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文檔簡介
JT/T352—XXXX
長江船舶(船隊(duì))航行技術(shù)性能實(shí)船試驗(yàn)方法
1范圍
本文件規(guī)定了長江船舶及船隊(duì)航行技術(shù)性能實(shí)船試驗(yàn)方法。
本文件適用于以柴油和天然氣動力推進(jìn)的民用長江運(yùn)輸船舶。其它船舶可參照本文件規(guī)定執(zhí)行。
2規(guī)范性引用文件
下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,
僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本
文件。
CB/T3970—2005船舶航速和操縱性的DGPS測試方法
3術(shù)語和定義
下列術(shù)語和定義適用于本文件。
3.1
海軍系數(shù)admiraltycoefficient
同類型船舶排水量差異不大時換算快速性的系數(shù)。
3.2
常車穩(wěn)速stablevelocityatcommonM/Erevolvingspeed
船舶按80%的主機(jī)額定轉(zhuǎn)速穩(wěn)速航行的狀況。
3.3
定常回轉(zhuǎn)性steadyturningability
船舶在最大舵角作用下作圓弧定?;剞D(zhuǎn)運(yùn)動的能力。
3.4
倒順車aheadandastern
一臺主機(jī)產(chǎn)生前進(jìn)的動力、另一臺主機(jī)產(chǎn)生后退動力控制船舶變向運(yùn)動的方式。
4總則
4.1試驗(yàn)項(xiàng)目
長江船舶及船隊(duì)航行技術(shù)性能實(shí)船試驗(yàn)項(xiàng)目包括快速性試驗(yàn)、操縱性試驗(yàn)、專門性試驗(yàn)三類。
a)快速性試驗(yàn):包括航速試驗(yàn)、系樁拉力試驗(yàn);
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JT/T352—XXXX
b)操縱性試驗(yàn):包括回轉(zhuǎn)試驗(yàn)、航向穩(wěn)定性試驗(yàn)、操舵速度試驗(yàn)、前進(jìn)舵效試驗(yàn)、Z形操縱試驗(yàn)、
慣性試驗(yàn);
c)專門性試驗(yàn):包括過灘能力試驗(yàn)、下沉量試驗(yàn)、航跡線試驗(yàn)。
4.2試驗(yàn)基本條件
為了保證試驗(yàn)質(zhì)量和船舶安全,一般均應(yīng)在下列條件下進(jìn)行試驗(yàn):
a)天氣晴朗,使用經(jīng)緯儀觀測時目標(biāo)清晰可見;
b)風(fēng)力小于蒲式三級;
c)試驗(yàn)水域流態(tài)順直,水面平靜,浪高不超過0.2m;
d)水深一般為不小于船舶吃水的5倍;
e)試驗(yàn)水域應(yīng)有足夠的寬度,一般不少于20倍的單船寬度或不少于10倍的船隊(duì)總寬;船舶初
始航向與水流向基本上平行;
f)船舶浮態(tài)處于設(shè)計(jì)狀態(tài),縱傾不超過設(shè)計(jì)縱傾0.5°,橫傾不超過設(shè)計(jì)橫傾1°。
4.3試驗(yàn)前技術(shù)準(zhǔn)備
4.3.1試驗(yàn)前應(yīng)準(zhǔn)備下列技術(shù)資料:
a)有關(guān)試驗(yàn)水域的航道圖、河床斷面圖、水文資料;
b)有關(guān)試驗(yàn)船舶的技術(shù)資料,如總布置圖、型線圖、靜水力曲線圖、舵及螺旋槳計(jì)算書、主機(jī)
特性參數(shù)、燃料消耗定額等。船舶常用符號見附錄A;
c)同類型船舶的實(shí)船試驗(yàn)報告(如有時)。
4.3.2試驗(yàn)前應(yīng)檢查、校驗(yàn)測試儀表、設(shè)備并滿足下列條件:
a)滿足試驗(yàn)的要求;
b)處于完好狀態(tài)并在使用期限內(nèi),進(jìn)行必要的檢修和校驗(yàn);
c)精度合格,進(jìn)行必要的誤差修正;
d)衛(wèi)星定位接收機(jī)應(yīng)滿足CB/T3970—2005第3章DGPS的相關(guān)技術(shù)要求。
4.4試驗(yàn)組織與實(shí)施
4.4.1根據(jù)試驗(yàn)任務(wù)與要求,編制實(shí)船試驗(yàn)實(shí)施方案,實(shí)施方案應(yīng)得到轄區(qū)海事機(jī)構(gòu)允許。
4.4.2試驗(yàn)所需日程在一天以上者,應(yīng)制定日作業(yè)計(jì)劃。
4.4.3在試驗(yàn)過程中,應(yīng)逐日檢查計(jì)劃執(zhí)行情況,試驗(yàn)結(jié)束后,原始數(shù)據(jù)應(yīng)進(jìn)行備份。
4.4.4為了保證實(shí)施方案的貫徹落實(shí),參試人員都應(yīng)有明確的分工。
4.4.5試驗(yàn)前,應(yīng)通報轄區(qū)海事機(jī)構(gòu),以確保試驗(yàn)水域的通航安全。
5快速性試驗(yàn)
5.1航速試驗(yàn)
5.1.1試驗(yàn)?zāi)康?/p>
通過試驗(yàn),確定主機(jī)轉(zhuǎn)速、功率、航速間的相互關(guān)系。
2
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5.1.2試驗(yàn)方法
航速試驗(yàn)一般采用疊標(biāo)法或衛(wèi)星定位系統(tǒng)測量,特殊區(qū)域亦可使用流速儀法。采用衛(wèi)星定位系統(tǒng)測
量時,其接收機(jī)規(guī)格及安裝需滿足CB/T3970—2005中第4章的相關(guān)要求,并按照附錄B中全球衛(wèi)星定位
系統(tǒng)測速的方法進(jìn)行試驗(yàn)。
5.1.3試驗(yàn)要求
5.1.3.1首制船試驗(yàn),應(yīng)同時進(jìn)行主機(jī)轉(zhuǎn)速、功率、航速測試,后續(xù)同類型船可只進(jìn)行轉(zhuǎn)速與航速測
試。
5.1.3.2航速試驗(yàn)的工況一般取主機(jī)額定轉(zhuǎn)速對應(yīng)功率的50%、75%、90%、100%,110%作為試驗(yàn)工
況,并按由低到高的順序在同一天連續(xù)進(jìn)行。
5.1.3.3在流速平緩穩(wěn)定的水域內(nèi)試驗(yàn)時,除75%工況外,其它工況可只進(jìn)行順、逆水2個單航次的
試驗(yàn)。在有潮汐影響或水流變化較大的水域內(nèi)試驗(yàn)、及75%的工況時,每種工況應(yīng)進(jìn)行3~4次連續(xù)單
航次的試驗(yàn),且逆水試驗(yàn)不少于2次,每次試驗(yàn)航跡線應(yīng)盡量接近。
5.1.3.4在有分道航行規(guī)定的河段試驗(yàn)時,航跡線在滿足航行規(guī)定前提下盡量靠攏,如圖1所示;在
沒有分道航行河段試驗(yàn)時,航跡線應(yīng)盡量重合。在掉頭區(qū)掉頭時盡可能用較小舵角,根據(jù)試驗(yàn)水域的環(huán)
境條件,船舶或船隊(duì)向左向右掉頭均可。
12321
5
4
6
標(biāo)引序號說明:
1——調(diào)頭區(qū);4——航跡線;
2——預(yù)航段;5——順流航段;
3——測速段;6——逆流航段。
圖1航速試驗(yàn)航跡線
5.1.4試驗(yàn)步驟
航速試驗(yàn)按下列步驟進(jìn)行:
a)當(dāng)船舶駛近預(yù)航段前,通知機(jī)艙調(diào)整主機(jī)工況至規(guī)定轉(zhuǎn)速,并保持穩(wěn)定,通知測試人員就位;
b)當(dāng)船舶進(jìn)人測速段時,同時用同步信號向各測試崗位發(fā)出開始測試通知;
3
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c)連續(xù)記錄船舶的航速、主機(jī)轉(zhuǎn)速、軸扭矩、舵角的變化;
d)當(dāng)船舶駛離測速段時,同時用同步信號向各測試崗位發(fā)出停止測試通知;
e)及時進(jìn)行初步計(jì)算,檢查測試結(jié)果,如有懷疑,重新補(bǔ)測。
5.1.5注意事項(xiàng)
5.1.5.1要盡量保持船舶航向,以及船舶與岸邊距離,力求順、逆水航跡靠攏,為保持直線航行而所
用的舵角不得超過5°。
5.1.5.2預(yù)航段長度應(yīng)按照航速的快慢、穩(wěn)速所需的時間來確定,自航單船一般為1.5km,船隊(duì)一般
為3km,高速船適當(dāng)延長。
5.1.5.3每一種工況的試驗(yàn)過程中,主機(jī)油門應(yīng)保持不變。
5.1.5.4在試驗(yàn)過程中應(yīng)根據(jù)主機(jī)出廠報告監(jiān)測熱負(fù)荷參數(shù),防止在高負(fù)荷試驗(yàn)時主機(jī)過載。
5.1.6數(shù)據(jù)處理
5.1.6.1對于只進(jìn)行順、逆流兩個連續(xù)單航次的試驗(yàn),其對水航速取順、逆流單航次對地航速的平均
值即可;對于進(jìn)行3~4次連續(xù)單航次的試驗(yàn),其對水航速可按下式求得,計(jì)算結(jié)果精確至小數(shù)點(diǎn)后第
二位。
a)3個單航次的平均對水航速按式(1)計(jì)算:
???????????????????????????????????????????????????????(1)
式中:
V——航速,單位為千米每小時(km/h);
V1——順(逆)流第一航次航速,單位為千米每小時(km/h);
V2——逆(順)流第二航次航速,單位為千米每小時(km/h);
V3——順(逆)流第三航次航速,單位為千米每小時(km/h)。
b)4個單航次的平均對水航速按式(2)計(jì)算:
????????????????????????????????????????????????????(2)
式中:
V4——逆(順)流第四航次航速,單位為千米每小時(km/h)。
c)當(dāng)試驗(yàn)水深不能滿足要求時,可按式(3)進(jìn)行淺水修正:
??????????????????????????(3)
式中:
2
△V/V——-相對失速率,若Sm/h≤0.05,則△V/V取0;
2
Sm——船中橫剖面面積的數(shù)值,單位為平方米(m);
h——水深的數(shù)值,單位為米(m);
V——航速的數(shù)值,單位為米每秒(m/s);
g——重力加速度,g=9.81m/s2。
4
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d)當(dāng)試驗(yàn)船舶的實(shí)際排水量與設(shè)計(jì)排水量相差不超過5%時,可按海軍系數(shù)法修正航速結(jié)果。當(dāng)
軸功率不變時,航速按式(4)進(jìn)行修正:
???????????????????????????????????????????????????(4)
式中:
Vw——設(shè)計(jì)排水量對應(yīng)修正航速的數(shù)值,單位為千米每小時(km/h);
Vt——實(shí)測航速的數(shù)值,單位為千米每小時(km/h);
△t——實(shí)際排水量的數(shù)值,單位為噸(t);
△S——設(shè)計(jì)排水量的數(shù)值,單位為噸(t)。
5.2系樁拉力試驗(yàn)
5.2.1試驗(yàn)?zāi)康?/p>
通過試驗(yàn),確定拖船航速為零時拖曳力的極限值。一般以4~5種不同主機(jī)工況下測定轉(zhuǎn)速、功率與
系樁拉力的關(guān)系。
5.2.2試驗(yàn)方法
將系拖纜固定于岸樁上,或其他水上、岸上的固定設(shè)備上,在拖鉤處裝一測力計(jì)(或貼有應(yīng)變片的
試件),在測定拉力時同時測定主機(jī)轉(zhuǎn)速、軸扭矩。
5.2.3試驗(yàn)步驟
試驗(yàn)時,先用纜繩將船舶與碼頭上的纜樁連結(jié),然后啟動船舶主機(jī),待主機(jī)功率達(dá)到預(yù)設(shè)的負(fù)荷時,
再測量纜繩的拉力,進(jìn)而得到船舶的系樁拉力。
5.2.4注意事項(xiàng)
5.2.4.1試驗(yàn)水域應(yīng)有足夠的水深(至少為尾吃水的1.5倍),水流平緩。
5.2.4.2拖纜長度應(yīng)大于2倍船長。
5.2.4.3拖纜應(yīng)盡可能處于水平狀態(tài)。如有夾角,應(yīng)予以記錄,并作修正。
5.2.4.4試驗(yàn)工況應(yīng)由小到大,每個試驗(yàn)工況下的測力計(jì)讀數(shù)取平均值。
5.2.4.5測力計(jì)下面應(yīng)置放防碰墊,防止撞擊。
5.2.4.6船舶吃水應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
5.2.5數(shù)據(jù)處理
5.2.5.1系樁拉力試驗(yàn)的結(jié)果,按照附錄C中表C.2的格式填寫。
5.2.5.2系樁拉力的結(jié)果應(yīng)以拉力、轉(zhuǎn)速、軸功率的關(guān)系表達(dá)。以拉力為橫坐標(biāo)作出下列各曲線圖:
——轉(zhuǎn)速—系樁拉力曲線N—FP0;
——軸功率—系樁拉力曲線PS—FP0。
F
注:系樁拉力是衡量拖船拖曳性能優(yōu)劣的一個重要指標(biāo),用單位功率的系樁拉力(即P0,kN/kW)來衡量。
P0
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6操縱性試驗(yàn)
6.1回轉(zhuǎn)試驗(yàn)
回轉(zhuǎn)試驗(yàn)包括定?;剞D(zhuǎn)試驗(yàn)和倒順車回轉(zhuǎn)試驗(yàn)(雙槳及以上船舶適用)。
6.1.1試驗(yàn)?zāi)康?/p>
通過試驗(yàn),確定船舶在不同舵角作用下的回轉(zhuǎn)性能。
6.1.2試驗(yàn)方法
6.1.2.1定?;剞D(zhuǎn)試驗(yàn)工況是在船舶常車穩(wěn)速狀態(tài)下,進(jìn)行左、右滿舵測試。
6.1.2.2測定回轉(zhuǎn)直徑及回轉(zhuǎn)圈時,可根據(jù)試驗(yàn)條件選用下列方法:
——交叉方位法(按附錄D.1.1);
——回轉(zhuǎn)圈軌跡法(按附錄D.1.2);
——測速法(按附錄D.2.1);
——角速度法(按附錄D.2.2);
——全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)測速的方法(按附錄B)。
6.1.3試驗(yàn)步驟
6.1.3.1定?;剞D(zhuǎn)試驗(yàn)
定?;剞D(zhuǎn)試驗(yàn)按下列步驟進(jìn)行:
a)測試人員就位準(zhǔn)備;
b)逆流直航,調(diào)整車速至預(yù)定工況,保持始終不變;
c)當(dāng)航速穩(wěn)定時,測試指揮人員發(fā)令轉(zhuǎn)舵至預(yù)定舵角,并用通知各測試崗位同步開始測試,發(fā)
令后首向每變化10°發(fā)令一次,至首向變化到90°,以后每變化30°發(fā)令一次。首向變化到540°
時,發(fā)令停止;
d)開始測試前,各測試崗位均應(yīng)預(yù)先記錄試驗(yàn)順序、工況;從發(fā)令開始測試起,每發(fā)令一次,
各測試崗位均應(yīng)測定、記錄一次。采用連續(xù)累計(jì)記時法,連續(xù)紀(jì)錄;
e)試驗(yàn)停止后,應(yīng)立即檢查測試記錄情況,決定是否需要重做。如無問題則調(diào)整船位,準(zhǔn)備進(jìn)
行下一舵角的試驗(yàn)。
6.1.3.2倒順車回轉(zhuǎn)試驗(yàn)
倒順車回轉(zhuǎn)試驗(yàn)按下列步驟進(jìn)行:
a)測試人員就位準(zhǔn)備;
b)逆流直航,調(diào)整車速至預(yù)定工況,保持始終不變;
c)當(dāng)航速穩(wěn)定時,測試指揮人員發(fā)令向主機(jī)倒車側(cè)轉(zhuǎn)舵至預(yù)定舵角,并用通知各測試崗位同步
開始測試,每變化30°發(fā)令一次,首向變化到540°時,發(fā)令停止;
d)開始測試前,各測試崗位均應(yīng)預(yù)先記錄試驗(yàn)順序、工況;從發(fā)令開始測試起,每發(fā)令一次,
各測試崗位均應(yīng)測定、記錄一次。采用連續(xù)累計(jì)記時法,連續(xù)紀(jì)錄;
e)試驗(yàn)停止后,應(yīng)立即檢查測試記錄情況,決定是否需要重做。如無問題則調(diào)整船位,準(zhǔn)備進(jìn)
行下一舵角的試驗(yàn)。
6.1.4測量參數(shù)
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船舶回轉(zhuǎn)試驗(yàn)測量的具體參數(shù)及其說明如下:
a)回轉(zhuǎn)中心縱距(r)——沿初始直線航線方向,從開始轉(zhuǎn)舵瞬時的船舶(船隊(duì))重心(G1)至計(jì)算回
轉(zhuǎn)中心(O2)的縱向距離,單位為米(m);
b)進(jìn)距(A)——從G1沿初始直線航線方向至首向改變90°瞬時的船舶(船隊(duì))重心(G10)的縱向距
離,單位為米(m);
c)最大縱距(Am)——從G1沿初始直線航線方向至回轉(zhuǎn)圈上最外切點(diǎn)的縱向距離,單位為米(m);
d)正橫距(Tr)——從G1至G10的橫向距離,單位為米(m);
e)最大橫距(Trm)——從G1至回轉(zhuǎn)圈上最外切點(diǎn)的橫向距離,單位為米(m);
f)定?;剞D(zhuǎn)半徑(R)——取回轉(zhuǎn)圈上轉(zhuǎn)首180°~360°的半圈,用作圖法作圓。其半徑即為定?;?/p>
轉(zhuǎn)半徑;
g)計(jì)算回轉(zhuǎn)中心(O2)——通過回轉(zhuǎn)圈上最外切點(diǎn),作平行于初始直線航線的平行線,并以此切點(diǎn)
為圓心,以R為半徑作弧與平行線相交于O2,此O2即為計(jì)算回轉(zhuǎn)中心;
h)回轉(zhuǎn)周期(T)——從轉(zhuǎn)舵開始至回轉(zhuǎn)結(jié)束止的總時間;
i)首動延時(tm)——從轉(zhuǎn)舵開始至首向偏離原航向瞬間止的時間,單位為秒(s);
j)回轉(zhuǎn)延時(tT)——從首動開始至旋回結(jié)束止的時間,單位為秒(s);
?
k)定?;剞D(zhuǎn)角速度(Ψ)——從首向變化到180°開始至540°為止的時間內(nèi),平均每秒的首向變化,
其計(jì)算公式見式(5):
?????????????????????????????????????????????????????(5)
式中:
?
Ψ——定?;剞D(zhuǎn)角速度,單位為度每秒(°/s)。
l)平均回轉(zhuǎn)角速度(Ψ)——回轉(zhuǎn)時間內(nèi)平均每秒的首向變化,其計(jì)算公式見式(6):
??????????????????????????????????????????????????????(6)
式中:
Ψ——平均回轉(zhuǎn)角速度,單位為度每秒(°/s);
Ψ——船舶首向角,單位為度(°);
tT——回轉(zhuǎn)時間,單位為秒(s)。
m)漂角(β)——回轉(zhuǎn)圈上任意一點(diǎn)的切線與船舶首尾線的交角(°);
n)戰(zhàn)術(shù)直徑(DT)——船舶(船隊(duì))回轉(zhuǎn)到180°時,其重心距初始直線航線的橫向距離(m)。
測量船舶(船隊(duì))重心運(yùn)動的軌跡見(圖2):
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標(biāo)引序號說明:
1——初始直線航線;
2——轉(zhuǎn)舵點(diǎn)。
圖2船舶(船隊(duì))重心運(yùn)動的軌跡圖
6.1.5數(shù)據(jù)處理
6.1.5.1回轉(zhuǎn)試驗(yàn)原始記錄資料應(yīng)整理成隨時間而變化的各種關(guān)系曲線(見圖3),以便參考。試驗(yàn)記錄
按照附錄C中表C.3、表C.4、表C.5的格式分別填寫。
Ψ、δ、φ
Vt
Ψ-t
Vt-t
t0
δ-t
φ-t
t
0
tm
注1:Ψ—t——首向角、時間關(guān)系曲線;
注2:Vt—t——航速、時間關(guān)系曲線;
注3:δ—t——舵角、時間關(guān)系曲線;
注4:Φ—t——橫傾角、時間關(guān)系曲線。
圖3航速、舵角、首向角、橫傾角——時間關(guān)系曲線
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6.1.5.2回轉(zhuǎn)試驗(yàn)的結(jié)果應(yīng)以各主要回轉(zhuǎn)參數(shù)與舵角的關(guān)系表達(dá):
a)相對回轉(zhuǎn)直徑——舵角曲線(D/L—δ);
b)無因次角速度——舵角曲線(ΨL/V—δ);
c)相對進(jìn)距——舵角曲線(A/L—δ);
d)相對正橫距——舵角曲線(Tr/L—δ);
e)相對降速——舵角曲線(Vt/V0—δ);
f)定常回轉(zhuǎn)橫傾角一一舵角曲線(φ—δ);
g)最大動橫傾角一一舵角曲線(φm—δ)。
6.1.5.3因有風(fēng)、流影響,測得的回轉(zhuǎn)圈,一般為一不封閉的曲線圈。為消除此影響,可按下述方法
作近似的修正:
a)如圖4所示,以初始直線航線為y軸,水平基線為x軸,G1為原點(diǎn),根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)繪制成回轉(zhuǎn)
圈;
y
G'1012
G10
y
G'18△
22
GG'13
△xG13
G18
G25
x
G1G'15
G15
標(biāo)引序號說明:
1——實(shí)際航行軌跡;
2——修正后軌跡。
注1:G1~G25為回轉(zhuǎn)試驗(yàn)中軌跡定位點(diǎn);
注2:G′1~G′25為修正回轉(zhuǎn)試驗(yàn)中軌跡定位點(diǎn)。
圖4實(shí)測回轉(zhuǎn)圈軌跡圖
b)從實(shí)測回轉(zhuǎn)圈上量取G10~G22間的垂直距離Δy,此即為縱向風(fēng)、流差,當(dāng)G22在G10下方時為
“+”號,在上方時為“-”號;
c)從實(shí)測回轉(zhuǎn)圈上量取G13~G25間的水平距離Δx,此即為橫向風(fēng)、流差,當(dāng)G25在外側(cè)時為“-”
號,在內(nèi)側(cè)時為“+”號;
d)x,y方向的每秒修正量可按式(7)和式(8)近似地計(jì)算:
9
JT/T352—XXXX
????????????????????????????????????????????????????(7)
????????????????????????????????????????????????????(8)
式中:
Δy′——y方向的每秒修正量,單位為米每秒(m/s);
Δx′——x方向的每秒修正量,單位為米每秒(m/s);
t10,t13,t22,t25——分別對應(yīng)于G10,G13,G22,G25的回轉(zhuǎn)延時,單位為秒(s)。
e)回轉(zhuǎn)圈上各船舶(船隊(duì))重心位置,除G1外,其x、y方向的修正量,均可按式(9)和式(10)
求得(以G10為例):
?????????????????????????????????????????????????????(9)
???????????????????????????????????????????????????(10)
6.2航向穩(wěn)定性試驗(yàn)
航向穩(wěn)定性試驗(yàn)包括直線穩(wěn)定性試驗(yàn)、航向保持能力試驗(yàn)、回舵操縱試驗(yàn)。
6.2.1直線穩(wěn)定性試驗(yàn)
6.2.1.1試驗(yàn)?zāi)康?/p>
直線穩(wěn)定性試驗(yàn)的目的是求得置舵于零位時,首向偏航達(dá)到5°的延續(xù)時間。
6.2.1.2試驗(yàn)方法
直線穩(wěn)定性試驗(yàn)時,將舵置于0°,船舶保持常車穩(wěn)速、逆水流方向航行,連續(xù)測量船舶的偏航角到
達(dá)0.5°、1.0°、1.5°、2.0°……5.0°的時間。
6.2.1.3試驗(yàn)步驟
直線穩(wěn)定性試驗(yàn)時,船舶先常車、逆流航行待船速穩(wěn)定后,置舵于零位。發(fā)令開始連續(xù)記錄偏航角
到達(dá)0.5°、1.0°、1.5°、2.0°……5.0°的時間。
6.2.2航向保持能力試驗(yàn)
6.2.2.1試驗(yàn)?zāi)康?/p>
航向保持能力試驗(yàn)的目的在于測得航向穩(wěn)定后5min內(nèi)維持直航所操的平均舵角。
6.2.2.2試驗(yàn)方法
航向保持能力試驗(yàn)時,船舶保持常車穩(wěn)速、逆水流方向航行,操舵保持航向不變,連續(xù)記錄在5min
內(nèi)的舵角變化及其對應(yīng)的時間。
6.2.2.3試驗(yàn)步驟
10
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航向保持能力試驗(yàn)時,船舶常車航行,待船速穩(wěn)定后,發(fā)令開始連續(xù)記錄5min內(nèi),船舶保持航向
不變的舵角變化及其對應(yīng)的時間。
6.2.3回舵操縱試驗(yàn)
6.2.3.1試驗(yàn)?zāi)康?/p>
回舵操縱試驗(yàn)又稱為回直試驗(yàn)、脫開試驗(yàn),其目的在于測得航向不穩(wěn)定回線環(huán)高度。
6.2.3.2試驗(yàn)方法
回舵操縱試驗(yàn)一般均按左15°和右15°舵角進(jìn)行回轉(zhuǎn)試驗(yàn),當(dāng)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)結(jié)束的瞬間,回舵于零位,連
續(xù)記錄時間與首向角(或回轉(zhuǎn)角速度)的變化,直至回轉(zhuǎn)角速度衰減至零或至定常的剩余值為止。
6.2.3.3試驗(yàn)步驟
回舵操縱試驗(yàn)一般均按左15°和右15°舵角進(jìn)行回轉(zhuǎn)試驗(yàn),試驗(yàn)步驟與6.1.3.1定常回轉(zhuǎn)試驗(yàn)步驟相
同,回轉(zhuǎn)試驗(yàn)540°結(jié)束的瞬間即回舵操縱試驗(yàn)的開始,船舶回舵于零位,連續(xù)記錄時間與首向角(或回
轉(zhuǎn)角速度)的變化,直至回轉(zhuǎn)角速度衰減至零或至定常的剩余值為止。
6.2.4注意事項(xiàng)
6.2.4.1試驗(yàn)時船舶的初始航向盡量與水流方向平行。
6.2.4.2雙槳或多槳船舶之各槳轉(zhuǎn)速之差應(yīng)小于1%。
6.2.5數(shù)據(jù)處理
6.2.5.1直線穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果按照附錄C中表C.6的格式填寫。試驗(yàn)結(jié)果以隨時間而變化的偏航角曲
線表達(dá),以時間為橫軸做成偏航角—時間的關(guān)系曲線θ—t,如圖5所示。其衡量指標(biāo)為每分鐘偏航角度,
即(o/min)。
θ、δ
θ-t
δ-t
0
t
注1:θ—t——偏航角、時間關(guān)系曲線;
注2:δ—t——舵角、時間關(guān)系曲線。
圖5偏航角——操舵角——時間關(guān)系曲線
11
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6.2.5.2航向保持能力試驗(yàn)結(jié)果按照附錄C中表C.6的格式填寫。試驗(yàn)結(jié)果以隨時間而變化的舵角曲
線表達(dá)。以時間為橫軸做成舵角—時間的關(guān)系曲線δ—t,如圖5所示。其衡量指標(biāo)為每分鐘平均操舵角
度,即(o/min)。
6.2.5.3回舵操縱試驗(yàn)的原始記錄可整理成如圖6所示,回舵操縱試驗(yàn)的結(jié)果以剩余回轉(zhuǎn)角速度與原
操舵角的關(guān)系表達(dá)。同一舵角左、右舵試驗(yàn)所獲的剩余回轉(zhuǎn)角速度之和即為不穩(wěn)定回線環(huán)高。此高度就
是衡量船舶穩(wěn)定性的指標(biāo),最優(yōu)者為零。
?
Ψδ
右(+)
1234
δ
0
δ
左(-)
標(biāo)引序號說明:
1——穩(wěn)定船舶;3——不穩(wěn)定回線環(huán)高;
2——不穩(wěn)定船舶;4——剩余回轉(zhuǎn)角速度。
圖6剩余回轉(zhuǎn)角速度與原操舵角的關(guān)系曲線
6.3操舵速度試驗(yàn)
6.3.1試驗(yàn)?zāi)康?/p>
通過試驗(yàn),計(jì)算舵機(jī)轉(zhuǎn)動的速度。
6.3.2試驗(yàn)方法
航行中的操舵速度試驗(yàn)應(yīng)在全速、逆流的情況下進(jìn)行。船舶舵機(jī)向一方向運(yùn)行至滿舵時即向相反運(yùn)
行至滿舵,當(dāng)達(dá)到另一個方向滿舵時舵機(jī)迅速回正舵。實(shí)驗(yàn)中記錄舵運(yùn)行的時間。試驗(yàn)分別左右各進(jìn)行
一次。
6.3.3試驗(yàn)步驟
試驗(yàn)船舶穩(wěn)定航向后置舵于零位,開始發(fā)令,操舵順序?yàn)椋?/p>
。
6.3.4注意事項(xiàng)
12
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試驗(yàn)前應(yīng)注意校正駕駛臺舵角指示器的誤差,以舵機(jī)上的刻度為準(zhǔn)。
6.3.5數(shù)據(jù)處理
6.3.5.1試驗(yàn)結(jié)果按照附錄C中表C.7的格式填寫。
6.3.5.2衡量操舵速度的指標(biāo),Vδ按式(11)計(jì)算:
????????????????????????????????????????????????????????(11)
式中:
Vδ——平均操舵速度,單位為度每秒(°/s);
δ——左(右)滿舵至右(左)滿舵的角度,單位為度(°);
tδ——操舵時間,單位為秒(s)。
6.4前進(jìn)舵效試驗(yàn)
6.4.1試驗(yàn)?zāi)康?
通過試驗(yàn),計(jì)算首向角變化不大的范圍內(nèi)船舶回轉(zhuǎn)性能與應(yīng)舵性能。
6.4.2試驗(yàn)方法
前進(jìn)舵效試驗(yàn)的工況為常車穩(wěn)速狀態(tài)、分別操左15°和右15°舵角,求得首向變化15°及反壓舵角15°
過程中船舶的首向角隨舵角與時間的變化。如進(jìn)行系列試驗(yàn),舵角可采用其它相應(yīng)的舵角。
6.4.3試驗(yàn)步驟
前進(jìn)舵效試驗(yàn)按如下步驟進(jìn)行:
a)逆流航行,穩(wěn)速、穩(wěn)定航向,置舵于零位;
b)發(fā)令操舵右15°;
c)當(dāng)首向變化達(dá)15°時發(fā)令操舵左15°;
d)當(dāng)首向回至原航向時發(fā)令停止,回舵至零位。
6.4.4注意事項(xiàng)
6.4.4.1舵時應(yīng)以均勻速度一次操到位。
6.4.4.2進(jìn)行系列舵角試驗(yàn)時,每次試驗(yàn)的初始航向、初速度應(yīng)保持相同。
6.4.4.3如采用船舶儀表觀測,應(yīng)掌握舵角指示器及羅經(jīng)的誤差。
6.4.5數(shù)據(jù)處理
試驗(yàn)結(jié)果按圖7直接記錄,并整理成原始資料。衡量前進(jìn)舵效的主要指標(biāo)為轉(zhuǎn)首滯后時間TL和回轉(zhuǎn)
角速度,其計(jì)算方法見式(12)~(14)如下:
?????????????????????????????????????????????????????(12)
式中:
TL——轉(zhuǎn)首滯后時間,單位為秒(s);
13
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te——超越時間,單位為秒(s);
t0——操反壓舵過零時間,單位為秒(s)。
????????????????????????????????????????????????????(13)
式中:
T′L——無因次轉(zhuǎn)首滯后;
V——船舶航速,單位為米每秒(m/s);
L——船長,單位為米(m)。
?????????????????????????????????????????????????????(14)
式中:
?
Ψ——回轉(zhuǎn)角速度,單位為度每秒(°/s);
Ψ——首向角,單位為度(°);
t——操舵時間,單位為秒(s);
tm——首動時間,單位為秒(s)
δψ
右(+)te、ψe
ov
ψ
t1t2
TL1
t
0
tmt0t4
t3
左(-)
圖7首向角——操舵角——時間關(guān)系曲線
6.5Z形操縱試驗(yàn)
6.5.1試驗(yàn)?zāi)康?/p>
測試船舶操舵后,在轉(zhuǎn)首角達(dá)到與舵角等值時操反舵的操縱性能。
6.5.2試驗(yàn)方法
Z形操縱試驗(yàn)的工況為常車穩(wěn)速,在逆流航行,通常進(jìn)行左10°及右10°舵角的試驗(yàn)。根據(jù)航道條件
及試驗(yàn)要求亦可進(jìn)行左15°及右15°舵角的試驗(yàn)。
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6.5.3試驗(yàn)步驟
Z形操縱試驗(yàn)按下列步驟進(jìn)行:
a)航速穩(wěn)定后測量船舶的初速度;測速完畢后穩(wěn)定航向置舵于零位;
b)發(fā)令操舵右10°;
c)當(dāng)首向角變化到右10°時發(fā)令操舵左10°;
d)當(dāng)首向角變化到左10°時發(fā)令操舵右10°;
e)當(dāng)首向角變化到右10°時發(fā)令操舵左10°;
f)當(dāng)首向角變化到左10°時發(fā)令操舵右10°;
g)當(dāng)首向角變化達(dá)到超過原航向偏右3°時發(fā)令停止,回舵至零位。
6.5.4注意事項(xiàng)
Z形操縱試驗(yàn)注意事項(xiàng)見6.4.4。
6.5.5數(shù)據(jù)處理
6.5.5.1Z形操縱試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)按附錄E中圖E.1畫出首向角、舵角隨時間變化的關(guān)系曲線。
6.5.5.2衡量操縱性響應(yīng)特征的指標(biāo)為操縱性指數(shù)K(K')和T(T'),K值大表示回轉(zhuǎn)能力強(qiáng);T值小表示
航向穩(wěn)定性和應(yīng)舵性能好,其計(jì)算方法見附錄E。其綜合指數(shù)為K'/T'。
6.6慣性試驗(yàn)
慣性試驗(yàn)一般包括停車慣性試驗(yàn)和倒車慣性試驗(yàn)。
6.6.1試驗(yàn)?zāi)康?/p>
通過試驗(yàn),測試確定船舶的慣性沖程。
6.6.2試驗(yàn)方法
6.6.2.1停車慣性試驗(yàn)
船舶常車逆流直航,船舶停車開始試驗(yàn),當(dāng)觀測到船舶對水停止時試驗(yàn)結(jié)束。
6.6.2.2倒車制動慣性試驗(yàn)
船舶常車直航,船舶倒車開始試驗(yàn),當(dāng)觀測到船舶對水停止時試驗(yàn)結(jié)束。
6.6.3試驗(yàn)要求
在測試區(qū)測定船舶上下行航速,以確定水流速度。
6.6.4試驗(yàn)步驟
6.6.4.1停車慣性試驗(yàn)步驟如下:
a)常車、穩(wěn)向、逆流直航,讀記初航向,測直航初速度,待航速穩(wěn)定后,發(fā)出預(yù)備信號;
b)發(fā)令停車,并以此為零點(diǎn),開始同步計(jì)時。計(jì)時采用連續(xù)計(jì)時法;
c)記錄機(jī)艙實(shí)際停車時間,即主機(jī)轉(zhuǎn)速為零時間;
d)連續(xù)測定船舶對水航速,同時采用交叉方位法或其它定位方法連續(xù)測定船位。前期每隔10s,
后期每隔20s定位一次,并于測定船位的同時記錄首向變化;
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e)當(dāng)觀測到船舶對地停止時發(fā)令停測。此時測得的速度與停泊時測得的流速相等。
6.6.4.2倒車制動慣性試驗(yàn)步驟如下:
a)常車、穩(wěn)向,讀記初航向,測直航初速度,待航速穩(wěn)定后,發(fā)出預(yù)備信號;
b)發(fā)令到車,并以此為零點(diǎn),開始同步計(jì)時。計(jì)時采用連續(xù)計(jì)時法;
c)記錄機(jī)艙實(shí)際倒車時間,即倒車開始時間,倒車開出時間,倒車轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時間);
d)連續(xù)測定船舶對水航速,同時采用交叉方位法或其它定位方法連續(xù)測定船位。前期每隔10s,
后期每隔20s定位一次,并于測定船位的同時記錄首向變化;
e)當(dāng)觀測到船舶對地停止時發(fā)令停測。此時測得的速度與停泊時測得的流速相等。
6.6.5注意事項(xiàng)
6.6.5.1試驗(yàn)中應(yīng)置舵于零位,非應(yīng)急勿操舵。
6.6.5.2倒車時預(yù)防船舶倒頭失控,注意安全嘹望。
6.6.6數(shù)據(jù)處理
6.6.6.1慣性試驗(yàn)的結(jié)果按照附錄C中表C.8、表C.9的格式填寫。慣性試驗(yàn)的軌跡見圖8,測量參
數(shù)及其說明如下:
a)停船沖程(Ah)——發(fā)令后,船舶沿原航向慣性前移的最大縱向距離;
b)停船跡程(At)——從發(fā)令起到船舶完全停止移動止,在垂直于原航向上的最大橫移距離;
c)停船橫距(Td)——從發(fā)令起到船舶完全停止移動止,在垂直于原航向上的最大橫移距離;
d)停船時間——從發(fā)令瞬時到船舶停止前進(jìn)瞬時之間的時間間隔。
m
4
5
3
2
6
1
m
標(biāo)引序號說明:
1——初始直行向;4——停船橫距Td;
2——發(fā)令點(diǎn);5——停船跡程At;
3——開始停(倒)車;6——停船沖程Ah。
圖8慣性試驗(yàn)的軌跡圖
6.6.6.2衡量船舶慣性的指標(biāo)為停船沖程與船長之比Ah/L。不同其他船舶對比時,應(yīng)注意流速影響,
予以修正。
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7專門性試驗(yàn)
7.1過灘能力試驗(yàn)
7.1.1試驗(yàn)?zāi)康?/p>
通過試驗(yàn),測試船舶或船隊(duì)通過激流險灘時的拖載能力。
7.1.2試驗(yàn)方法
過灘能力試驗(yàn)的主機(jī)工況采用最大負(fù)荷,船舶載量根據(jù)試驗(yàn)要求確定。
7.1.3試驗(yàn)步驟
過灘能力試驗(yàn)步驟如下:
a)船舶首部上灘后時,加最后一道車后,發(fā)令開始測試;
b)用測速儀連續(xù)測船速,同時用轉(zhuǎn)速表、扭力儀測主機(jī)轉(zhuǎn)速、軸扭矩的瞬時變化;
c)當(dāng)船舶露尾時,發(fā)令停止測試。
7.1.4數(shù)據(jù)處理
7.1.4.1過灘能力試驗(yàn)結(jié)果按照附錄C中表C.10的格式填寫。
7.1.4.2衡量船舶過灘能力的指標(biāo)為船舶總排水量與有效總推力之比(ΣΔ/ΣT),其值小者為優(yōu)。不
同船舶(船隊(duì))互相比較時,應(yīng)注意要在同一速度和同一江面坡度的條件下進(jìn)行對比。
7.1.4.3過灘試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算步驟:
a)求出船舶的有效總推力ΣT(有推力儀時采用實(shí)測值);
b)求出船舶總排水量與有效總推力之比ΣΔ/ΣT;
c)求出計(jì)算江面坡度i(有條件時采用實(shí)測值),其計(jì)算公式見式(15):
????????????????????????????????????????????????(15)
式中:
Rw——船舶(船隊(duì))水流阻力,單位為千牛(kN)。
7.2沉量試驗(yàn)
7.2.1試驗(yàn)?zāi)康?/p>
測試船舶在航行中因航道條件影響而引起的下沉量的變化,為確定富裕水深提供依據(jù)。
7.2.2試驗(yàn)方法
7.2.2.1下沉量試驗(yàn)一般采用斷面法。在預(yù)定測區(qū)內(nèi)設(shè)置4~5個斷面,每個斷面設(shè)置標(biāo)桿作為標(biāo)記,
并預(yù)先測得各斷面面積。各斷面均設(shè)水準(zhǔn)儀兩臺,同時觀測讀記設(shè)置在船舶(船隊(duì)則為推船)首、尾的塔
尺上的讀數(shù)。
7.2.2.2下沉量試驗(yàn)應(yīng)根據(jù)具體的航道條件,規(guī)定適當(dāng)?shù)妮d量,以4~5種不同的主機(jī)工況進(jìn)行。
7.2.3試驗(yàn)步驟
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下沉量試驗(yàn)步驟如下:
a)船舶進(jìn)入測標(biāo)的適當(dāng)距離前停車滑行,發(fā)令開始測試;
b)水準(zhǔn)儀讀記在停止?fàn)顟B(tài)下的首、尾塔尺讀數(shù);
c)船舶開車至預(yù)定轉(zhuǎn)速時,連續(xù)測船速、水深;
d)經(jīng)過各斷面時水準(zhǔn)儀讀記在航行狀態(tài)下的首尾塔尺讀數(shù),至駛出最后一個斷面時發(fā)令停止。
7.2.4數(shù)據(jù)處理
7.2.4.1下沉量試驗(yàn)結(jié)果按照附錄C中表C11的格式填寫。
7.2.4.2下沉量試驗(yàn)結(jié)果以首、尾下沉量(m)與航速(m/s)、航道斷面面積與船舶中橫剖面面積之比的
關(guān)系表達(dá),作成在不同的航道斷面面積與船舶舯剖面面積比(Ω/Sm)下的首尾下沉量與航速的關(guān)系曲線簇
ZVF(ZVA)—V。
7.3航跡線試驗(yàn)
7.3.1試驗(yàn)?zāi)康?/p>
測試船舶通過某一航段時的航行軌跡,借以分析研究船舶尺度航行性能與航道條件的相互關(guān)系。
7.3.2試驗(yàn)方法
7.3.2.1航跡線的測定一般采用岸設(shè)經(jīng)緯儀交叉方位法,亦可采用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)測試設(shè)備按照附
錄B中的方法進(jìn)行試驗(yàn)。
7.3.2.2航跡線試驗(yàn)一般采用正常航行時的工況,或根據(jù)試驗(yàn)要求規(guī)定。
7.3.3試驗(yàn)步驟
航跡線試驗(yàn)步驟如下:
a)船舶進(jìn)入測區(qū)前發(fā)令推備;
b)通過起點(diǎn)物標(biāo)時發(fā)令同步始測;
c)以一定的時距(一般為20s,亦可根據(jù)航速具體規(guī)定)定時測船位;
d)連續(xù)記錄操舵角、首向角、主機(jī)轉(zhuǎn)速的變化;
e)通過終點(diǎn)物標(biāo)時發(fā)令停止測試。
7.3.4數(shù)據(jù)處理
7.3.4.1按下列步驟繪制航跡圖:
a)采用1/2000比例的該航段航道圖;
b)將于試驗(yàn)當(dāng)日預(yù)先測得的試驗(yàn)航段的流速、流向線繪入圖中;
c)將測得的船位的重心點(diǎn)按G1、G2、G3……的順序逐一繪入圖中,連接各重心點(diǎn)即得航跡線;
d)按照各重心點(diǎn)的位置及其首向角繪上相應(yīng)的方框平面船型圖,并連接各船型圖的首尾突點(diǎn),
即形成航跡帶;
e)根據(jù)記錄繪成舵角—時間(δ—t)、航速—時間(V—t)曲線列入圖內(nèi)。
7.3.4.2航跡線試驗(yàn)測量參數(shù)的量取與計(jì)算如下:
a)彎道航跡最小曲率半徑R
彎道航跡最小曲率半徑的計(jì)算,一般可作為余弦曲線來處理,其計(jì)算方法如下:
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如圖9所示,取航跡線上最彎曲的一段弧G12…G15…G18,連接G12、G18,從弧的頂點(diǎn)G15作垂直于
G12G18的垂線,并與其相交于O點(diǎn)。量取OG15的距離作為Y0,OG18的距離作為X0,將量取的X0,Y0
的值代入公式(16),即可求得R0:
???????????????????????????????????????????????????(16)
式中:
R0——彎道航跡最小曲率半徑,單位為米(m)。
b′
β
b
′G15D
BC
a
a′
Y0
X0
G
12oG18
圖9航跡線試驗(yàn)圖
b)漂角β
如圖9所示,通過G15作垂直于G15的切線CD,此CD與船舶中心線ab的交角即為漂角β。
c)占用航寬B′
如圖9所示,通過G15船位的船型方框圖首、尾突點(diǎn)b′、a′作平行于CD切線的平行線兩條,此兩平行
線之間的垂直距離即為占用航寬。
量取得B后,可用式(17)求得B′:
????????????????????????????????????????????????(17)
式中:
B——船舶(船隊(duì))總寬,單位為米(m);
L——船舶(船隊(duì))總長,單位為米(m)。
8試驗(yàn)報告
8.1試驗(yàn)報告的內(nèi)容
8.1.1前言
試驗(yàn)報告前言包括試驗(yàn)?zāi)康?、?jīng)過、參加單位、協(xié)作單位等。
8.1.2試驗(yàn)條件
試驗(yàn)條件一般包括下列各項(xiàng)信息:
a)試驗(yàn)船舶的主要技術(shù)參數(shù);
b)試驗(yàn)水域條件;
19
JT/T352—XXXX
c)氣象水文條件;
d)試驗(yàn)時船舶狀態(tài);
e)儀表型號、測量精度、儀器檢驗(yàn)的有效期。
8.1.3試驗(yàn)結(jié)果
試驗(yàn)結(jié)果包括下列要素:
a)各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果主要數(shù)據(jù)匯總表(列入正文);
b)各項(xiàng)表達(dá)式的關(guān)系曲線圖(列入附錄);
c)各項(xiàng)記錄、記錄匯總表、原始資料及計(jì)算表等一般均作為資料,存檔備查。
8.1.4結(jié)論和評價分析
根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對船舶(船隊(duì))的航行技術(shù)性能做出適當(dāng)?shù)脑u價。評價的依據(jù)應(yīng)當(dāng)是衡量船舶航行技
術(shù)性能的各項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在缺乏這些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的情況下,亦可根據(jù)下述衡量條件,做出結(jié)論:
a)根據(jù)設(shè)計(jì)要求,做出評價;
b)根據(jù)同類型船舶的實(shí)測結(jié)果,做出比較分析;
c)根據(jù)航行安全的要求,做出是否適應(yīng)的分析;
d)根據(jù)船舶營運(yùn)的要求,做出技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。
8.2注意事項(xiàng)
8.2.1.1試驗(yàn)報告是試驗(yàn)成果的全面表達(dá)和概括分析,是項(xiàng)技術(shù)性的總結(jié)。一般稱為“XXX船(船隊(duì))
實(shí)船試驗(yàn)報告”。如系特定的專門性試驗(yàn),可稱為“XXX船(船隊(duì))XXX試驗(yàn)實(shí)船試驗(yàn)報告”。
8.2.1.2試驗(yàn)報告應(yīng)如實(shí)反映試驗(yàn)情況,文字簡明扼要,采用統(tǒng)一術(shù)語、符號、表格、圖式與計(jì)算方
法。在進(jìn)行比較分析時應(yīng)注意同一條件下比較。
20
JT/T352—XXXX
附錄A
(規(guī)范性)
試航船舶常用符號表
A.1常用符號
試航船舶常用符號見表A.1。
表A.1試航船舶常用符號
名稱符號單位名稱符號單位
船長.Lm排水體積▽m3
總長LOAm排水量△t
水線長LWLm方形系數(shù)CB
垂線間長LPPm棱形系數(shù)CP
型寬Bm舯橫剖面系數(shù)CM
2
型深Dm舵面積ARm
型吃水Tm螺旋槳直徑Dpm
艏吃水TFm螺距比P/Dp
艉吃水TAm重心位置Gm
注:正文中已有說明的符號不再另列。
21
JT/T352—XXXX
附錄B
(規(guī)范性)
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