船模自航实验报告

实验报告四

一、实验名称： 船模自航实验

二、实验目的：（1）分析各项效率及船尾伴流对螺旋桨效率的影响和螺旋桨工作

时对船舶阻力的影响，为螺旋桨设计提供资料；

（2）预报实船性能。即通过实验给出主机功率、转速和船速之间的关系，得出

实船航速预报，验证设计的船舶是否满足任务书中要求的航速；

（3）判断螺旋桨、主机、船体之间的配合是否良好。

三、实验原理：

1．简述船模自航实验的相似定律。

桨模的雷诺数超过临界雷诺数，傅汝德数相等，螺旋桨部分应满足进速系数

相等。

2．船模自航方法都有哪些？简述其中一种方法。

船模自航的方法有纯粹自航法和强迫自航法。强迫自航法是在某一船模速度

m V 下，在船模运动方向上施加一系列的强制力Z ，其中应包括D F 在内，船模在

强制力和推力的共同作用下达到力的平衡，即在航速为

m V 的情况下，螺旋桨发出的推力应满足下列条件： tm m R Z t T =+-)1(。

3．简述推进效率的各种成分。

敞水扭矩与船后扭矩的比值为相对旋转效率，船有效马力E P 与螺旋桨推功

率T P 比值称为船身效率r η，加上敞水效率0η和轴系摩擦引起的传递效率s η，我

们可以列出各效率成分间的关系：

推进效率（式中：QPC —似是推进系数e P

、D P —有效功率、收到功率） ωπηπηηηη-⋅-⋅=⋅==⋅=12)1(2A b s b s s D E s s P V nQ t T nQ RV P P QPC r h s b A s Q Q t nQ TV ηηηηωπη⋅⋅⋅=--=000112

4．简述自航实验中的推力减额的概念。

螺旋桨发出的推力一部分用来克服船的阻力（不带螺旋桨时的阻力），而另一部分则为克服阻力增额,习惯上将此称为推力减额。

四、实验内容：

（一）填写实验主要设备表

（二）实验步骤：

1．自航实验速度一般取4个：以设计航速m V为基点，高于设计航速1个，低于设计速度的2个。速度间隔为1.5-2kn。

2.强制力一般取5个：以摩擦阻力修正值D F为基点，上下各2个。即取强制力

为0、0.5 D F、D F、1.5 D F、2 D F。

3.实验。拖车达到相应速度时，调整螺旋桨电机转速，当船模达到力的平衡时，测强制力、螺旋桨转速、推力和扭矩。

五、问题与思考：

1．船体对螺旋桨有哪些影响？

船在水中以某一速度V向前航行时，附近的水受到船体的影响产生运动，其表现为船体周围伴随着一股水流，这股水流称为伴流或迹流。船后伴流的速度场是复杂的，它在螺旋桨盘面各处的大小和方向不同。其产生的原因有以下三种：船身周围的流线运动、水之粘性作用、船舶的兴波作用。

2．螺旋桨对船体有哪些影响？

螺旋桨在船后工作时，由于它的抽吸作用，使桨盘前方的水流速度增大，根据伯努利定理，水流速度增大压力必然下降，故在螺旋桨吸水作用所及的整个区域内压力都要降低。