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《三桨船船模自航试验推进因子分析方法探讨》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、武汉交通科技大学学报JournalofWuhanTransportationUniversity第22卷第2期Vol.22No.2April19981998年4月三桨船船模自航试验推α进因子分析方法探讨王兴权陈秋芝王德恂(武汉交通科技大学船舶及海洋工程系武汉430063)摘要:三桨船船模自航试验时,由于三个螺旋桨之间会发生相互干扰,各螺旋桨的负荷及克服的阻力也不尽相同.本文对三桨船自航试验推进因子的分析方法进行了比较、分析;提出应首先按螺旋桨的有效推力来分配各桨克服的船的阻力,再进行推进因子分析的数据分析新方法.关键词:三桨船;自航试验;数据分析;推进因子中图法分类
2、号:U66113130概述合理选择船舶的推进因子,包括伴流分数W、推力减额分数t、相对旋转效率Γr等,是螺旋桨图谱设计时成败的关键.而船舶推进因子通常通过船模自航试验并对自航试验的数据分析处理后才能准确获得.自航试验推进因子分析方法除与自航试验时采用的方法不同之外,还与螺旋桨的数目有关.若船后工作的螺旋桨发出的推力为T,船以速度vm前进,所受到的阻力为Rtm.对单桨船则有Rtm=T(1-t).式中t为反映船体与螺旋桨之间相互影响的推力减额分数.对双桨船,由于螺旋桨左右对称布置,可近似地认为Rtm=2T(1-t).对单桨及双桨船,螺旋桨发出的推力T与船舶前进时所受到的
3、阻力Rtm之间的对应关系是非常清楚的.但是,对三螺旋桨船来说(假定三个桨的布置如图1所示),由于三个螺旋桨在船后的位置及布置方式不同,螺旋桨工作处的流场就不同;即使三个桨布置相同,也由于螺旋桨旋向的不同,相互之间的干扰使螺旋桨的流体动力特性也不尽相同,即发出的推力及转矩不尽相同;若再考虑船体与螺旋桨之间的相互影响,则三桨船螺旋桨发出的推力与船舶前进时所受到的阻力之间的关系就不十分明确.是否螺旋桨发出的推力大,其克服的阻力也大?中间桨和舷边桨所克服的阻力是如何分析的?如何进行三桨船自航试验的推进因子分析,才能获得真实的推进因子,是人们关注的问题.图1桨舵布置示意图1三
4、桨船船模自航试验推进因子分析方法比较三桨船船模自航试验推进因子分析与单桨船及双桨不同之处在于:对单桨船及双桨船,螺旋桨发出的推力与船的阻力之间的关系是明确的;而三桨船存在船的阻力如何分配问题.对阻力的分配方法不同,推进因子分析方法亦不同.现将典型的处理方法简述如下.方法一详见交通部上海船舶运输科学研究所《川江新型推轮试验研究》报告之二.本法不进行阻力的各桨分配,且假定两个舷边桨不受中桨的影响,中桨与舷边桨的推力减额分数t均相同,则有推力减额分数t=t(M)=t(S)=Rtm-FD1-Tm(M)2Tm(S)式中Rtm——船模总阻力;FD——船模摩擦阻力修正值;Tm——
5、船后螺旋桨的推力;(M),(S)——分别为中间桨和舷边桨.α收稿日期:19980219王兴权:男,52岁,副教授·146·武汉交通科技大学学报1998年第22卷根据中桨的推力Tm(M)和转矩Qm(M)可求小,都只能克服船体阻力的1ƒ3,也值得推敲.武汉交通科技大学船模试验池在进行三桨船试验时曾采用三个桨的实测推力的大小来分配船的阻力,发现在深水的情况下,各桨克服的阻力均为船体阻力的1ƒ3左右,比较符合实际;但是在浅水自航时,特别是在水深吃水比(HƒT)较小时,三个桨之间的干扰较显著,尤其是中桨的流体动力特性变化很大,仍按克服1ƒ3的船体阻力来分析推进因子,所得结果极
6、不合理.我们认为:由于三桨船的螺旋桨工作条件不同及三个桨之间的相互干扰,其推力减额分数t不尽相同,在浅水及三个桨之间相互干扰影响突出时,其差异更明显.因此,三桨船每个桨克服的船体阻力应根据每个桨的有效推力Te来分配,即出Tm(M)推力系数KT(M)=Θn24mDmQm(M)转矩系数KQ(M)=Θn25mDm式中Θ——水质量密度;nm——螺旋桨转速;Dm——螺旋桨直径.用等推力方法在中间桨的敞水性征曲线上插值求出进速系数J(M)及转矩系数KQ0(M).则中间桨的推进因子可求出.J(M)nmDm伴流分数W(M)=1-vmJ(M)KT(M)敞水效率Γ0(M)=2ΠKQ0(
7、)MKQ0(M)相对旋转效率Γr(M)=()=TeM),(应满足Rtm:MQ()KMRtm(S)=Tm(S)1-t(S)=Te(S).式中的1-t船身效率Γh(M)=1-W(M)Rtm(M)、Rtm(S)分别表示中桨和边桨克服的船体阻力.这是最合理的阻力分配方式.解决了三桨船每个桨克服的阻力分配问题,也就解决了三桨船的推进因子分析问题.但是其中的t(M)及t(S)又正是推进因子分析问题中需要求解的未知量.对此作了些探讨,并把它们归类为方法三.即按有效推力来分配船舶阻力的方法.准推进系数QPC(M)=Γ0(M)Γr(M)Γh(M)同理可以求出舷边桨的WΓh(S)及
