第五章 船舶快速性

第五章船舶快速性——如何跑的更快如何更省油2010年8月船舶概论一、船舶快速性的本质含义三、船舶推进四、试验研究目录二、船舶阻力五、理论计算六、减阻增效技术一、船舶快速性的本质含义船舶快速性阻力推进船型减阻装置尾压浪板拦截器气泡装置等推进装置螺旋桨喷水推进其他节能装置主机对应航速下的船舶外形一定功率到达速度多少一定速度需要功率多少船舶快速性的本质含义如何降低阻力如何提高推进效率快速性研究包含的问题如何减阻、增效？一、船舶快速性的本质含义二、船舶阻力船在水中摩擦力兴波阻力+总阻力=Rt=Rf+Rw摩擦力兴波阻力+总阻力=Rt=（1+k）Rf+Rw+形状阻力摩擦力兴波阻力+总阻力=+形状阻力+空气阻力摩擦力兴波阻力+总阻力=+形状阻力+空气阻力+汹涛阻力摩擦力剩余阻力+总阻力=+附体阻力静水波浪静水阻力波浪增阻+总阻力=二、船舶阻力阻力划分Froude假定：船舶阻力=相当平板摩擦+兴波阻力几何相似的、同样Fr的船，兴波阻力系数相等wlgLVFrRwRfRtwSVCwRw221CwmCwsFroude数二、船舶阻力阻力理论三、船舶推进主要针对螺旋桨推进效率推进功率空泡问题螺旋桨空泡问题三、船舶推进三、船舶推进导管螺旋桨三、船舶推进螺旋桨模型（试验用）42PmmmTmDNTK52PmmmmQmDNQK四、试验研究船舶快速性试验研究船舶模型阻力试验船舶模型自航试验螺旋桨模型敞水试验了解该船的阻力性能了解该桨的力学性能了解该桨装在该船上的力学性能航速预报阻力试验四、试验研究单个船的阻力四、试验研究螺旋桨敞水试验单个桨的性能四、试验研究阻力自航试验得到各航速下的有效马力曲线测量螺旋桨在不同船速不同转速下的推力、扭矩；结合有效马力预报航速同时拍摄照片与录像，通过波形观察分析阻力成分，并且对船型改进提供建议船和桨的性能30005000700090001100013000150001700019000121314151617Vs(kn)60.00080.000100.000120.000140.000160.000180.000PD(kW)Ns(r/min)PD=8058kwWVs=14.25knNs=124.1r/minDesignDraftPropeller(TM0743)四、试验研究航速、转速、推进功率曲线四、试验研究关键设备：电机自航动力仪四、试验研究机械式阻力仪（上图）机械式自航仪（右图）五、理论计算阻力推进桨或其他推进装置船后推进数值计算线形优化新船型的探索开展试验成本大、时间长理论计算耗时短，便于进行多个方案的定性比较理论计算在定量预报上仍然有很多问题理论计算基于现有船舶、已有理论与已有数学模型五、理论计算民船的线型优化五、理论计算民船的线型优化（续）五、理论计算一条散货船的计算实例五、理论计算一条帆船的水下附体的线型优化五、理论计算喷水推进装置叶轮的线型优化五、理论计算六、减阻增效技术船舶快速性研究的最终目的是——减阻增效，降低油耗六、减阻增效技术气腔减阻减少湿面积，降低摩擦阻力六、减阻增效技术三体航母想象图六、减阻增效技术尾压浪板或称尾板调整船舶航行到最佳姿态（1）六、减阻增效技术尾拦截器调整船舶航行到最佳姿态（2）六、减阻增效技术消波减阻已经应用较为成功的球鼻首有利兴波干扰减阻六、减阻增效技术三体船利用主船体、侧片体形成有利兴波干扰六、减阻增效技术民船上采用的一些装置六、减阻增效技术六、减阻增效技术六、减阻增效技术六、减阻增效技术六、减阻增效技术六、减阻增效技术补充内容：关于帆船顶风航行风向风帆风向高压区低压区向前的力补充内容：SWATH螺旋桨吊装