三、船舶操纵性能之船速.ppt

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1、项目三：船舶操纵性能任务一：船速一、船舶的阻力与推力（一）船舶阻力（Resistance）船舶阻力可分为基本阻力和附加阻力。1、摩擦阻力Rf大小与船体湿水面积成正比，与航速的1.825次方成正比2、兴波阻力Rw大小约与航速的4~6次方成正比3、涡流阻力Re大小与航速的平方成正比附加阻力附加阻力由污底阻力、附体阻力、空气阻力和汹涛阻力组成。附加阻力的大小取决于风浪大小、船体污底轻重、船型、载况以及航道窄浅情况。（二）推力1、推进器种类固定螺距螺旋桨FPP、可变螺距螺旋桨CPP，还有明轮、平旋式推进器、喷水推进器和Z形推进器等。2、推力2、推力对于给定的船舶，其螺旋桨推力T的

2、大小与转速n、船速Vs以及螺旋桨桨轴在水中的沉深h有关。当船速一定时，转速越高，推力越大，且推力与转速的平方成正比；当转速一定时，船速越低推力越大，随着船速的提高，推力逐渐下降；系泊状态时推力最大。吸入流与排出流（1）吸入流流向螺旋桨的流称为吸入流。其特点是：范围大；流速慢；流线平行。（2）排出流离开螺旋桨的流称为排出流。其特点是：范围小；流速快；流线旋转（3）排出流在操纵中的应用可利用排出流的特点增加舵效。吸入流与排出流螺旋桨旋转时，产生螺旋桨流，由吸入流和排出流组成。流离螺旋桨盘面的水流流向螺旋桨盘面的水流特点：范围窄，流速快，流线具有较强的螺旋性特点：范围宽，流速慢

3、，流线几乎相互平行尾首吸入流与排出流图3、滑失与滑失比3、滑失与滑失比SwpVpVsnPdQdTdPr2πrnαβOABC滑失与滑失比3、滑失与滑失比螺旋桨所能给出的推力大小取决于螺旋桨的滑失（比）。当转速一定时，滑失越大，滑失比越高，则冲角α便越大，所得到的推力就越大。当转速一定时，船速越低，滑失比越大，推力越大。当船速不变时，提高转速，滑失比增大，推力也将增大。船舶在受限水域内操船，为提高舵效，往往采取先降速（即），然后再加大转速n的方法，尽可能地提高滑失比。基本阻力与船速之间的关系对于给定的船型，基本阻力的大小与吃水、船速有关，即：R＝ƒ(d,v)由图可见：当d一定

4、时，船速V增加，R0也增大；当V一定时，吃水d增加，R0也增大；由图还可以看出：低速时，R0随船速V呈线性变化；高速时，R0随船速V呈非线性变化，且需要的推力越大。基本阻力与船速之间的关系主机IHPBHPSHPDHPTHPEHP推进器中间轴50%左右100%二.主机功率1、主机功率1）推进器功率的名称(1)机器功率（Machineryhorsepower）MHP①指示功率(Indicatedhorsepower)IHP(往复式蒸汽机)②制动功率(Brakehosepower)BHP(柴油机)③轴功率(Shafthorsepower)SHP(气轮机)(2)收到功率(Deli

5、veredhorsepower)DHP(3)推力功率(Thrusthorsepower)THP推进器收到功率后,产生推船前进的功率称为推力功率.它等于推进器发出的推力T和推进器与水相对速度VP的乘积。即:THP=T·VP/1000(kW)式中:推力T的单位为N;VP单位为m/s;THP单位为kW。从主机主轴尾端轴管螺旋桨的功率(4)有效功率(Effectivehorsepower)EHP是指克服R(阻力),以船速VS行进所必需的功率.它等于船舶阻力R与船速VS的乘积EHP=R·VS/1000(kW)2、各功率之间的关系⑴传送效率ηc，收到功率DHP与机器功率MHP之比一般

6、为0.95-0.98称为传送效率DHP/MHP中机0.95-0.97尾机0.97-0.98⑵推进系数ηP,有效功率EHP与收到功率DHP之比EHP/DHP称为推进系数,其大小与推进器种类、数量、性能、船型、船舶大小因数不同而变化.推进系数（推进器效率）EHP/DHP0.60—0.75(3)推进效率=有效功率EHP/主机功率MHP0.50-0.70通常R与VS平方成正比,主机功率MHP与VS3次方约成正比。由此可见主机发出的功率变为船舶推进有效功率后损失将近一半。船速的分类在一定范围内，螺旋桨转速n越高，船速V越大。但是，对于给定的船舶主机，其转数的提高不是无限的一旦超出这

7、个范围，主机将超负荷运转，最终可能损坏主机，因此不得不对船速作出一定的限制。（1）额定船速（2）海上船速（SeaSpeed）（3）港内船速（HarbourSpeed）（4）经济船速（HarbourSpeed）三、船速的分类（1）额定船速新船验收后的主机，可供海上长期使用的最大功率称为额定功率NH，与其相对应的转数称为额定转数nH，该条件下主机发出的转矩称为额定转矩QH，相应的船速称为额定船速VMAX。定义：在深水中，在额定转速下船舶所能达到的最大静水船速称为额定船速VMAX额定船速随着船舶老化和主机的使用年限逐步降低。（1）额