拖航阻力估算模板
第二篇第7章阻力的近似估算方法
式中：Rt为总阻力(N)；△为排水量(t); Vs为航速(kn)．L为垂线 间长(m). Lwl为水线长(m); Ct122为垂线间长为122m 船的总阻力 系数2；-x3b为浮心纵向位置，以距船中％L计，舯前为正。
根据船模系列试验资料估算阻力
为便于确定回归系数，将式(7-13)化为下列线性形式
2 - 13
根据经验公式估算
经方形系数修正后的系数CI 值为
2 - 14
根据经验公式估算
② 宽度吃水比B/T的修正:当设计船的B/T不等于2.0时， 则系数C1需另加一个修正值Δ2，按下式计算
经方形系数和B／T 修正后的系数C2值为：
③ 浮心纵向位置xc的修正：若设计船的浮心纵向位置不 在标准位置时，应对系数C2减小一个修正量△3。为了确 定△3，应按下式（7 一24 ）先算出（△3）0，
6 、火工矫正
则设计船的机器功率
海军系数一般由母型船的试航资料得到，若无相近的母型 船，则可借助一些经验公式或经验数据确定海军系数。在 使用海军系数法估计舰船有效功率时，不仅应当注意船型 接近，傅氏数相同，而且要考虑主尺度及雷诺数相近。
2 - 29
根据母型船数据估算
某船在正常运转情况下，排水体积▽=5700m3，主轴功率
经过上述四项修正后的系数C4值为：
3.实际设计船的有效功率 式（7 一26 ）所得到Pe（kw ）是包括8 ％的附加阻力在 内的有效功率，其相应的裸船体有效功率
艾亚法的计算过程可列表进行，表7 一8 是具体估算一例
2 - 18
2 - 19
根据经验公式估算
2 - 20
根据经验公式估算
二、兰泼一凯勒( Lap 一Keller ）法
阻力推进计算书(拖航)
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阻力推进计算书
第2页
一、概述
本船为1966年波兰建造的散货船，现船东拟转卖至福建，需从南京拖航。长江航段采用绑扎顶推式航行，海上采用吊拖式拖航。对其进行海上拖航阻力推进计算。
阻力推进计算书
第4页
方尾浸湿面积比Ft：
0.1
水线半进角：
30°
比重：t/m3：
1.025
有效马力储备K：
1.15
则育航号的阻力曲线如下：（计算方法：爱尔法）
3、阻力叠加
拖船和育航号散货船的总阻力曲线如下：
阻力推进计算书
第5页
三、有效推马力计算
螺旋桨收到功率PD=1320×85%×ηr×ηc×75/76=1031.1(英马力)
1.6m
螺旋桨直径：
1.9m
则拖船的阻力曲线如下：（计算方法：兹万科夫法）
2、育航号主要要素：
垂线间长LBP：
141.60m
型宽B：
19.40m
吃水d：
3.70m
排水量Δ：
6500t
Cb：
0.62
Cp：
0.646
CW：
0.72
Cm：
0.96
浮心纵向位置LCB：
-0.871m
漂心纵向位置LCF：
-0.974m
桨数Pn：
2
有效马力储备K：
1.2
桨型：
浮船坞拖运沉箱相关计算
浮船坞拖运沉箱相关计算北海港铁山港西港区北暮作业区5＃、6＃泊位水工工程浮船坞拖运计算书一、计算说明1、船坞拖航状态及航区本次作业在我部铁山港区内预制场出运码头至5#、6#泊位码头前沿调头区水域，属于沿海近海拖航。
2、计算依据中国船级社《海上拖航指南》1997-附录2“海上拖航阻力估算方法”3、“防城港”号相关参数：型长：52m；型宽：32m ；型深：3.6m；空载吃水：1.4m二、浮船坞海上拖航阻力估算计算公式如下：1、R T=0.7×(R F+R B)+R A式中：R T为总阻力，kN，R F为摩擦阻力，kN，R F=1.67×A1×V1.83×10-3；R B为剩余阻力，kN，R B=0.147×δ×A2×V-1.74+1.5V；A1为船舶水下湿水表面积，m2；A2为侵水部分的中横剖面面积，m2，V为拖航速度，为保证安全系数，按最大时速4节计算（2.06m/s）;δ为方形系数，本船吃水3.6米时，δ取1.0，R A为空气阻力，kN，R A=0.5ΡV2∑C S S满×10-3；Ρ为空气密度，按Ρ=1.22kg/m3计算；V为风速，取V=20.7m/s计算；A I为受风面积，按顶风计算，m2；C s为受风面积形状系数，按1.0计算。
2、浮船坞装满沉箱时吃水深度为3.1m计算浮船坞露水部分受风面积S满。
S1坞墙面积=11×3×2=66m2S2甲板下于水面上=（3.6-3.1）×32=16m2S3沉箱迎风面积=18.15×17.2=312.18m2S满=S1+S2+S3=394.18m23、浮船坞湿水面积计算满载湿水面积计算：A1满=52×32+（52+32）×2×3.1=2184.8m2浸水部分的中横剖面面积：A2满=32×3.1=99.2m24、摩擦阻力计算RF满=1.67×A1满×V1.83×10-3=1.67×2184.8×2.061.83×10-3=13.7KN 5、剩余阻力计算RB满=0.147×δ×A2满V1.74+0.15V=0.147×1×99.2×2.061.74+0.15×2.06=64.1kN6、空气阻力计算RA满=0.5ΡV2∑C S S满×10-3=0.5×1.22×20.72×1.0×394.18×10-3=103.03kN7、总阻力计算RT满=0.7×（R F满+R B满）+R A满=0.7×（13.7+64.1）+103.03=157.49kN从以上计算得出，当瞬间风力为20.7m/s，选用航速4节时，满载最大拖力为15.7t。
拖航阻力计算
海上拖航阻力计算注：“华富708”空船平均吃水1.0m，每厘米吃水吨数约20T/cm，本计算按货物1500T、压载水1500T，总计3000T计算，上述状态下平均吃水为2.5m。
货物正向迎风面积为14mX14m=196m2。
1．海上拖航总阻力经验计算公式：R t=1.15[R f+R b+(R ft+R bt)]式中：R f-----被拖船（物）的摩擦阻力R b-----被拖船（物）的剩余阻力R ft-----拖船的摩擦阻力R bt-----拖船的剩余阻力2.被拖船（物）的阻力近似计算公式R f=1.67A1V1.8310-3KNR b=0.147δA2v 1.74+0.15v KN式中：V---拖航速度m/sδ---方型系数A2----被拖船（物）浸水部分的中横面积其中：A1如无详细资料，按下方法求：正常船舶；A1=L（1.7d+δB）m2驳船/首尾有线形变化的箱型船；A1=0.92L（B+1.81d）m2无线形变化的箱型船及其他水上建筑A1=L（B+2d）L----被拖船（物）的长度；mB----被拖船（物）的宽度：md----被拖船（物）的吃水：m3．拖轮的阻力计算---用拖轮的资料，如无详细资料，也可按被拖船（正常船舶）的近似公式计算。
已知：V=6.0Kt（3.087m/s）4．被拖物的阻力计算：表一：表二：5．拖轮阻力计算：表三：表四：海上拖轮总阻力为：175.9KNR t=1.15[R f+R b+（R ft+R bt）]=20.6t结论一：当船组在静水中拖带航速为6节时，拖航阻力为20.6T，远小于“华富219”拖轮拖力38T，满足规范要求。
6．对于受风面积特别庞大的钻井平台或其他水上建筑，其拖航阻力尚应按下式计算，取较大值：∑R=0.7（R f + R b）+ R a KN式中：R f、R b——同上述（1）；R a ——空气阻力，按下式计算：R a=0.5 ρ V2 ∑C s A i 10-3KN式中：ρ——空气密度，kg/m3，按1.22 kg/m3计算；V——风速，m/s，取20.6 m/s；A i——受风面积，m2，按顶风计算；C s——受风面积A i的形状系数，按本指南第3章表3.2.1（2）选取。
三用工作船拖带半潜式钻井平台拖航阻力计算
三用工作船拖带半潜式钻井平台拖航阻力计算◎ 徐书忠1 吴屯彪21.中海油田服务股份有限公司船舶事业部湛江作业公司；2.广东海洋大学摘 要：随着海洋工程技术的不断发展，三用工作船在海洋石油勘探和开发中扮演着至关重要的角色。
其中，拖带半潜式钻井平台是三用工作船常见的作业任务之一。
为了确保拖带过程的安全与效率，对拖带过程中产生的各种阻力进行计算显得尤为重要。
本文旨在探讨三用工作船拖带半潜式钻井平台时面临的各种阻力，包括摩擦阻力、剩余阻力以及由海浪、风等因素引起的空气阻力和波浪阻力。
以三用工作船“海洋石油XX船”短距离拖带半潜式钻井平台“深蓝XX号”为实例，深入分析主拖船与被拖物的受力情况及相互作用，以便在实际操作中调整拖带策略，优化船舶性能，确保拖带过程的安全顺利进行。
以期能够为实际拖带作业提供理论支持和实践指导。
关键词：三用工作船；钻井平台；拖航阻力1.引言随着全球能源需求的不断增长，海洋石油勘探和开发逐渐成为满足这一需求的重要途径。
在这一领域中，三用工作船以其多功能性和灵活性，成为了不可或缺的利器。
它们不仅能够在复杂的海洋环境中进行作业，还承担着拖带、运输、供应等多项重要任务。
其中，拖带半潜式钻井平台便是三用工作船常见的作业任务之一。
半潜式钻井平台作为海洋石油勘探和开发的重要装备，具有结构稳定、作业能力强等特点。
然而，由于其体积庞大、质量重，拖带过程中会面临巨大的阻力。
这些阻力不仅来自水流的摩擦，还来自空气、海流、风速等多种因素的综合作用。
谢松平等[1]以“海洋石油982”大型无动力钻井平台拖带进广州港为例，应用多因素约束的拖航阻力计算方法进行计算，结果表明，依据该方法选择拖带拖轮更为科学合理。
安涛等[2]通过自升式海洋平台拖航阻力计算分析，提出了适合的拖船选用安全系数。
王道广等[3]航速及吃水对六筒复合型基础静水拖航过程影响的试验研究，提出一种可自浮拖航的六筒型综合平台基础结构。
刘积甫[4]通过分析大型工程船舶的总阻力构成成分进一步说明各个相关阻力的计算方法，最终与多个经验公式对比分析，证明经验公式的计算结果存在较大误差。
拖带公式
拖带公式
1、拖带总阻力R＝K×D2/3×V2（吨）
其中K：阻力系数0.0020~0.0024 D：被拖船排水量（吨）V：拖航速度（节）
2、计算拖轮主机总功率Ne＝20.468×R×V
3、计算八字缆直径D＝4.686×(R×N)1/2(毫米) 其中N：安全系数5~7
4、计算拖轮拖缆直径
所列被拖船八字缆直径即为所需配的拖缆直径。
由于每艘拖轮拖缆直径是固定的，且一般大于八字缆,因此,要求被拖船八字缆直径应符合规定，则可满足拖航要求。
计算拖缆长度T1＝K（L1＋L2）（米）其中K：风浪系数（通常在拖缆垂曲度不小于8米情况下取系数值为3。
）
L1：拖轮总长度L2：被拖轮总长度
根据“海船稳性规范”要求，船舶在各种装载条件下应满足：
1）稳性衡准数≥1；
2）初稳性高度＞0.15米(被拖船初稳性高度不得小于0.3米)；3）稳性消失角＞55°；
4）Lmax(最大稳性力臂)≥0.2米
下面为缆绳强度参考表。
船舶用锚地计算和船舶阻力计算（可打印修改）
船舶用锚地计算和船舶阻力计算（可打印修改）一、用锚的计算锚的系留力：P=W aλa+W cλc L1P―――系留力。
是锚抓力与锚链摩擦力的和（9.81N）W a―――锚在水中的重量。
即锚在空气中重量×0.876(Kg) Wc―――锚链每米长在水中的重量（Kg）L1―――锚链卧底部分的长度（m）λa λc―――锚的抓力系数和锚链的摩擦系数霍尔锚的λa λc表底质软泥硬泥砂泥砂砂贝壳沙砾小块石λa10987765λc32222 1.5 1.5锚的抓重比（海军锚/霍尔锚）淤泥软泥硬泥砂泥石砾平均2-3/2-34-5/3-44-5/3-44/33-8/3-63-6/3-4锚的系留力也可用经验公式估算：P=W1H a+WH c L1W1―――锚重（Kg）H a―――锚的抓重比（见表）W―――锚链每米的重量（Kg/m）H c―――锚链摩擦系数取1.5－1.1二、锚链出链长度估算1、正常天气，一般不少于下表水深（m）出链长度为水深的倍数20m以下6－420－30m4－330m以上3－22、在急流区，出链长度不一般不少于表值流速（Kn）345出链长度（节）5673、在风速30m/s（11级）风眩角为300时出链长度值水深（m）357.5101520出缆长度（节）6 6.577.589出缆长度（米）150165175190200230如链长小于5－6倍水深时，锚的抓力将因锚爪的切泥角小而变小，水面以下的链长的水深倍数与锚爪切泥角见表锚链入水长度/水深小于1.423-4大于5－6锚爪切泥角度无150300左右450最大三、八字锚与单锚的锚泊系留力的比值：见表夹角1800160014001200100080060040020000（θp+θs）00.350.68 1.00 1.31 1.53 1.73 1.88 1.97 2.00比值船首相的分力如图：八字锚的系留力四、航运船舶1、锚重的估算：每个首锚重量一般可用以下公式估算：W=KD2/3 (Kg)K―――系数。
钻井平台拖航阻力计算
第46卷第2期2017年4月船海工程SHIP & OCEAN ENGINEERINGVol.46 No.2Apr.2017DOI：10. 3963/j. issn. 1671-7953. 2017.02.028钻井平台拖航阻力计算李伟峰,史国友(大连海事大学航海学院，辽宁大连116026)摘要:为有效计算已知条件下钻井平台所受外界环境的合作用力，以确定拖航时拖船数量和功率的配 备或评估拖航作业是否安全，参照相关行业领域的规范，对拖航时钻井平台所受风、流和浪作用力分别进行计算，并通过力的合成原理计算其所受合外力，并以某钻井平台为例进行计算，计算结果与实际情况基本一致，证明该计算方法可行。
关键词:钻井平台;拖航;阻力;风作用力;流作用力;波浪作用力中图分类号：U661.31 文献标志码:A 文章编号= 1671-7953(2017)02-0121^04在海上拖航运输中，通过理论计算得到拖航阻力的准确数据是比较困难的，它涉及到风、浪、流等外部作用力及平台的具体形式，但较准确估 算被拖物的拖航阻力，对选择合适的拖船，满足规范的要求，确保整个拖航航次的安全、经济和有效 都具有十分重要的意义[1]。
中国船级社指导性 文件《海上牵航指南》[2] (1977)对保证海上拖航 作业安全起到了非常重要的作用，其推荐的“海上拖航阻力估算方法”是目前拖航运输中对被拖 物进行阻力估算最常用的方法之一。
但这种方法 仅仅估算了摩擦阻力、剩余阻力以及风阻，并没有 给出波浪阻力的计算方法;Nobel Denton的《海上 牵航规范》[3]中对牵航阻力有明确的要求，但并 没有给出具体的计算方法;流体力学（CFD)软件 可以用来计算海上结构物的受力情况[4]，但需要 首先建立结构物的三维模型，钻井平台结构复杂，建立完善的三维结构模型并进行合理的网格划分 需要耗费很大的精力和时间，在应用中受到很大 限制;一些海工组织或机构通过软件DrillWind和 FnGWind来计算海上建筑物的风荷载[5]，但这些软件需要建立海上结构物的外部轮廓模型，比较 复杂，使用不便;另外，钻井平台拖航阻力还可以 通过模型水池实验方法进行求取，虽然计算精度较收稿日期=2016 -06 -20修回日期=2016 -07 -25基金项目：中央高校基本科研业务费专项经费资助(3132015009)第_作者:李伟峰（1983—），男，硕士，讲师研究方向：船舶与海洋工程、船舶智能避碰高，但该方法需要大量的人力和物力，经济性较差。
海上钻井平台拖航阻力计算
拖航日期： COSLHUNTER：
拖航吃水： 拖航速度： 船宽： 船长： 方形系数： 水下湿表面积(A1)： 浸水船中横剖面积(A2)：
主拖轮：
4.20 米 2.04 米/秒 62.00 米 65.25 米 0.7735 4178.2081 米2 260.400 米2
副拖轮：
生活区阻力（吨）: 桩腿阻力（吨）： 钻台阻力（吨）： 吊车阻力（吨）：
吨
总静水拖航阻力= 风阻力计算：
14 800 1200 400 100
R1= R2= R3= R3= RW=
航速（节）： 4
受风面积（M²）
高度系数
1 1.3 1.3 1.1
形状系数
1 1.25 1.25 1.25
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
总风阻（吨)：
27.84 吨
δ = A2= A1= A2= δ = A1= A2= δ =
0.773460126 260.4
35.14
吨
0.41 吨 6.15 吨
624.613392
57.5 0.365430782
7.54
吨
0.41 吨 6.15 吨
624.613392
57.5 0.365430782
7.54 42.68 风速（节）： 生活区： 桩腿： 钻台： 吊车
4.27 10.42 3.47 0.73 18.90
海浪阻力计算：
平静海浪阻力 （吨）： 中等海浪阻力 （吨）： 恶劣海浪阻力 （吨）：
1 5 25
风速14节
风速20节 风速28节
拖航总阻力：
62.57
4
节
主拖轮：
拖航吃水： 拖航速度： 船宽： 船长： 方形系数： 水下湿表面积(A1)： 浸水船中横剖面积(A2)：
海上拖航拖带力计算
海上拖航拖带⼒计算海上拖航拖带⼒计算摘要⼤型海洋⼯程设施与⽆动⼒船舶在海洋上的拖航需求已⽇益增多。
但是海上拖航作业环境复杂多样，风和浪等多种不确定因素造成的阻⼒会影响到拖航作业所需要的拖带⼒，这影响到了海上拖航的安全性，本⽂主要研究在不同环境下船舶所受到的阻⼒影响，其中包括空⽓阻⼒和⽔阻⼒以及拖带时缆绳所受的拉⼒，以根据与此相关的经验公式计算船舶拖航时的各种阻⼒，从⽽规范配备相应得拖轮以符合拖航作业的需求，但由于⽬前对拖航阻⼒的计算⽅法各有不同，本⽂⾸先介绍《海上拖航指南2011》当中的经验公式并且进⾏相应的阻⼒分析，再综合⽐较其他计算⽅法的利弊。
本⽂通过Excel软件实现拖航阻⼒的计算，以此来分析不同因素下以及不同计算⽅法所造成的拖航阻⼒的变化，并通过相关实例进⾏验证计算⽅法。
关键词：远洋拖航；阻⼒分析；拖缆拉⼒；分类计算海上拖航拖带⼒计算1引⾔1.1课题研究的背景和意义伴随着贸易的提升以及海运经济的发展，⼈们对资源的需求从陆地上的矿产资源转移了资源更加丰富的⼤海，这也促使了海洋资源设施的不断发展，⽽⼤型的海上⼯程往往都⼤型化、专业化、造价⾼，拖航作业需要⼤⾯积的⽔域，出于节约成本的考虑，⼤部分海洋不具有⾃航性，因此很需要有拖航来进⾏辅助作业，但是由于拖航作业执⾏的环境条件存在很多的不确定性，例如风、浪、通航环境等条件，多种因素的影响会导致拖带作业时发⽣碰撞、搁浅、偏航和断缆等意外。
因此作业⼯程存在⼀定的风险。
因此对拖航作业当中涉及到的拖航阻⼒需要进⾏较为精准的计算，从⽽选择合适的拖轮以满⾜被拖船的拖带需求，保证拖航作业有序安全地进⾏。
但是由于拖航阻⼒的计算⽅法⽐较繁杂，在多种情况下的计算⽅式各不相同，⽬前⼤多数拖航作业都是的阻⼒估计只能依靠⼤概的数值，为了拖航的安全性，从⽽选择拖带⼒⽐较⼤的拖轮设备。
本课题研究在拖航作业过程中，在不同因素下拖船以及被拖船所受到的各种阻⼒以及缆绳所能起到的拉⼒，并探究不同阻⼒环境下所能达到的速度范围，为了保障海上的拖航安全，从不同的情况下探究拖航拖带⼒的计算公式，合理安排拖带⽅式、拖轮配备⽅案等，从⽽能够顺利得进⾏，拖轮拖带⼒的计算有助于模拟拖航作业环境，为有关科研⼈员提供阻⼒计算的参考，有助于更精确的拖航仿真系统的建⽴，从⽽预判可能出现的风险，在风险⾯前及时采取应对设施，保障拖航作业的实施，以及拖船与被拖物的财产安全。
拖航阻力计算 调整
拖阻力估算
拖船船长 L 拖船船宽 B 拖船拖航吃水 d 方型系数δ 拖航速度V 湿面积A1=L(1.7d+δ B) 被拖船（物）浸水部分的 中横剖面积A2 被拖船（物）的摩擦阻 Rft=1.67XA1V1.83X10-3KN 被拖船（物）的剩余阻力 RBt=0.147δ XA2V1.74+0.15V
拖船阻力估算 单位 m m m 数值 62 12.6 6 0.61 m/s ㎡ ㎡ kN kN 3.0867 1108.9320 46.1160 14.5676 49.5273
海上拖航总阻力估算 项目 被拖船（物）的摩擦阻力 Rf 被拖船（物）的剩余阻力RB 拖船的摩擦阻力Rft 拖船的剩余阻力 Rbt 海上拖航总阻力 Rt=1.15[Rf+Rb+(Rft+Rbt)] 海上拖航总阻力Rt 单位 kN kN kN kN kN t 数值 137.8824 154.0182 14.5676 49.5273 409.3948 41.7324
被拖船（物）阻力估算 项目 被拖船船长 L 被拖船船宽 B 被拖船拖航吃水 d 方型系数δ 拖航速度节 拖航速度V 驳船/首尾有线形变化的箱 型船:A1=0.92*L(B+1.81*d) 无线形变化的箱型船及其他 水上建筑:A1=L(B+2*d) 被拖船（物）的水下湿表 面积A1 被拖船（物）浸水部分的中 横剖面积A2 被拖船（物）的摩擦阻 Rf=1.67XA1V1.83X10-3KN 被拖船（物）的剩余阻力 RB=0.147δ XA2V1.74+0.15V 节 m/s ㎡ ㎡ ㎡ ㎡ kN kN 单位 m m m 数值 198 54 2 0.9000 6.0000 3.0867 10496.0592 11484.0000 10496.0592 97.2000 137.8824 154.0182 项目
7-阻力估算
1
艾亚（Ayre）法 数据来源：非系列船模试验，实船试航结果； 数据形式：C0，Cbc，xc，Kxc图谱，修正值Kbc，Kxc
标准参数 ，
，，
，
适用范围：艾亚法相对适用范围广，特别是中低速船，不适用于肥大船。 基本思想：标准，修正，根据Fr查得标准船的C0，针对实际船的各项参数，逐项修正 计算步骤
① 由实际船的Fr或 和 ，查C0
② 由实际船的 Fr 或 和 ，查 Cbc，Xc ③ 逐项修正
a）根据 Cb 修正
； b）根据 B/T 修正
c）根据 Xc 修正
d）根据 Lwl 修正
④ 计算
Lap-Keller法： 数据来源：荷兰瓦根宁水池107艘单螺旋桨大型船舶模型
数据形式：
对
图谱，浮心位置分组图，L/B修正百分数
适用范围：单螺旋桨大型船舶
基本思想：摩擦阻力根据桑海公式计算。△Cf查表选取。剩余阻力由曲线图谱查得。
计算步骤
① 根据Cp和xc值，查浮心位置分组图，确定该船属于哪组图谱。
② 根据
值，查曲线图谱，确定
③ 根据L/B，查图，确定Cr修正百分数。
④ 计算 Cr，Cf，Ct，Rt，修正ΔRt
2
海军系数法 基本思想：设计船与母型船，船型相近，速度相近，则Cf、Cr相近
Taylor系列 数据来源：泰勒标准系列船模试验（老式军舰）
数据形式：Cr图谱
Cs图谱
适用范围：航速较高，船型较瘦，适用双桨民用船，阻力偏低。 基本思想：摩擦阻力用平板公式计算；剩余阻力用图谱估算 计算步骤
① 根据
，查 Cs 图谱，求 Cs，
，
② 根据 Schoenherr-桑海公式，求 Cf（△Cf 取 0.0004）
海上拖航拖带力计算
海上拖航拖带力计算摘要大型海洋工程设施与无动力船舶在海洋上的拖航需求已日益增多。
但是海上拖航作业环境复杂多样，风和浪等多种不确定因素造成的阻力会影响到拖航作业所需要的拖带力，这影响到了海上拖航的安全性，本文主要研究在不同环境下船舶所受到的阻力影响，其中包括空气阻力和水阻力以及拖带时缆绳所受的拉力，以根据与此相关的经验公式计算船舶拖航时的各种阻力，从而规范配备相应得拖轮以符合拖航作业的需求，但由于目前对拖航阻力的计算方法各有不同，本文首先介绍《海上拖航指南2011》当中的经验公式并且进行相应的阻力分析，再综合比较其他计算方法的利弊。
本文通过Excel软件实现拖航阻力的计算，以此来分析不同因素下以及不同计算方法所造成的拖航阻力的变化，并通过相关实例进行验证计算方法。
关键词：远洋拖航；阻力分析；拖缆拉力；分类计算海上拖航拖带力计算1引言1.1课题研究的背景和意义伴随着贸易的提升以及海运经济的发展，人们对资源的需求从陆地上的矿产资源转移了资源更加丰富的大海，这也促使了海洋资源设施的不断发展，而大型的海上工程往往都大型化、专业化、造价高，拖航作业需要大面积的水域，出于节约成本的考虑，大部分海洋不具有自航性，因此很需要有拖航来进行辅助作业，但是由于拖航作业执行的环境条件存在很多的不确定性，例如风、浪、通航环境等条件，多种因素的影响会导致拖带作业时发生碰撞、搁浅、偏航和断缆等意外。
因此作业工程存在一定的风险。
因此对拖航作业当中涉及到的拖航阻力需要进行较为精准的计算，从而选择合适的拖轮以满足被拖船的拖带需求，保证拖航作业有序安全地进行。
但是由于拖航阻力的计算方法比较繁杂，在多种情况下的计算方式各不相同，目前大多数拖航作业都是的阻力估计只能依靠大概的数值，为了拖航的安全性，从而选择拖带力比较大的拖轮设备。
本课题研究在拖航作业过程中，在不同因素下拖船以及被拖船所受到的各种阻力以及缆绳所能起到的拉力，并探究不同阻力环境下所能达到的速度范围，为了保障海上的拖航安全，从不同的情况下探究拖航拖带力的计算公式，合理安排拖带方式、拖轮配备方案等，从而能够顺利得进行，拖轮拖带力的计算有助于模拟拖航作业环境，为有关科研人员提供阻力计算的参考，有助于更精确的拖航仿真系统的建立，从而预判可能出现的风险，在风险面前及时采取应对设施，保障拖航作业的实施，以及拖船与被拖物的财产安全。
船舶阻力估算模版
在船舶设计初始阶段，当主尺度和船型系数初步确定以后，必须知道主机功率以保持能达到设计航速；如果主机功率已知，则需要估计阻力，以确定船的航速，便于分析比较各种方案的优劣。
近似估算阻力的方法很多，但所有这些方法几乎都是根据船模系列试验结果或是在总结、分析大量的船模试验或实船试验的基础上得出的。
在选取计算方法时，应该对估算方法的原始资料有所了解，有针对性地选择估算方法。
本设计选取的方法是爱尔法，其适用范围较广，一般对中、低速商船比较适用。
按照爱尔法估算得到的是公制有效功率，其数值中包含了单桨船通常具有的舭龙骨、舵等附体阻力以及一般货船的空气阻力，对双桨船或多桨船的阻力应令加修正。
爱尔法首先针对标准船型直接估算有效功率，然后根据设计船与标准船型之间的差异逐一进行修正，最后得到设计船的有效功率。
爱尔法标准船型的相应参数为：（1）标准方形系数C bc ，可用下列公式表示 单桨船 C bc =1.08-1.68F r 双桨船 C bc =1.09-1.68F r （2）标准宽度吃水比 B/d=2.0 （3）标准浮心纵向位置，其值查表得出 （4）标准水线长 L wl =1.025L bp 爱尔法给出的标准船型的有效功率P e (kW)0.64300.735s e V P C ∆=•“爱尔法”估算有效功率的步骤：（1）、由实际船舶的Fr 和3/1/∆L 两个参数可以从图中查出相应于标准船型的有效功率系数0C 值；（2）、根据Fr 和由表中查出对应于标准船型的方形系数be C 和纵向浮心位置e x 。
（3）、与标准船型的参数相比较，对实船进行修正。
其中修正系数XB K 可以查表求得， 且它总是负值。
（4）、最后经过修正后得到船舶的有效功率为：4364.0735.0C V P E ⋅∆=（KW ） 在（3）中需修正的参数及其内容有：○1、方型系数的修正：本船的方型系数为0.561，与标准爱尔船的方型系数不相同，则须进行修正，经方型系数修正后的爱尔系数变为1C ，为：101∆+=C C当0B B C C <时； CB K C ⋅=∆01 当0B B C C >时； CB B K C C ⋅⋅-=∆013 其中修正系数CB K 可以从图中查得。
拖航阻力计算上
d2
D2
被 拖 船
δ2
A21 A22 V V Rf1 RB1 R1
m2 m2
无线形变化箱型船
A21=L2× (2d2+B2) 无线型变化箱型船 A22=1 ×（B2× d2） 指对水速度 指对水速度 Rf1=1.67A11V1.83× 10-3力 R1 kN 12.485468 1.273118 （t） kN （t） kN （t）
R0
船队总阻力
船 队 总 阻 力 R 0 kN 190.94876 19.470659 （t）
注：拖轮主机功率 4412kw，系柱拖力 65t，满足拖带要求。
Rf2 RB2 R2
被拖船摩擦阻力
被 拖 船 阻 力 R 2 kN 17.995816 1.8349971 （t） kN （t） kN （t） 70.494833
被拖船剩余阻力 被拖船总阻力
7.1882158 9.807kN=1t 101.76425 R2=1.15× （Rf2 + RB2） 10.376695 9.807kN=1t R0=G29+G36 9.807kN=1t
拖航阻力计算表公式引自《海上拖航指南》
基 本 数 据 符号 L1 B1 H1 项目 拖船长度 拖船宽度 拖船型深 拖船吃水 拖 船 拖船排水量 拖船方型系数 拖船水下湿表面积 拖船水线下舯横剖面 积 被拖船长度 被拖船宽度 被拖船型深 被拖船吃水 被拖船排水量 被拖船方型系数 被拖船水下湿表面积 被拖船水线下舯横剖 面 拖船速度（节） 拖船速度(米 拖船摩擦阻力 拖船剩余阻力 单位 m m m m t
☆1
d1
D1
δ1
A11 A12 L2 B2 H2
数值 58 13.4 5.8 4.5 2193 0.652 950.4344 56.682 66.5 15.4 4 2.6 2264 1 1369.9 40.04
深水导管架湿拖稳性及阻力计算分析
58卷增刊1 2017年11月SHIPBUILDING O F CHINA中 国造船Vol.58 Special 1Nov . 2017文章编号：1000-4882 (2017) Sl -0252-06深水导管架湿拖稳性及阻力计算分析于文太，梁学先，李可，江锦，何敏(海洋石油工程股份有限公司安装公司，天津300452)摘 要论文以南海某深水导管架为例，应用MOSES 软件对导管架湿拖状态下的完整稳性和浮态进行了评估校 核，同时对导管架湿拖时的阻力进行了分析，并验证了经验公式的准确性和适用性，为导管架的湿拖阻力评 估提供了设计参考。
关键词：导管架；湿拖；完整稳性；阻力0引言深水导管架一般采用滑移下水方式，然后由拖轮和主作业船拖拉至安装厂址进行扶正、座底等一系列后续作业。
在风、浪、流等环境载荷的影响下，导管架受力复杂，其必须具备足够的浮态和稳性 以满足作业需求，同时，湿拖拖力的大小对湿拖方案的确定和拖缆的选型也具有重要的指导作用。
为了得到较为准确的湿拖阻力，一般可采用水池模型试验，但该方法存在费用高以及耗时长的缺点。
在实际工程中，浮式结构物如船体等拖航一般依据规范进行拖航阻力计算[1]，但规范对导管架类型的桁 架结构没有说明，因此，导管架拖航阻力通常根据经验公式粗略估算得出，存在很大的不确定风险。
本文以南海某导管架为例，应用水动力分析软件M O S E S 详细分析了导管架因风、浪、流等环境 荷载引起的阻力，并印证了经验公式结果的准确性和适用性，为确保湿拖过程的安全性和可靠性提供 了理论依据，导管架湿拖示意图参见图1。
中图分类号：U 675.93文献标识码：A图1导管架湿拖示意图57卷增刊1于文太，等：深水导管架湿拖稳性及阻力计算分析253 1导管架参数及计算软件l.i导管架结构参数导管架整体结构设计参数如表1所示：表1导管架设计参数参数数值参数数值总体髙度/m130.1重心Zg/m-64.80 (相对于海图基准面）总质量/t12705.58底部尺寸/m76x66重心Zg/m0.09顶部尺寸/m64x18重心yg/m-0.521.2计算软件导管架模型通常采用SACS软件进行结构建模，然后再导入MOSES软件中进行导管架的浮态、稳 性以及湿拖阻力的计算分析。
半潜驳船组拖航阻力计算
第17卷第8期中国水运Vol.17No.82017年8月China Water Transport August 2017收稿日期：2017-04-05作者简介：陈秋月，中交四航局第三工程有限公司。
半潜驳船组拖航阻力计算陈秋月，王超（中交四航局第三工程有限公司，广东湛江524009）摘要：在重力式码头施工中，通常会使用到半潜驳船组对沉箱进行出运拖航安装施工，而在拖航施工中，如何选择匹配的拖轮进行拖航施工决定着施工的进度和成本控制。
半潜驳船组拖航阻力的计算决定了如何选择合适的拖轮。
本文结合广东大唐国际雷州电厂项目配套码头工程中的沉箱拖航施工工艺进行阐述船组的拖航阻力计算及拖轮的匹配选择，为以后同类施工提供参考。
关键词：拖航施工；拖航阻力；拖轮选择中图分类号：U674.183文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2017）08-0017-02一、前言沉箱出运拖航安装是重力式码头施工中的一个最重要的基础分项，在安全和质量的前提下选择匹配的船机和有效管理成为施工中成本控制的关键。
二、工程概况广东大唐国际雷州电厂项目配套码头工程出运安装沉箱51件，其中单件沉箱最重为3,898t，最小为1,815t，采用广州号及粤工拖45进行沉箱拖航施工。
1．沉箱规格概况本工程重件码头沉箱共11件，分为4种型号，直立堤沉箱12件，分为3种型号，煤码头沉箱28件，分为6种型号。
其中重件码头沉箱一次拖航2件，直立堤和煤码头沉箱一次拖航1件。
2．四航广州号和粤工拖45概况四航广州号技术性能及拖45技术性能见下表1、表2。
表1四航广州号技术性能船长L 78.00m 下潜时最大载重W8,000t 型宽B40.00m 甲板面积S 2,946m 2型深D（至举升甲板）6.20m 拖航吃水 4.80m 坞墙宽4.00m拖航时最大载重W8,000t表2粤工拖45技术性能船长L 39.45m 满载吃水 3.8m 型宽B 10m 总吨位490t 型深D 4.8m 拖航吃水 4.80m 满载排水量814.54t总功率2942KW/4,000HP3．沉箱装驳平面布置由于本工程沉箱预制场在广西北海，而沉箱安装地点在广东雷州，直线路途70海里。
第二篇第7章阻力的近似估算方法
2 - 10
2 - 11
根据经验公式估算
2 ．艾亚法佑算阻力的步骤
对于需要进行有效功率Pe估算的设计船舶，关键在于修正
式（7 - 21 ）中系数C0值，其具体方法如下：
( 1 ）由设计船舶的Fr和
值在图7 一3 的曲
线上查得相应于标准船型的C0值。
(2)根据
由表7 一5 查得对应于标准船型的方型
第7章阻力的近似估算方法
7 一1 根据船模系列试验资料估算阻力 7 一2 根据经验公式估算 7 一3 根据母型船数据估算
2 -1
7 一1 根据船模系列试验资料估算阻力
一、应用图谱估算阻力 二、应用回归公式估算阻力
2 -2
根据船模系列试验资料估算阻力
总阻力系数表示为下列函数形式 对于标准船长为122m 的船，其总阻力系数Ct122的回归多 项式可表示为：
式中：
对于不同的速长比 ，式（7 一15 ）中系数列于表7-4
2 -4
根据船模系列试验资料估算阻力
2 -5
根据船模系列试验资料估算阻力
船长为L的设计船的总阻力系数CtL 可通过对标准船长的 总阻力系数加以修正得到
式中SFC 是船长为L(m)时的摩擦阻力尺度作用的修正值；
式中：Cf 为桑海光滑平板的摩擦阻力系数，亦可按下式 计算：
经过上述四项修正后的系数C4值为：
3.实际设计船的有效功率 式（7 一26 ）所得到Pe（kw ）是包括8 ％的附加阻力在 内的有效功率，其相应的裸船体有效功率
艾亚法的计算过程可列表进行，表7 一8 是具体估算一例
2 - 18
2 - 19
根据经验公式估算
2 - 20
根据经验公式估算
二、兰泼一凯勒( Lap 一Keller ）法
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“xx轮”拖带“xx轮”拖航阻力计算依据：中国船级社《海上拖航指南》附录 2 海上拖航阻力估算方法：
1.海上拖航总阻力 R T可按以下经验公式计算：
R T=1.15[R f+R B+(R ft+R Bt)] KN
------被拖船的摩擦阻力，kN；
其中：R
f
R
------被拖船的剩余阻力，kN；
B
------拖船的摩擦阻力，kN；
R
ft
------拖船的剩余阻力，kN；
R
Bt
（1）被拖物的阻力按如下近似方法确定：
a、摩擦阻力
R f=1.67A1V1.83×10-3（kN）
b、剩余阻力
R B=0.147δA2V1.74+0.15v（kN）
船舶或水上建筑物的水下湿表面积，㎡；
式中：A
1
V 拖航速度，m/s （1 节=0.514m/s）；
δ方型系数 0.8
A2浸水部分的船中横剖面积，㎡（舯剖面系数×船宽×吃水）；
如无详细资料，可按如下方法求得：
其中：湿表面积A
1
正常船舶：A
= L（1.7d+δB）m2
1
=0.92L（B+1.81d）m2运输驳船、首尾有线形变化的箱型船：A
1
=L（B+2d）m2没有任何载重线型变化的箱型船及水上结构：A
1
式中：L,B,d 分别为船长、船宽、拖航吃水，m；
δ=方型系数 0.8
（2）拖船阻力R ft和R Bt可使用拖船的设计资料，如无资料也可按上述（1）的近似计算公式计算。
R f=
R B=
R ft=
R Bt=
R T=1.15[R f+R B+(R ft+R Bt)] KN= T
2.对于受风面积庞大的钻井平台或其他水上建筑，其拖航阻力尚应按下式计算，与R T取较大值：
∑R=0.7（R f+R B）+ R a + 1.15(R ft+R Bt) KN
式中：R f，R B，R ft，R Bt同上述计算
R a空气阻力，按下式计算：
R a=0.5ρV w2ΣCsA i×10-3 KN
其中：ρ空气密度，按1.22kg/m³计算；
V w风速，取20.6m/s
A i受风面积，按顶风计算；
Cs 受风面积A i的形状系数，取1.0
1.受风数据
受风面数据如下：
总宽： m 总高： m
2.空气阻力
Ra =0.5ρV w2ΣCsA i×10-3 KN
Ra= KN
总拖航阻力：
∑R=0.7（R f+R B）+R a+1.15(R ft+R Bt)KN= KN= T
∑R＜或＞Rt
因此拖航总阻力：∑R或Rt
结论：xx号系柱拖力xxT,在主机发挥85%功率的情况下，拖力为xxT，远大于拖航阻力xxT，根据《海上拖航指南》要求，满足此次拖航。