[其他]速差導(dǎo)航技術(shù)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85100786
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號(hào): CN85100786A
• 公開（公告）日: 1986-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程祥長
• 申請（專利權(quán)）人: 程祥長
• 主分類號(hào): B63B43/18
• 分類號(hào): B63B43/18;B63B49/00;G01C21/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

速差導(dǎo)航是根據(jù)內(nèi)河水流的某些規(guī)律和特點(diǎn)而行設(shè)計(jì)的。它以一定距離間（指船舶兩側(cè)水壓傳遞器之間的距離）兩平行水層相對或絕對流動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的速度差作為導(dǎo)航的直接信號(hào)。

按照設(shè)計(jì)要求，內(nèi)河船舶的航向在很大程度上可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化調(diào)節(jié)。即：船舶在行駛中能夠自動(dòng)的避開礁石、淺灘等障礙物的影響而達(dá)到安全導(dǎo)航的目的。

到目前為止，國內(nèi)外導(dǎo)航技術(shù)盡管很多，但真正利用水流本身的規(guī)律和特點(diǎn)而得以實(shí)現(xiàn)的導(dǎo)航技術(shù)至今未見報(bào)導(dǎo)。由此可見，速差導(dǎo)航技術(shù)不但是一項(xiàng)新技術(shù)，而且還是一種新的技術(shù)體系。

由于速差導(dǎo)航的信號(hào)是速度差，所以對于河床復(fù)雜，落差較大的中、上游急流來說，速差導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用就有著特別的實(shí)用價(jià)值。

速差導(dǎo)航技術(shù)作為內(nèi)河現(xiàn)有導(dǎo)航技術(shù)的補(bǔ)充，它不但能提高船舶行駛的安全性，而且還能擴(kuò)大內(nèi)河航道的利用率。

值得指出：速差導(dǎo)航技術(shù)只適用于內(nèi)河航道，而且靜水不能實(shí)現(xiàn)速差導(dǎo)航。

為了對速差導(dǎo)航技術(shù)有一個(gè)比較全面的了解，下面將一一給予介紹。

一、實(shí)施基礎(chǔ)：

速差導(dǎo)航是根據(jù)內(nèi)河水流的某些規(guī)律和特點(diǎn)而行設(shè)計(jì)的，這些規(guī)律和特點(diǎn)是：

1.內(nèi)河水的流動(dòng)性：眾所周知，內(nèi)河水自始至終是流動(dòng)的，真正靜止不流的水實(shí)際上是不存在的。不過流速的大小差別可以很大。流速大的達(dá)每秒4米或更多。流速小的幾乎接近于零。值得指出：內(nèi)河水的流速可以因?yàn)楹恿鞯牟煌煌＜词雇缓恿鳎魉僖矔?huì)因?yàn)闀r(shí)間、位置的不同而不同。這里強(qiáng)調(diào)的是，內(nèi)河水始終是流動(dòng)而不是靜止的。

2.綜合向量的下向性：水力學(xué)告訴我們，內(nèi)河水在流動(dòng)中，其流向是極其復(fù)雜的，它不僅有前、后、左、右向的水平流動(dòng)。同時(shí)還有上、下向的垂直流動(dòng)。盡管如此，其綜合向量始終朝向下游。所謂綜合向量是指內(nèi)河任意垂直橫切面上（以下簡稱過水?dāng)嗝妫┤抠|(zhì)點(diǎn)的水流向量和。

3.流層速度的不均等性：

流體力學(xué)指出：液體是有粘滯性的。由于水的粘滯性和固體邊界-河床的影響。內(nèi)河水在流動(dòng)中，其過水?dāng)嗝嫔媳舜讼噜徺|(zhì)點(diǎn)的流速并不是完全相同的。這實(shí)際上就產(chǎn)生了水層之間的摩阻力。這種摩阻力稱液體的內(nèi)摩阻力。根據(jù)牛頓內(nèi)摩阻定律，內(nèi)河水在流動(dòng)中，發(fā)生在各水層間的既相互帶動(dòng)又相互阻滯的內(nèi)摩阻力的大小。不僅與液體的性質(zhì)有關(guān)。同時(shí)還與水層間的速度梯度和接觸面積有關(guān)。所謂速度梯度是兩水層間的速度差與兩水層間的距離比。其中兩水層間的速度差是產(chǎn)生導(dǎo)航信號(hào)的基礎(chǔ)。

4.邊流與軸流：邊流是總流的一部分。位于河道的邊壁與底壁附近。并由無數(shù)基元流束組成。邊流的特點(diǎn)是：由繞流產(chǎn)生的旋渦和逆流較多。水流方向不夠規(guī)則，水平均流速較小。但流線間的夾角較大。流線曲率較大。屬于非均勻流的突變流或稱急變流的機(jī)會(huì)較多。軸流同樣是總流的一部分，位于邊流之間。也即是位于河道比較中心部位，也由無數(shù)基元流束組成。軸流的特點(diǎn)是：由繞流產(chǎn)生的旋渦和逆流很少。水流方向比較規(guī)則，水平均流速較大，但流線間的夾角較小，流線曲率較小，屬于非均勻流的漸變流或稱緩變流的機(jī)會(huì)較多。必須指出：邊流與軸流沒有絕對界線，而且彼此的范圍大小還會(huì)隨著河床形態(tài)的不同、水位的高低、流速的大小而變化。一般說，河床規(guī)則，流速較小，軸流范圍相對大些，邊流范圍相對小些;反之，河床復(fù)雜，流速較大，則軸流范圍相對小些。邊流范圍相對大些。另外，水位升高。邊流，軸流范圍均可相應(yīng)大些;水位降低，邊流，軸流范圍均可相應(yīng)小些。由此可見，內(nèi)河中的軸流和邊流，非但范圍比例不一，而且深淺寬窄不同。不同的河是如此，即使同一條河的不同區(qū)間或同一區(qū)間的不同時(shí)期亦是如此還必須指出：對于疏通了的航道而言。軸流和邊流有著連續(xù)性，而且軸流在某一流程中由于障礙物阻流還可出現(xiàn)分支。

5.中心流束：上面介紹了軸流和邊流，下面分析軸流中過水?dāng)嗝媾c水面相交線上（以下簡稱相交線）各質(zhì)點(diǎn)的速度大小規(guī)律。由于水的粘滯性和固體邊界-河床的影響，內(nèi)河水在流動(dòng)中其過水?dāng)嗝嫔细髻|(zhì)點(diǎn)的流速并不是完全相同的。相交線上各質(zhì)點(diǎn)的流速也同樣如此。相交線兩端由于接近邊流層，流速是要小些，而相交線中心部位流速是要大些，其中相交線上流速最大的一點(diǎn)或流速最大而又相同的若干點(diǎn)的中間一點(diǎn)稱中心點(diǎn)。倘若把軸流中彼此相鄰的中心點(diǎn)連接起來所構(gòu)成的基元流束稱中心流束。中心流束的特點(diǎn)是：位于軸流較中心的部位，流線間的夾角、流線曲率、速度變化最小。中心流束的流速只能大于或者等于其彼鄰流束的流速。而不可能小于其彼鄰流束的流速。另外，中心流束也可由于障礙物阻流或水位變化而發(fā)生位置的改變。

二、應(yīng)用原理：