无人船快速性试验方法

无人船快速性试验方法
1 范围
本标准规定了无人船快速性试验方法。

本标准适用于采用差分全球定位技术（DGPRS）对新建和修理后的无人船航速航向、航迹跟踪准确度进行测试，可以有效验证无人船的快速性是否达到航行时规定的要求。

2 规范性引用文件
本文没有规范性引用文件
3 术语和定义
本文没有需要界定的术语和定义
4 一般要求
4.1 无人试验船状态
无人试验船应调整到试验大纲所规定的试验排水量状态，试验排水量误差应不大于2%；横倾角应不大于0.5°；不允许艏倾；艉倾应与规定的状态不大于船长的0.1%。

4.2 无人船船体和螺旋桨状况
无人船船体水下部分、螺旋桨和附体应清洁光滑。

4.3 气象和海况
风速不大于5.2m/s（蒲氏风标3级）；浪级不大于2级，没有明显涌浪；试验水域能见度良好，可清楚地看到测速叠标。

4.4 测速区
4.4.1 测速区水域开阔，使无人船有足够的操船回旋余地。

4.4.2 测速区内水流变化应平缓，测速线的方向应尽可能与水流方向一致。

4.4.3 测速区内水深应取式（1）或式（2）中的大者：
2
＞（1）
h 2.75V/g
h2）
式中：h——水深，m；
V——航速，m/s；
B——型宽，m；
T——吃水，m；
g——重力加速度，g=9.81m/s2。

5 详细要求
5.1 测速方法
5.1.1 差分式全球定位系统（DGPS）测速法
通常的全球卫星定位系统（GPS）定位精度为100m，差分式全球卫星定位系统（DGPS）定位精度为5m。

无人试验船建议采用DGPS进行测速。

测速段的测速时间应不小于6min。

测速预航段长度：一般取2-3nmile，保证无人试验船进入测速段时，主机转速与航速已经稳定。

测速段距离：航速30kn以下时，取1-2n mile;航速30kn以上时，取3nmile。

5.1.2试验工况
从最低稳定工况到额定工况应不少于四个工况点，并且要避开共振区的工况点。

5.1.3试验航次
根据测速时测速区水流情况，确定适当的航次，通常每一工况应不中断地进行顺逆相间的三个航次的试验，各航次间的时间间隔尽量相等。

5.1.4 操作要求
5.1.4.1 测速时的航向，要求前后叠标的方位成正交，最大允许偏差应不大于2°，并尽可能航行于同一测速线上。

5.1.4.2 测速时，操舵角应不大于5°。

5.1.4.3 前一航次结束，船舶出测速段后，立即改变航向，航行的距离，回航舵角小于15°。

5.2 测试设备
5.2.1 计时秒表
测速试验用的计时秒表，应经国家有关计量单位检定合格且在有效期内使用。

每小时误差不大于1s。

5.2.2 轴功率仪
测量轴功率的扭矩传感器、转速传感器和二次仪表，应经检测单位进行合法的标定，符合要求的才能使用。

扭矩传感器的精度为±1%，转速传感器的精度为±0.2%，轴功率测量系统精度为±1.5%。

5.2.3 推力仪
若测量推力，应提供推力测量方法，并对推力仪的各组成部件进行标定，要求推力测量5±%。

精度为
5.2.4 DGPS（差分式全球卫星定位系统）
“DGPS”须按照有关方法进行标定，并给出系统的定位精度，系统应包括接收机、计算机、打印机和绘图机。

5.3 测量与记录项目
5.3.1 气象、海况及水文资料
测量与记录测速时的气象（天气、气温、风速、风向等）、海况（浪高、涌向等）及测速区的水温、水密 度、水流速度和流向。

最好在测速的同时，测量相对风速、风向。

应使用测深仪测量测速区水深，或者根据海图记录。

5.3.2 无人船状态
观测试验前、后无人船船自由漂浮状态时艏、舯、艉处两舷吃水，计算实际排水量。

记录渡航与试航过程中燃料和各种补给品的消耗量，以核算试验过程中排水量变化情况。

根据所观测的吃水，计算无人船的纵倾与横倾。

5.3.3 航速测量
由有上岗证的人员对该系统进行操作测量。

测量时，应保证该系统能同时接收到至少四颗卫星的讯号，且所接收到的卫星几何状态HDOP 的讯号（卫星的水平分量）应小于或等于5，方可进行测量。

测量一次讯号的采样时间取1-5s ；每一航向连续测量时间应不小于6min ，先绘制瞬态航速、航向图，经过分析再计算被测船的单程平均对地航速。

5.3.4 螺旋桨转速测量
在测速的同时，测量螺旋桨转速，螺旋桨转速〈或者螺旋桨转速乘以齿轮箱速比）应与主机转速一致。

5.3.5 轴扭矩与轴功率测量
在测速的同时测量轴扭矩和轴功率。

为保证测量精度，试验前、后分别测量正、反盘车后扭矩传感器的“0”读数；扭矩仪的安装位置应尽量接近尾端，并远离轴系断面不连续及温度变化不均匀的部位。

5.3.6 螺旋桨推力测量
在测速的同时，最好能测量螺旋桨的推力。

若用应变式推力仪测量推力，还要在每次试验前，在电桥桥路的某臂并联标定电阻进行现场标定。

5.4 测试数据的处理、修正和结果表达式
5.4.1 航速、螺旋桨转速（或者主机转速）、轴扭矩、轴功率和推力
将同一工况各往返航次的对地航速g V 用再平均法消除水流对航速的影响，其航速V S 按公式（3）计算：
s 123=2)/4V V V V ++（（3）
式中：
1V 、2V 、3V ——分别为每个航次艇对地的实测航速值，kN 。

螺旋桨转速n 、轴扭矩M 、轴功率P 和推力T 分别按公式（4）-（7）计算：
123(+2+)/4n n n n =（4）
123(+2+M )/4M M M =（5）
123(+2+P )/4P P P =（6）
123(+2+T )/4T T T =（7）
式中：
1n 、2n 、3n ——分别为每个航次螺旋桨的实测航速值，r/min ；
1M 、2M 、3M ——分别为每个航次主机的实测轴扭矩值，kN m g ；
1P 、2P 、3P ——分别为每个航次主机的实测轴功率值，kW ；
1T 、2T 、3T ——分别为每个航次螺旋桨的实测推力值，kN 。

5.4.2 排水量修正
当试验时的实际排水量与所设计的规定排水量相差不超过5±%时，可以按海军系数法修正测量结果。

当轴功率、推力不变，航速按公式（8）修正：
2(/)w s t s V V =∆∆（8）
式中：
w V ——修正的航速，kN ；
s V ——实测航速，kN 。

t ∆——试验时实际排水量，t ；
s ∆——试验大纲规定的试验排水量，t 。

当航速不变，轴功率W P 和推力W T ，分别按式（9）、（10）修正：
23(/)W S s t
P P =∆∆（9） 23(/)W S s t nT T =∆∆（10）
式中：
W P ——经修正的轴功率，kW ；
S P ——实测轴功率，kW ；
W T ——经修正的螺旋桨推力，kN ；
S T ——实测螺旋桨推力，kN 。

5.4.3 试验结果的表达形式
将处理、修正后的测量数据，以完整的n-P 、n-V 、n-T 、n-M 关系曲线给出无人船快速性试验的最后结果。

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