2023學(xué)年完整公開課版船舶推進

項目六船舶快速性四、船舶推進

一、推進器的概念將能源（發(fā)動機）發(fā)出的功率轉(zhuǎn)換為推船前進的功率的專門裝置或機構(gòu)統(tǒng)稱為推進器。例如：槳、篙、櫓、帆以及明輪、螺旋槳等。常見的推進器為螺旋槳。螺旋槳由若干槳葉（2葉至6葉）組成，槳葉固定在槳轂上，各鄰近葉片之間相隔的角度相等。當螺旋槳轉(zhuǎn)動時，槳葉撥水向后，而自身受到水流的反作用力，其推力通過槳軸和推力軸承傳遞至船體上。

螺旋槳構(gòu)造簡單、造價低廉、使用方便、效率較高，是目前應(yīng)用最廣的推進器。一、推進器的概念

二、幾種特種螺旋槳

1、導(dǎo)管螺旋槳

在螺旋槳的外圍套上一個縱切面為機翼型或類似于機翼剖面的折角線形的套筒。

優(yōu)點：在負荷較重時，其效率較普通螺旋槳為高。應(yīng)用：主要用于拖網(wǎng)漁輪和拖輪等多工況船舶。

2、可調(diào)螺距螺旋槳

一種利用設(shè)于槳轂中的操縱機構(gòu)，能使槳葉繞垂直于槳軸的軸線轉(zhuǎn)動以改變其角度（螺距）的螺旋槳。

優(yōu)點：由于槳葉的螺距可根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)，故在不同航行狀態(tài)時，主機均能充分發(fā)揮功率和轉(zhuǎn)速。缺點：機構(gòu)較復(fù)雜，造價和維修費用比較高。3、對轉(zhuǎn)螺旋槳

又稱雙反轉(zhuǎn)螺旋槳，就是兩只普通螺旋槳分別裝于兩根同心軸上，并以等速或不等速反問轉(zhuǎn)動。

這種推進器傳動裝置比較復(fù)雜，多用于魚雷和潛艇。

4、串列螺旋槳

兩個螺旋槳串列裝于同一軸上以相同的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)的推進器。

三、著名螺旋槳系列

目前世界上性能優(yōu)良、比較著名、應(yīng)用較廣的螺旋槳系列有：

1、荷蘭的B型螺旋槳

2、日本的AU型螺旋槳

3、英國的高恩螺旋槳

B型和AU型螺旋槳適用于商船，而高恩螺旋槳則適用于水面高速軍艦。

四、螺旋槳系列代號

例如：AU5－50

AU：型式為日本的AU型

5：槳葉數(shù)為5

50：盤面比為50%（即0.50）。

1、進速系數(shù)2、推力系數(shù)

3、轉(zhuǎn)矩系數(shù)4、螺旋槳的效率二、螺旋槳的敞水性征曲線

5、螺旋槳的敞水性征曲線

對于幾何形狀一定的螺旋槳而言，推力系數(shù)KT、轉(zhuǎn)矩系數(shù)KQ及效率η0僅與進速系數(shù)J(或滑脫比)有關(guān)，KT、KQ、η0對J之曲線稱為螺旋槳的性征曲線。又因為我們所討論的是孤立螺旋槳（即未考慮船體的影響）的性能，所以稱為螺旋槳的敞水性征曲線。

以前我們討論的是孤立船體（即不帶螺旋槳）在水中航行時所遭受的阻力、孤立螺旋槳在敞水中（或稱在均勻流場中）的水動力性能。

但實際螺旋槳是在船后工作的，螺旋槳和船體成為一個系統(tǒng)，兩者之間必然存在相互作用。

一、伴流――船體對螺旋槳的影響

1、伴流

船在水中向前航行時，附近的水受到船體的影響而產(chǎn)生運動，其表現(xiàn)為船體周圍伴隨著一股水流，這股水流稱為伴流或跡流。三、螺旋槳與船體的相互作用

船后伴流的速度場是很復(fù)雜的，它在螺旋槳盤面各點處的大小和方向是不同的。一般說來，伴流均系指軸向伴流，其大小常以螺旋槳盤面處伴流的平均軸向速度u來近似地表示。

若船速為V，槳盤處伴流的平均軸向速度為u，則螺旋槳與該處水流的相對速度（即進速）VA=V-u。

2、伴流分數(shù)

伴流的大小通常用伴流速度u對船速V的比值ω來表示，ω稱為伴流分數(shù)或泰洛伴流分數(shù)，即可得，螺旋槳的進速VA船體對螺旋槳的影響結(jié)果：螺旋槳的進速VA不等于船速V。二、推力減額――螺旋槳對船體的影響

1、推力減額的成因

螺旋槳在船后工作時，由于它的抽吸作用，使槳盤前方的水流速度增大。

1）船尾水流速度增大，水壓力下降，導(dǎo)致船體壓阻力增加；

2）船尾部水流速度的增大，使摩擦阻力也有所增加，但其數(shù)值遠較壓阻力的增加為小。

所以，由于螺旋槳的工作會使船舶阻力增大。

2、推力減額由于螺旋槳在船后工作時引起的船體附加阻力稱為阻力增額。若螺旋槳發(fā)出的總推力為T，則其中一部分用于克服船的阻力R（不帶螺旋槳時的阻力)，而另一部分則為克服阻力增額△R，即T＝R+△R。

螺旋槳發(fā)出的推力T中用于克服阻力R并推船前進的，故稱為有效推力Te，用來克服阻力增額△R的這部分推力稱為推力減額△T，故總推力T＝R+△T或T＝Te+△T。

3、推力減額分數(shù)在實用上，常以推力減額分數(shù)t來表征推力減額的大小，推力減額△T與推力T的比值稱為推力減額分數(shù)t，即可得船體阻力R（或有效推力Te）和螺旋槳推力T之間的關(guān)系為：

螺旋槳對船體的影響結(jié)果：船的阻力R不等于螺旋槳發(fā)出的總推力T。

1、有效馬力PE

式中：Te為有效推力（kgf），R為阻力（kgf），v為船速（m/s）。

注意：××功率以馬力計，稱為××馬力。課本雖稱××功率，但習(xí)慣上用××馬力表示。四、功率傳遞及推進效率

2、主機功率和傳送效率

1）主機馬力PS：主機發(fā)出的馬力稱為機器馬力，亦稱為主機馬力。

2)（船后槳）收到馬力PD：在主軸尾端與推進器聯(lián)接處所量得的馬力稱為推進器的收到馬力。

3）傳送效率ηs

由于推力軸承、軸承、尾軸填料函及減速裝置等具有摩擦損耗，故推進器收到馬力總是小于機器馬力，兩者之比值稱為傳送效率或軸系效率。

3、推進效率和推進系數(shù)1）推進效率ηD

由于推進器本身在操作時有一定的能量損耗，且船身與推進器之間有相互影響，故有效馬力總是小于推進器所收到的馬力，兩者之比值稱為推進效率。

2）推進效率的各種成分式中：