第五章船舶快速性精品PPT课件

船舶快速性- 正文船舶快速性是船舶航海性能中的一项重要内容,也是船舶的一个重要性能指标,是指船舶在主机输出功率一定的条件下，尽量提高船速的能力.通常是指船舶航行速度的快慢, 船舶航速高, 船舶快速性好; 航速慢, 快速性不好. 船舶快速性包含节能和速度两层意义，船舶快速性取决于两个因素：船舶前进时受到的阻力和船舶推进装置的效率。

所以提高船舶快速性也应从这两方面入手，即尽量提高推进器的推力和减小船舶航行的阻力。

为了提高船舶快速性就要千方百计地减小船舶航行的阻力,这就需要研究船舶航行时的阻力 .船舶航行时，船体的水线下部分浸入水中，其余部分则处在空气中。

因此，船舶运动时受的总阻力包括水阻力和空气阻力。

由于水的密度远大于空气的密度，因此水阻力是主要阻力。

水阻力按产生的原因，可分为粘性阻力和兴波阻力。

粘性阻力由于水的粘性作用引起的阻力，包括摩擦阻力和旋涡阻力。

摩擦阻力产生于水对于船体表面的粘附作用,在船舶总阻力中所占比重最大。

摩擦阻力对低速船可占总阻力的80％；对高速船也要占50％左右。

减小摩擦阻力的途径是缩短船长、减小浸水表面积和提高船体的表面光洁度。

旋涡阻力又称形状阻力或粘性压差阻力，它是水流经船体表面时因粘性引起首尾的压力差而形成的，其值同船体尤其是船体尾部的形状有关。

如尾部线型过于丰满，就容易产生旋涡，增加旋涡阻力。

减小旋涡阻力的途径是加大船舶长宽比和采用流线形船体。

兴波阻力是船舶航行时兴起的重力波引起的阻力，对高速船特别重要，其大小取决于船的航速及长度。

它们的关系可用弗劳德数Fr表示：式中v为航速(米/秒)；g为重力加速度(米/秒)；L为船长（米）。

如果Fr大于0.35，兴波阻力即超过摩擦阻力而居主要地位，但一般运输船舶的弗劳德数都在0.35以下。

减小兴波阻力的主要途径是改进船型及改变航行方式。

通过系列船模试验研究，现在可以得到兴波阻力较小的船型及合理的船舶主尺度比和船型系数。

船舶航行时兴起的波浪一般有首波和尾波二个波系。

快速性概述一、船舶快速性概念船舶在航行过程中会受到流体（水与空气）阻止它前进的力，这种与船体运动方向相反的作用力称为船的阻力。

为了使船舶维持一定的速度航行，必须对船舶提供推力以克服阻力。

一般船舶航行过程中由主机供给能量，通过推进器(常用的是螺旋桨)转换为推动船舶前进的动力。

显然，船舶所具有的推力大小取决于主机功率的大小和推进器将主机功率转换成推力的效率，即推进效率的高低。

因此船舶能达到航速的高低分别取决于它所受阻力的大小、主机功率大小和推进效率高低这三个因素。

船舶快速性就是研究船舶尽可能消耗较小的机器功率以维持一定航行速度的能力，或者说，船舶快速性是在给定主机功率时，表征船舶航行速度快慢的一种性能。

因此，快速性的含义是：对一定的船舶在给定主机功率时，能达到的航速较高者，谓之快速性好，反之为差；或者，对一定的船舶要求达到一定航速时，所需主机功率小者，谓之快速性好，反之则否。

几乎每一艘船舶，在设计初始阶段就给定明确的快速性指标。

当船舶建成后，测定是否达到原快速性设计指标是交船试航的一个重要内容。

船舶克服阻力做功与主机提供能量的守恒关系是：RηηN υD s s ⋅⋅= 式中， υ —— 船速；R —— 船舶水阻力；N s —— 主机发出的功率；η s 和η D —— 分别为轴系传送效率和推进效率。

从快速性的含义中可知，在主机功率确定的情况下，快速性的优劣不仅与船舶的航行阻力有关，而且还与船的推进效率等有关。

显然，船舶快速性包括两部分内容，即“船舶阻力”和“船舶推进”两门课程：船舶阻力 —— 研究船体在运动过程中所受到的各种阻力问题；船舶推进 —— 研究克服船体阻力的推进器及其与船体间的相互干扰及船、机、桨的匹配问题。

二、本课程的研究内容和任务快速性是船舶诸性能中(如浮性，稳性、抗沉性、快速性、耐波性、操纵性等)的重要性能之一。

快速性的优劣，对民用船舶来说将在一定程度上影响船舶的使用性和经济性，对军用舰艇而言，快速性与提高舰艇的作战性能密切相关。

第五章船舶推进装置第五章船舶推进装置第⼀节船舶推进装置的传动⽅式船舶推进装置按传递到螺旋桨功率⽅式不同可分为以下⼏种。

⼀、直接传动直接传动是主机动⼒直接通过轴系传给螺旋桨的传动⽅式。

在这种传动⽅式中，主机和螺旋桨之间除了传动轴系外，没有减速和离合设备，运转中螺旋桨和主机始终具有相同的转向和转速。

它的主要优点是：（1）结构简单，维护管理⽅便。

只要安装时定位正确，平时管理中注意润滑冷却，⼀般不会出现⼤问题。

（2）经济性好，传动损失少，传动效率⾼。

主机多为耗油率低的⼤型低速柴油机。

螺旋桨转速较低，推进效率较⾼。

（3）⼯作可靠，寿命长。

因此普遍应⽤于⼤、中功率的民⽤船上。

其缺点是：整个动⼒装置的重量尺⼨⼤，要求主机有可反转性能，⾮设计⼯况下运转时经济性差，船舶微速航⾏速度受到主机最低稳定转速的限制。

⼆、间接传动间接传动是主机和螺旋桨之间的动⼒传递除经过轴系外，还经过某些特设的中间环节（离合器、减速器等）的⼀种传动⽅式。

根据中间传动设备的不同，⼜可分为只带齿轮减速器；只带滑差离合器和同时具有齿轮减速器和离合器三种。

它的主要优点是：（1）主机转速可以不受螺旋桨要求低转速的限制。

只要适当选择减速⽐，就可使主机的转速适应螺旋桨的转速要求。

（2）轴系布置⽐较⾃由。

主机曲轴和螺旋桨轴可以同⼼布置也可以不同⼼布置，以改善螺旋桨的⼯作条件。

（3）在带有倒顺车离合器的装置中，主机不⽤换向，使主机结构简单，⼯作可靠，管理⽅便，机动性提⾼。

（4）有利于多机并车运⾏及设置轴带发电机。

间接传动的主要缺点是轴系结构复杂，传动效率较低。

这种传动⽅式多⽤于中⼩型船舶以及以⼤功率中速柴油机、汽轮机和燃⽓轮机为主机的⼤型船舶。

近年来由于动⼒装置节能的需要，提⾼螺旋桨的推进效率越来越被⼈们重视，⽽采⽤⼤直径低转速螺旋桨是有效途径。

在70年代初，低速柴油机利⽤直接传动⽅式带动的螺旋桨转速多在100r/min以上，中速机通过减速箱减速⼀般也不低于90r/min。