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1、武汉造船2000年第4期(总第133期)文章编号:10011684(2000)040103浅水对实船试航航速和轴功率测量结果的影响熊鹰吴东立(海军工程大学,武汉430033)(海军驻434厂代表室,广西545006)摘要:若高速船试航时,存在浅水影响,则应对航速和轴功率测量结果进行修正,以便准确预报实船的快速性;本文的修正结果与实测结果吻合良好。关键词:实船试航;轴功率测试;浅水影响修正中图分类号:U661.31文献标识码:AAbstract:Iftheshalloww
2、atereffectexistsinthetrialofhighspeedship,amodificationshouldbemadeforthemeasuredresultsofshipspeedandshaftpowertopredicttherapidityofshipaccurately.Thepresentpaperprovidesamodifyingmethod,withwhichthepredictedresultsareagreedwellwiththetrialresults.Keyw
3、ords:Shiptrial;Shaftpowermeasurement;Shallowwatermodification在浅水影响的测试结果换算至深水条件下试航结1前言果的方法,并与相应的深水测试结果进行了比较。实船试航时对船的航速、主机轴功率及转速的测量,是验证船舶的快速性能是否满足设计要求的有效手段,是实船试航中重要的测试内容。目前实船试航时仍广泛采用叠标法确定其航速,因此测速试验只能在专门的测速场进行,而测速场的水深条件是一定的。即使采用GPS方法测速,我国沿海地区的大多数测速海域和内河测速区
4、域的水深条件,对于近年来发展迅速的高速船而言亦属于浅水。关于受到浅水影响时,船舶[1]阻力的计算已有了一些方法,而在这种水深条件下得到的关于航速、主机轴功率和转速的测试结果,由于存在浅水影响,如不进行适当修正亦将难以直接预报船期望的深水条件下的快速性能。图1深、浅水船体阻力比较一般情况下,当以水深h定义的水深付氏数Fnh>0.6(Fnh=v/gh)时,船舶的阻力性能将明显不同于深水时的情况(如图1所示),即存在浅水影响。相应地,这时测得的实船工作点为A,而与之相应的深水中的实船工作点应为B(如图2所示
5、)。可见,与期望的深水条件下的值相比,对于同一螺旋桨转速,测得的主机功率值Ps大了,而航速值Vs小了。本文以某一实船测试结果为例,讨论了将存收稿日期:20000402作者简介:熊鹰(1958),男,博士,副教授图2深、浅水实船工作点比较1浅水对实船试航航速和轴功率测量结果的影响∀∀∀熊鹰吴东立定义浅水与深水中剩余阻力系数之比为:2方法与步骤=Crh/Cr(1)假设已知在浅水中主机轴功率、转速,及航速且浅水剩余阻力峰值对应的付氏数Fncr为临界的一组对应的实测值,并且已知螺旋桨的敞水性付氏
6、数,它可表示为:征曲线,则可按以下步骤换算至深水条件下相对(h/L)+.019Fncr=(2)于同一转速的主机轴功率和航速,从而得到所需1.31092要的船舶快速性能。式中:n/L∀∀∀水深与设计水线长之比。2.1推算实船的伴流分数及阻力那么,当Fn=V/gh#Fncr时为亚临界,这时船舶设计阶段,设计螺旋桨和预报船舶快速有性时所依据的船体阻力、螺旋桨敞水性能及相互1=f+f3(3)f1!(Fncr-Fn)+f2影响系数等,由于有时是由图谱和经验公式估算的,有时虽然是通过模型试验确定的,但由于附体式中
7、:f=-1.742(h/L)+2.5142尺度效应等原因,使得上述数据都可能与实际情f1=1/[0.03073(h/L)-0.0001638]3.44况不完全符合。一般地,与船体阻力和相互影响f2=136.8(h/L)+0.12722系数相比,螺旋桨的敞水性能的数据更可靠一些,f3=1/[-13.23(h/L)+28.81]+0.9394故可认为其是准确的。因此,为了使计算结果能而当Fn>Fncr时为超临界,这时有与实测结果更好地吻合,可根据实测结果推算出1=2+g3(4)实际的伴流分数,即将上述可能存
8、在的误差一并g1!(Fn-Fncr)+g2归结于进行修正。另外,由于目前的实船测试中式中:2还难以直接测量螺旋桨的推力,故只能根据螺旋g1=1/[0.3906(h/L)-0.2162(h/L)+桨的敞水性曲线计算出其推力,再换算为船体的0.03032]3.772阻力。这样得到的船体阻力显然包含附体阻力等g2=198.4(h/L)+0.1585成分。计算可按下面步骤进行。g3=0.4909th[4.506(h/L)]+0.
