船用气囊纵向下水工程中的气囊运动机理

jimosea

　气囊在船底下被压成扁平的形状，其不接触船底或地面的自由表面由于内部压力（垂直于囊壁的气压）的挤压和表面张力的作用而呈圆弧形。
当船体相对于地面移动一个微量的距离s，如果气囊的外表面与船底或地面的摩擦力足够大，以致不产生相对运动，则气囊上下表面产生一个相对位移s（即从O点移动到了O’点），气囊产生剪切变形。在图9.1中，实线轮廓是气囊未变形时的形状。产生剪切变形后的瞬间形状用灰色点划线来表示。


9.1 气囊运动机理

由于气囊内部压力的作用，气囊运动方向前后端的自由表面会恢复自然的圆弧形状（见图9.1中的灰色虚线轮廓），恢复形状后的气囊中心移动了s/2的距离。这就证明了气囊中心相对于地面的运动速度等于船体相对于地面运动速度的一半。
式中：vG——气囊中心相对于地面的运动速度；
vS——船体相对于地面的运动速度。
这是气囊上下接触面不产生相对滑移情况下的理论速度，实际上，气囊在滚动过程中，由于在整个长度上，滚动速度会有微小不均匀，气囊囊壁会产生蠕动来保持平衡，微小的滑移或蠕动现象是存在的，导致气囊速度的微小增量也是必然的。气囊与船底面间产生的微小滑移或蠕动会减小气囊相对于船体的运动速度；气囊与地面间产生的微小滑移或蠕动会增加气囊相对于地面的运动速度。但在正常的情况下，相对于气囊滚动速度来说，增量应该是一个较小的量级。因此，粗略地说，气囊运动速度为船体下行速度之半是正确的。