1、<p>　　某高速艇匹配槳的研究設(shè)計</p><p>　　摘 要：針對某高速艇的設(shè)計狀態(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，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 </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艘并投入營運(yùn)，船東反映良好。本船的設(shè)計吃水原為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)計狀態(tài)不符。實(shí)船測試結(jié)果表明，該艇在實(shí)際吃水狀態(tài)下航行時的主機(jī)轉(zhuǎn)速高達(dá)1920r/min，大大超過了1800

3、r/min的額定值，螺旋槳負(fù)荷過輕，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)國產(chǎn)主機(jī)1臺；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)計螺旋槳時選取，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備系數(shù)為0.95。 </p><p>

5、　　2 . 3船舶有效功率 </p><p>　　對于吃水為0.95m的設(shè)計狀態(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)對比。結(jié)果表明

6、，按上海交大有關(guān)過渡型艇的回歸公式計算船舶裸體阻力，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)計狀態(tài)及實(shí)際狀態(tài)的有效功率計算。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)計得出的螺旋槳要素為： </p><p>　　3 . 3 . 1實(shí)船航速測試 </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)行過系列測試。整理數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，對某些轉(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)行了修正計算。表4列出了船舶的實(shí)船

8、測試結(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算，連同前述的按1.15倍交大回歸公式法計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)報結(jié)果連同實(shí)測數(shù)據(jù)匯總列于表5。 </p>

9、<p>　　分析表列數(shù)據(jù)可見，預(yù)報航速和實(shí)測航速的趨勢相同，數(shù)值基本接近；預(yù)報航速較實(shí)測數(shù)據(jù)略高。由于在實(shí)船測試時，無法測定尾軸功率，難以分析準(zhǔn)確原因；初步估計，這種誤差可能是在實(shí)船測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 </b></p><p>　　通過以上分析研究和匹配螺旋槳設(shè)

10、計，可得以下結(jié)論性意見： </p><p>　?。?）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>　?。?）對于此類高速過渡型艇，使用MAU型螺旋槳是可行的。 </p><p>　　（3）對于船舶吃水為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)報基本上達(dá)到與實(shí)船測試數(shù)據(jù)相近的結(jié)果。 </p><p>　　（4）建議按№3設(shè)計槳的要素進(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；由于無法測定實(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)分析研究只能說是近似的，所提出的螺旋槳要素，僅供對實(shí)際吃水情況下的螺旋槳更換時參考，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)報告.浙江海洋學(xué)院 2010年. </p><p>　　[2]高速艇動力學(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）.盛振邦，劉應(yīng)中.上海交通大學(xué)出版社. </p>&