《船舶操纵》课件

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1、船舶操纵第一章船舶操纵性能第一节船速与冲程一、船速与阻力、推力的关系1.船舶阻力R=R。+△RR。=Rf+Rr=Rf+Re+Rw△R=RF+RA+Ax+RR摩擦阻力决定于船体的湿表面积S，表面粗糙度和船速，在一般商船速度范围内约占全部阻力的70％～80％;剩余阻力决定于船体形状和船速，约与船速2～3次方成正比。从海船角度看，对于给定的船舶，其基本阻力R。的大小与船舶吃水、航速有关。其变化规律为：基本阻力R。随船舶吃水d的增加而增加；随船速的提高而增加，在船速较低时基本阻力R。增加得较缓慢，在船速较高时，基本阻力则增加得较快。2.

2、船舶推力船舶推力是指转动的螺旋桨推水向后，水对螺旋桨的反作用力在船首方向的分量。倒车时，则产生指向船尾的拉力。流向螺旋桨盘面的流称为吸入流，离开螺旋桨盘面的流称为排出流。吸入流的特点是流速较慢、范围较大，流线几乎相互平行；排出流的特点是流速较快，范围较小。水流旋转激烈。对于给定的螺旋桨，它所产生推力T和转矩MQ的大小与其转速n、船速Vs，以及螺旋桨轴在水下的沉深有关。船速Vs一定时，推力T与转速n2成正比，转矩MQ也与n2成正比；当转速n一定时，则相应方向的船速Vs越低，螺旋桨推力T越大，转矩MQ也越大。3.滑失和滑失比推进器理

3、论上应能前进的速度nP与螺旋桨进速Vp之差称为滑失S。其表达式为：S=nP-Vp滑失s与nP之比称为滑失比Sr，，其表达式为：Sr=(nP-Vp)=1-Vp/nP如用船速Vs代替Vp，则分别称为虚滑失和虚滑失比。根据滑失定义可知，船体污损越重，海面状况越坏，同样转速下船速越低，滑失则越大；发出的推力，乃至主机所受负载也就越大。在操纵中可借助提高滑失以增加舵效。二、主机功率1.主机输出功率的名称及比例主机输出功率通常有：1)最大持续输出功率主机能安全持续运转的最大输出功率，是主机标称输出功率，可作为船舶主机强度计算的基础。2)常用

4、输出功率为取得海上船速而经常使用的主机输出功率即常用功率。3)过载输出功率指可供短时间使用的超过最大持续输出功率的输出功率。4)倒车输出功率指船舶倒车时的最大输出功率。上述输出功率的相互比例，将因主机的种类和新旧程度不同而不同，一般情况下如下表所示。进港航行或雾航时往往需要备车，此时的输出功率也称备车输出功率，通常约为最大持续输出功率的50％～60％。种类输出功率比最大持续输出功率100％常用(海上)输出功率80％～90％过载(应急)输出功率105％～110％倒车输出功率40％～60％2.功率种类和效率1)功率种类(1)指示功率

5、(IHP)指示功率是指在主机的气缸内产生的功率，主要用于蒸汽机。(2)制动功率(BHP）制动功率是指输出于主机之外可实际加以利用的功率，主要用于柴油机。(3)轴功率(SHP)轴功率是指传递到与螺旋桨尾轴相接的中间轴上的功率，主要用于汽轮机。(4)收到功率(DHP)收到功率是指通过船尾轴管后向螺旋桨提供的功率。(5)推力功率(THP)推力功率是指螺旋桨发出的推进功率，它等于螺旋桨发出的推力T与螺旋桨进速Vp的积。即：THP=T·Vp(6)有效功率(EHP)有效功是指克服船舶阻力R而保持一定船速Vs所需要的功率，它等于船舶阻力与船速

6、的积，即：EHP=R·Vs2)各功率之间的关系(1)传送效率ηc传送效率是螺旋桨收到功率与主机功率(MHP)之比：ηc=DHP/MHP（该值通常为O.95～O.98）(2)推进器效率ηp推进器效率是有效功率与收到功率之比：ηp=EHP／DHP（该值约为O.60～O.75）(3)推进效率推进效率是有效功率与主机机器功率之比。该值约为O.5～0.7。这就是说，主机发出功率变为船舶推进有效功率后已损失了将近一半。3)主机输出功率与船速的关系主机输出功率P约与船速Vs的立方成正比，即：P∝Vs3或Vs∝∛P三、船速分类1.额定船速在额定

7、功率转速条件下，船舶在平静的深水域中取得的船速称为额定船速。2.海上船速在海上常用输出功率转速条件下，船舶在平均的深水域中取得的船速称为海上船速。3.经济船速海上航行中，以节约燃料消耗和提高营运效益为目的，根据航线条件等特点所确定的船速。一般情况下，经济船速应较海上船速为低。4.港内船速港内船速是将主机输出功率降为常用功率一半左右所得到的船速。此时最高转速可定为海上常用转速的80％。四、测速1.测速条件1)测速时的主机输出功率定为额定功率的2/4、3/4、4/4、11/10(过载)；海面状况良好可追加1/4额定功率的条件。2)船

8、舶吃水以满载状态最为理想。3)测试水域应足够广阔、平静、风流影响甚小，来往船舶较少。具备的水深以不影响船舶阻力为准，例如VLCC之类的船舶应在4d以上的深水域测速，而高速货船则需要10d以上的深水域测速(d为船舶实际吃水)。2.测速方法1)叠标法；2)抛板法；3