1. 选题目的及意义：

   乌江为贵州省第一大河,长江上游右岸最大支流,是国家规划的“两横一纵两网十八支线”内河高等级航道重要组成部分,也是贵州省“两主三辅”出省水运主通道的骨干。峡谷河流超高水头梯级水运通道开发关键技术研究及应用是专门解决高山峡谷地区河流通航问题的关键技术专项研究,不仅将解决乌江航道提等升级,使千吨级船舶也能顺利通达,也将成为我国中西部省份筑有高坝的断航河流如何实现船舶畅通无阻,成为同类型山区航道通航“痛点”解决的技术范本。

   其中，针对船舶在长距离通航隧洞内的通行问题,通航隧洞船舶用牵引机构设计与研究是船舶在隧洞通行过程中的关键之处。其设计需考虑借鉴国外船舶牵引系统,使船舶在隧洞内熄火,通过牵引系统外力及水流浮力运行,尽可能规避船舶受有限空间、长距离、低照度、库区突风等复杂通航环境的影响而可能产生的诸多安全险。

牵引机构，是提高船舶通航作业效率，减少劳动配置，确保船舶进出操作安全的重要机构，其可靠性决定着船舶能否安全、顺利地进出。例如在船坞中，传统的船坞牵引系统是在船坞两则的牵引轨道上各设一台牵引小车，牵引小车在绞车的牵引下拖带船舶进出坞。

目前课题组针对乌江通航隧洞长距离、超大断面等特点，结合通航隧洞内船舶运行条件和标准船型特征，综合分析通航隧洞内各种船舶运行方式的适应性；构建涉及社会、经济、安全、环保、运行效率、节能等多准则决策模型，重点开展通航隧洞内船舶曳引系统关键技术研究，根据船舶结构特点和隧洞航道水文情况，仿真模拟曳引系统运动和荷载，解决曳引船舶运动轨迹的精确控制问题，提出安全、可靠、节能环保的船舶曳引系统方案，并进行相关模型试验验证。

本文则以通航隧洞船舶牵引机构设计为目标，在实验室水池给定的通航条件下（航道和被牵引船舶的相关参数已知），设计模拟牵引小车在实验室水池环境下工作状态，采用4组牵引小车，成一定角度拉动试验小船前进行通航隧洞内曳引系模型试验。通过实验室环境下，对实验牵引小车进行进行相关模型试验验证。

因此，在实验室环境下，对通航隧洞船舶牵引机构模型试验论证其可行性将有助于为课题项目提供指导和借鉴意义，为曳引小车运动控制方案提供试验平台。

国内外研究现状：

船舶牵引技术在通航建筑物已有应用（如巴拿马船闸），尤其是国内大型船坞中船舶进出船坞牵引技术的应用已非常成熟。由牵引绳由驱动设备的前滚筒引出通过导向轮机构，连接到引船小车的一端，牵引绳同时连接引船小车的另一端，通过导向轮机构接回驱动设备的后滚筒上。驱动设备通过电动机和传动机构使前后滚筒同向旋转，依靠绳槽与牵引绳之间的摩擦力完成牵引力的加载，其中一滚筒放绳、另一滚筒收绳，使得布置在两岸上的引船小车可跟随牵引绳沿轨道正、反向移动行进。引船小车移动行进完全靠牵引绳传递牵引力，牵引小车与被牵引船舶通过拖船缆绳连接，小车通过拖钩及拖船缆绳带动被牵引船舶移动，完成船舶牵引动作。