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船舶在主機輸出功率一定的條件下,盡量提高船速的能力叫船舶快速性(speed ability)??焖傩园?jié)能和速度兩層意義,所以提高船舶快速性也應(yīng)從這兩方面入手,即盡量提高推進(jìn)器的推力和減小船舶航行的阻力。
船舶阻力包括水阻力和空氣阻力。由于水的密度比空氣大800多倍,所以船舶在海上航行時,主要考慮船體水阻力。船體水阻力分為摩擦阻力、渦流阻力(形狀阻力)和興波阻力三個部分,它們的總和就是船體的總的水阻力:
1、摩擦阻力是由水粘性引起,船在水中運動時,總有一層水粘附在船體表面,并跟著船體一起運動。船舶運動帶動水分子運動所消耗的能量,即為船舶克服摩擦阻力所消耗的能量。摩擦阻力的大小與船體浸水表面積、船體表面滑度、航速高低有關(guān)。因此,船舶定期進(jìn)塢清除污底, 是減少摩擦阻力的重要措施。
2、船體運動時除產(chǎn)生摩擦阻力之外,還同時產(chǎn)生渦流阻力,當(dāng)船體向前運動時,產(chǎn)生一相對水流,由于水具有粘性,靠近船體表面處的相對水流速度就小,到達(dá)船尾時,斷面擴大,流速很快下降,可達(dá)到零或者倒流,就造成船尾部的渦流運動,使船尾壓力下降,對船舶就形成一個壓力差阻力,就叫渦流阻力,或叫形狀阻力。在船體彎曲度較大部分就容易產(chǎn)生渦流,尾部橫剖面作急劇收縮的船舶所引起的渦流阻力較為嚴(yán)重,而流線型船體就不產(chǎn)生渦流阻力或只產(chǎn)生極小的渦流阻力。因此,改善水下船體的線型,對船舶快速性影響很大。
3、興波阻力是由于船舶航行中掀起的船行波,產(chǎn)生與船舶前進(jìn)方向相反的阻力。船行波分船首波和船尾波,在船行波傳播中,如果船首波與船尾波在船尾處互相迭加,興波阻力就大;如果船首波和船尾波在船尾處互相抵消,興波阻力就小。所以興波阻力的大小主要與航速和船長有關(guān)。航速越快,興波阻力越大,在一定的設(shè)計航速下,適當(dāng)選擇船長,可以減少興波阻力。遠(yuǎn)洋船多采用球鼻船首型,就是為了調(diào)整船長,以達(dá)到減少興波阻力的目的。
至于提高推進(jìn)器推力,由于目前海船的推進(jìn)器主要是采用螺旋槳,在主機輸出功率和轉(zhuǎn)速一定的條件下,正確設(shè)計或選擇螺旋槳的幾何形狀,對產(chǎn)生推力大小有很大關(guān)系。因此營運中的船舶可采取下列措施來增大推力:盡量使用可調(diào)螺距的螺旋槳,并適當(dāng)?shù)剡x擇螺旋槳的螺距;調(diào)整合適的吃水和吃水差;航行中保持螺旋槳在水下有足夠的深度等。

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