船舶操纵基础知识课件

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1、国家级精品课程《船舶操纵》第一章船舶操纵性能上海海事职业技术学院王忠第一章船舶操纵性能第一节船速与主机功率一、阻力和推力（一）船舶阻力船舶阻力按其形成的性质可分为空气阻力和水阻力，按其特征又可分为基本阻力R0和附加阻力△R两部分，即R=R0+△R基本阻力由摩擦阻力Rf、涡流阻力Re和兴波阻力Rw组成，后两者通常也称为剩余阻力Rr也即压差阻力。1、摩擦阻力Rf：船体对水运动时，由于水的粘性，在船体周围水和船体湿表面之间产生的阻力。它的大小取决于船体的湿水面积、船体的粗糙度和船速，与船体湿表面面积成正比，

2、与航速的1.825次方成正比。总阻力的70%～80%左右。第一章船舶操纵性能2、兴波阻力RW：沿船体首尾方向由于兴波而构成压力差所产生的阻力称为兴波阻力。兴波阻力RW约与航速的4～6次方成正比。随着船速的提高，兴波阻力所占比重将增大。3、涡流阻力Re：船体表面形状急剧变化处产生涡流，这种涡流形成的阻力称为涡流阻力。该阻力与船体的形状和对水流的位置有关，所以又称为形状阻力。它的大小与航速的平方成正比。涡流阻力一般不足总阻力的10%，船型优良的船可控制在5%以下。低速船中速船高速船Rf70％50％35％R

3、e20％15％10％Rw10％35％55％第一章船舶操纵性能4、附加阻力由污底阻力Rs、附体阻力RA、空气阻力Ax和汹涛阻力Rh组成。(1)污底阻力Rs：水下船体生锈及海洋生物附着其上而增加的阻力称污底阻力。出坞3个月内该阻力不考虑，3个月后每月递增3%,6个月后每月递增6%。(2)附体阻力RA：指由于舵、舭龙骨及轴包架等附体对水运动而增加的一部分阻力。与附体大小有关。(3)空气阻力Ax：指空气作用于水面上的船体及上层建而产生的阻力。与相对风速有关，占总阻力的2％～4％。(4)汹涛阻力Rh：船舶在风浪

4、中航行，由于风、浪的作用及船身的剧烈摇摆运动而产生的阻力。与波高有关。第一章船舶操纵性能（二）推力1、推进器FPP（fixedpitchpropeller）螺旋桨CPP（controllablepitchpropeller）推进器平旋桨VSP（cycloidalpropeller）明轮（paddlewheel）喷水器（jetpropulsion）单桨船的螺旋桨按其旋转方向又可分为右旋式和左旋式两种,大多数商船均采用右旋式。双桨船的螺旋桨按其旋转方向可分为外旋式和内旋式两种，一般FPP双桨船多采用外旋式

5、，而CPP双桨船则多采用内旋式。第一章船舶操纵性能2、螺旋桨的推力和转矩推力:水对螺旋桨的反作用力在船首方向的分量就是推船前进的推力T。吸入流排出流螺旋桨流螺旋桨流吸入流－范围较宽、流速较慢、流线平行排出流－范围较窄、流速较快、流线螺旋第一章船舶操纵性能螺旋桨产生推力和转矩的基本原理Vp2nrURdTdQdLdDdPakT=g·w·KT·n²·D4(N)MQ=g·w·KQ·n²·D5(Nm)第一章船舶操纵性能3、滑失和滑失比(1)滑失S：螺距P与进程hp之差，称滑失S，即S=P-hp，螺旋桨理论

6、上应能前进的速度nP与螺旋桨实际对水速度Vp之差，称为滑失速度，也可称为真滑失S，即：S=nP-Vp(2)滑失比Sr:滑失与螺距之比，称为滑失比Sr。或定义为滑失速度与理论上可以前进的速度nP之比。即:Sr=P-hp/P=1-hp/P或Sr=np-Vp/np=1-Vp/nP若不考虑螺旋桨盘面处的伴流速度，而以船速Vs代替上述各式中的VP，则分别称为虚滑失S’和虚滑失比Sr’即：S’=np-VsSr’=np-Vs/np=1-Vs/nP第一章船舶操纵性能4、滑失与推力的关系(1)转速一定时，滑失越大，滑失

7、比越高，推力越大。(2)转速一定时，船速越低，滑失比越大，推力越大。(3)船速不变时，提高转速，滑失比增大，推力也将增大。(4)Sr<1船舶前进，螺旋桨正转，或船舶后退，螺旋桨反转(5)Sr>1船舶前进，螺旋桨反转，或船舶后退，螺旋桨正转(6)Sr>>1船舶前进（或后退）速度较高，螺旋桨反转（或正转）速度越高(7)Sr=1船舶速度、伴流速度与桨的进速为零当Vp=nP时,Sr=0,则在该转速n时螺旋桨产生推力趋于零；而当Sr越高，螺旋桨产生的推力就越大。第一章船舶操纵性能二、主机功率（一）最大持续输出功

8、率主机在平台试验时由测功器在飞轮端测得的最大有效功率，又称铭牌功率或额定功率。用MCR表示。（二）约定最大持续输出功率船上实际使用的最大持续功率，该功率和转速均低于额定功率，一般用SMCR或CMCR表示。SMCR是90%MCR；CMCR是85%MCR，通常称为服务功率。（三）过载输出功率指可供短时间使用的超过约定最大持续功率的输出功率，约为105%-110%MCR。（四）倒车输出功率指倒车时的最大输出功率,约为40%-60%MCR。第一章船舶操纵性能三、