自航实验方案

1、概述

1.1 试验内容

1.2试验条件

试验设备：

拖曳水池：

拖车：

阻力（拖力）测量设备：

推力、扭矩测量设备：

桨模敞水试验箱；

自航船、桨模驱动与传动装置；

船模导向装置；

船模夹具；

数据采集与分析处理系统：

1.3试验模型参数

表2.1 实船与船模主要参数列表

螺旋桨模型参数：

桨叶数： 4

直径：0.17925m

盘面比：0.45

毂径比：0.15

(P/D)1.0R：0.608

(P/D)0.7R: 0.637

缩尺比： =40

1.4模型试验方法

1.4.1 船模静水拖曳阻力试验

水面静止的条件下，闭合夹具，由拖车带动船模至设定航速，释放夹具，并通过阻力测量仪（四自由度适航仪）测量得到该航速下的船模阻力，然后关闭夹具，减速停车，低速退回到起始位置，待水面平静后进行下一航次的试验，如此反复进行，直至完成整个航速范围内的船模阻力试验；记录试验当时水温。其中，拖点位于船模重心铅垂线上，高度则位于设计水线面，船模导向方式为首导向杆方式，夹具位于船模后部。

1.4.2 螺旋桨模型敞水性能试验

螺旋桨模型敞水性能试验采取设定桨模转速，改变桨模进速进行试验的方法。即每航次中不改变桨模转速（Nm=1260rpm），只改变桨模进速。所有试验与测量仪器均安放在敞水试验箱内，桨模安装在由敞水箱前端向前伸出的桨轴前端，桨轴长度大于四倍桨模直径，外面包有轴套管，桨模前端安装有导流帽，轴套与敞水箱连接处设有导流罩，桨毂与轴套之间平顺过渡。

具体的实验方法：水面静止的条件下，由拖车带动敞水试验箱至设定航速，同时调整螺旋桨模型至指定转速（1260rpm），通过螺旋桨动力仪测量得到该航速和桨模转速下的桨模推力与扭矩，然后减速停车，低速退回到起始位置，待水面平静后进行下一航次的试验，如此反复进行，直至桨模推力变为负值，停止试验；换装桨毂，以桨模敞水试验对应的航速与桨模转速进行试验，测量得到轴系及桨毂的摩擦力矩和推力修正值；记录试验当时水温。

1.4.3船模自航试验

船模自航试验采用强迫自航法。针对每一种载况和节能附体组合情况，均进行3个航速下的船模自航试验，分别为1m/s，1.2 m/s，1.4 m/s。对于每一

位航速，均设置4种不同桨模转速，保证该航速下的自航点摩擦阻力修正值F

D

于所测得的4个不同桨模转速下的拖力曲线之上。

具体试验方法为：水面静止的条件下，闭合夹具，由拖车带动船模至设定

航速，同时调整桨模转速至指定转速，释放夹具，通过阻力测量仪（四自由度适航仪）测量得到船模在该航速和桨模转速下所需拖力，通过船模自航仪测量得到该航速与桨模转速下的桨模推力和扭矩，然后关闭夹具和螺旋桨转速，减速停车，低速退回到起始位置，待水面平静后进行下一航次的试验，如此反复进行，直至完成整个航速范围内的船模自航试验；记录试验当时水温。

2、模型试验结果与处理

通过模型试验，得到在不同载况与节能附体组合情况下的船模阻力和自航试验结果，以及桨模敞水试验结果。

2.1桨模敞水试验结果的处理

将经过摩擦力矩和推力修正后的桨模试验结果按照ITTC－1978建议的方法换算得到桨模与实桨的敞水性能数据表，并绘制出桨模和实桨的敞水性能曲线图，参见试验数据处理与分析图表的“螺旋桨敞水试验结果”。

2.2船模静水阻力试验结果的处理

按照ITTC建议的二因次换算法由模型试验结果换算至实船有效功率，具体的换算结果以及各参数的选取参见相关表格。其中，摩擦阻力系数C f按照ITTC －1957公式计算得到；换算补贴系数根据经验选取，取值如下：△C f=-0.1×10-3。相关换算参数和结果见试验数据处理与分析图表的“船模静水阻力试验结果分析”。

2.3船模自航试验结果的处理及分析

将通过船模自航试验所得到的自航曲线进行处理，并结合船模静水阻力及桨模敞水试验结果得到船模自航试验相关参数，再按照ITTC—1978标准换算方法预报实船快速性能，根据经验对实船的收到功率、桨转速进行修正。

自航试验具体的处理结果见试验数据处理与分析图表的“船模自航试验结果分析”、“实船功率预报”。