第4章至第8章將分系統的理論研究和工程設計結合起來討論:第9章至第11章對新技術在噴水推進技術領域的開發(fā)和應用進行探討,具有一定的前瞻性。
全書大部分是作者40余年來對噴水推進技術研究、設計、試驗和應用的成果及經驗總結。撰寫本書的目的是向讀者介紹噴水推進的基本理論和工程設計方法,可供科研、設計人員和用船部門參考,期望通過本書能進一步加快我國噴水推進技術在武器裝備上應用的步伐。
需要說明的是,本書第4章噴水推進泵系統、第9章噴水推進的噪聲及其控制、第10章噴水推進器性能的數值預報技術、第11章噴水推進試驗技術,為保證本書的完整性這4章必不可少,但受本書篇幅的限制,其內容深度不夠。因為噴水推進中噴水的推進泵、流噪聲、流體數值計算(CFD)以及試驗技術本身就可各自成一個主題出專著。其中有關噴水推進泵的設計理論和方法,已有專著正在排版即將發(fā)行(詳情已在4.7節(jié)中做了交代)。第9章至第11章也將先后出專著做深入的研究討論。
本書由王立祥整體構思,第1、2、3章由王立祥執(zhí)筆,第4章由蔡佑林、王立祥、董新國執(zhí)筆,第5章由周加建、王立祥執(zhí)筆,第6章由劉建國、王立祥執(zhí)筆,第7章由張巖、王立祥執(zhí)筆,第8章由龔征華、李剛強、李長海執(zhí)筆,第9章由王宗龍、袁國清、董新國執(zhí)筆,第10章由李寧執(zhí)筆,第11章由陳建平、王立祥執(zhí)筆。全書由王立祥統一修改和統稿。
本書在撰寫過程中,得到盧霖、陳剛、奚立康、俞瑜等各級領導的支持與關心,在統稿編輯中得到周仁吉、梁珺的支持與配合,在此一一致謝。
由于作者水平有限,書中不足之處在所難免,懇請廣大讀者批評指正。