某高速艇匹配槳的研究設(shè)計(jì)

1、<p>　　某高速艇匹配槳的研究設(shè)計(jì)</p><p>　　摘 要：針對(duì)某高速艇的設(shè)計(jì)狀態(tài)和實(shí)際吃水狀態(tài)，進(jìn)行了船、機(jī)、槳匹配狀況的分析研究，探討了高速過(guò)渡型艇的阻力和推進(jìn)因子的估算方法，研究了MAU型螺旋槳在高速艇上應(yīng)用的可行性；進(jìn)行了船舶處于實(shí)際吃水狀態(tài)下的匹配槳的研究設(shè)計(jì)，供今后批量建造此型船舶參考應(yīng)用。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：高速艇 螺旋槳 設(shè)計(jì) </p>

2、;<p><b>　　1.前言 </b></p><p>　　某高速艇是浙江省《港航管理艇標(biāo)準(zhǔn)系列》的艇型之一，現(xiàn)已建成2艘并投入營(yíng)運(yùn)，船東反映良好。本船的設(shè)計(jì)吃水原為0.95m，相應(yīng)的排水量為26.6t；建成后的船舶實(shí)際吃水為0.85m，相應(yīng)的排水量為22.15t，與設(shè)計(jì)狀態(tài)不符。實(shí)船測(cè)試結(jié)果表明，該艇在實(shí)際吃水狀態(tài)下航行時(shí)的主機(jī)轉(zhuǎn)速高達(dá)1920r/min，大大超過(guò)了1800

3、r/min的額定值，螺旋槳負(fù)荷過(guò)輕，船、機(jī)、槳間存在著不匹配的狀況；故需進(jìn)行機(jī)槳匹配的設(shè)計(jì)研究，供已建成船舶的技術(shù)改造和新建船舶使用，期望取得進(jìn)一步的節(jié)能效果。 </p><p><b>　　2.主要技術(shù)數(shù)據(jù) </b></p><p>　　2 . 1船舶尺度要素 </p><p>　　本船在0.95m吃水的設(shè)計(jì)狀態(tài)和 0.85m吃水的實(shí)際狀態(tài)下

4、的船型尺度系數(shù)列于表1。 </p><p>　　2 . 2推進(jìn)主機(jī) </p><p>　　本船設(shè)國(guó)產(chǎn)主機(jī)1臺(tái)；其額定功率為230kW，額定轉(zhuǎn)速為1800r/min；配備的齒輪箱減速比為2.28。 </p><p>　　在設(shè)計(jì)螺旋槳時(shí)選取，軸系傳送效率為0.97；齒輪箱傳送效率為0.98；溫濕度修正及功率儲(chǔ)備系數(shù)為0.95。 </p><p>

5、　　2 . 3船舶有效功率 </p><p>　　對(duì)于吃水為0.95m的設(shè)計(jì)狀態(tài)，曾在浙江海洋學(xué)院的船模試驗(yàn)水池內(nèi)進(jìn)行過(guò)裸體阻力的船模試驗(yàn)，給出了系列航速下的船舶裸體阻力和有效功率；為考慮附體影響，取實(shí)船阻力為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的1.15倍，即附加15%的阻力以考慮附體和空氣阻力的影響。 </p><p>　　按現(xiàn)有的各種快艇阻力近似計(jì)算公式進(jìn)行了船舶有效功率的估算，與模型阻力試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比。結(jié)果表明

6、，按上海交大有關(guān)過(guò)渡型艇的回歸公式計(jì)算船舶裸體阻力，并附加15%的附體阻力和空氣阻力，可獲得與模型試驗(yàn)數(shù)據(jù)相近的結(jié)果，故按此種方法進(jìn)行船舶處于設(shè)計(jì)狀態(tài)及實(shí)際狀態(tài)的有效功率計(jì)算。所得結(jié)果連同船模試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總列于表2。 </p><p>　　3.原槳的機(jī)槳匹配狀況的分析研究 </p><p>　　3 . 1原船螺旋槳的設(shè)計(jì)要素 </p><p>　　所選取的推進(jìn)因子為：

7、伴流分?jǐn)?shù)W=0.085，推力減額分?jǐn)?shù) t=0.068。 </p><p>　　設(shè)計(jì)得出的螺旋槳要素為： </p><p>　　3 . 3 . 1實(shí)船航速測(cè)試 </p><p>　　2011年11月24日，曾在嘉興水域?qū)μ幱趯?shí)際吃水狀態(tài)的船舶航速進(jìn)行過(guò)系列測(cè)試。整理數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，對(duì)某些轉(zhuǎn)速，船舶在順?biāo)湍嫠疇顟B(tài)的航速的數(shù)據(jù)間存在矛盾，特進(jìn)行了修正計(jì)算。表4列出了船舶的實(shí)船

8、測(cè)試結(jié)果和修正值。 </p><p>　　3 . 3 . 2原槳在實(shí)際狀態(tài)的機(jī)槳匹配分析 </p><p>　　在與前述相同的5種假定航速和7種主機(jī)轉(zhuǎn)速下，進(jìn)行了原槳的航行特性計(jì)算，連同前述的按1.15倍交大回歸公式法計(jì)算得出的船舶有效功率繪制出螺旋槳的航行特性曲線，由此曲線取得船舶在系列主機(jī)轉(zhuǎn)速下所能得到的航速和所發(fā)揮的主機(jī)功率。預(yù)報(bào)結(jié)果連同實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)匯總列于表5。 </p>

9、<p>　　分析表列數(shù)據(jù)可見(jiàn)，預(yù)報(bào)航速和實(shí)測(cè)航速的趨勢(shì)相同，數(shù)值基本接近；預(yù)報(bào)航速較實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)略高。由于在實(shí)船測(cè)試時(shí)，無(wú)法測(cè)定尾軸功率，難以分析準(zhǔn)確原因；初步估計(jì)，這種誤差可能是在實(shí)船測(cè)試水域的淺水和狹道所引起的阻力增大或推進(jìn)因子的估算與實(shí)際情況不符所致。 </p><p><b>　　5.結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　通過(guò)以上分析研究和匹配螺旋槳設(shè)

10、計(jì)，可得以下結(jié)論性意見(jiàn)： </p><p>　　（1）與模型阻力試驗(yàn)數(shù)據(jù)相比，按附加15%附體阻力的交大回歸公式法，計(jì)算所得的船舶有效功率與模型阻力試驗(yàn)數(shù)據(jù)基本接近，可適用于此類高速艇的有效功率估算。 </p><p>　?。?）對(duì)于此類高速過(guò)渡型艇，使用MAU型螺旋槳是可行的。 </p><p>　?。?）對(duì)于船舶吃水為0.85m、排水量為22.15t的船舶實(shí)際狀

11、況，原船螺旋槳的航速預(yù)報(bào)基本上達(dá)到與實(shí)船測(cè)試數(shù)據(jù)相近的結(jié)果。 </p><p>　?。?）建議按№3設(shè)計(jì)槳的要素進(jìn)行該艇螺旋槳的更換。需要指出的是，船舶的機(jī)槳匹配在很大程度上取決于船舶有效功率和推進(jìn)因子估算值的可靠性；由于無(wú)法測(cè)定實(shí)船的尾軸功率，難于正確地判定所取數(shù)據(jù)的可靠程度，故本項(xiàng)分析研究只能說(shuō)是近似的，所提出的螺旋槳要素，僅供對(duì)實(shí)際吃水情況下的螺旋槳更換時(shí)參考，須待實(shí)船應(yīng)用后的進(jìn)一步檢驗(yàn)與完善。 </

12、p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]浙江省19米港航管理艇阻力試驗(yàn)報(bào)告.浙江海洋學(xué)院 2010年. </p><p>　　[2]高速艇動(dòng)力學(xué).邵世明，王永才.上海交通大學(xué)出版社. </p><p>　　[3]船舶原理（下冊(cè)）.盛振邦，劉應(yīng)中.上海交通大學(xué)出版社. </p>&