船舶阻力与推进真题计算题解答

一、提示

1、为了方便和正确显示题目中的公式，请安装MathType5.0或以上版本。

2、考前请熟悉计算器的操作，掌握乘方、开方、对数求解的操作方法，确保计算准确无误。

3、在计算过程中，尽量采用国际单位制，最好不使用英制或工程单位制，避免计算过程产生不必要的错误，确保计算结果的准确性。

4、最有可能出现计算题的知识点： 1）船舶阻力部分：

①傅汝德法（例如：2010年7月第37题） ②三因次法（例如：2010年7月第37题） ③海军系数法（例如：2011年7月第35题）。

2）船舶推进部分：敞水性征曲线、推进系数和推进效率的各种成分的综合应用。 ①进速系数为零时的相关计算（2010年7月第36题）

②进速系数为最大值时的相关计算（2011年7月第36题第（2）问）

③进速系数介于零和最大值之间时的相关计算（2011年7月第36题第（1）问）及附加题(武汉理工硕士研究生入学考试真题) 5、阅读时，注重梳理解题思路、规范解题过程。 6、可能存在打字或计算错误，请批评指正。

二、真题

第1题：已知某内河船的螺旋桨直径D ＝2.0m ，在系泊状态（V ＝0）下的推力系数和转矩系数分别为K T =0.25，K Q =0.045。主机在额定状态工作时，螺旋桨转速N ＝360转/分，船后收到功率P DB =860KW ，相对旋转效率

R 1.01η=，求系泊状态下螺旋桨的转速、推力及收到功

率。（2010解：1 23052.02()N m

=⋅

2

4.0()o n rps =

=

= 3）系泊（总）推力T

02

4

2

4

00.251000 4.0 2.064000()6526.2T T K n D N kgf ρ==⨯⨯⨯==

4）系泊有效推力F

F ＝T （1－t 0）=64000×（1－0.04）＝61440（N ）＝6265.14 kgf 5）系泊船后桨收到功率DB P

22 3.14 4.023052.02

573333.4()779.51.01

O DB R

n Q

P W hp πη⨯⨯⨯=

=

==

注意：1）上述计算最好采用国际单位制，亦可采用工程单位制；

2）系泊状态下，螺旋桨处于重载，保持额定转矩下工作，转速低于额定值。

第2题：某海船模型速度Vm ＝1.75m/s ，L ＝6.0m, 3

0.82m ∇=,湿面积2

5.82S m =，缩尺比

α15C ）。（年715C 20C

1026.22kg 1025.05/kg

61.1883110-⨯61.0537210-⨯解：

1（1）准备计算

①实船船长20 6.0120()s m L L m α==⨯= ②实船湿面积2

2

2

20 5.822328()s m S S m α==⨯= 0.57.826(/)m s =

（287.9010⨯ 71.0510=⨯ （3）计算摩擦阻力系数3f 282

0.0750.075

C s 1.57610(lgRes 2)(lg 7.90102)-=

==⨯-⨯- 3

f 272

0.0750.075C m 2.97510(lgRem 2)(lg1.05102)

-=

==⨯-⨯- （4）计算摩擦阻力

2

3251

()2

(1.5760.4)100.51026.2223287.826 1.4510()

fs fs f s s s R C C S V N ρ-=+∆⨯=+⨯⨯⨯⨯⨯=⨯

2

321

22.975100.5998.46 5.82 1.7526.47()

fm fm m m m R C S V N ρ-=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=

（5）计算剩余阻力

35.526.479.03()rm tm fm R R R N =-=-= 3341026.229.03207.4210()998.46

s rs rm

m R R N ραρ==⨯⨯=⨯ （6）实船总阻力

5451.45107.4210 2.19210()

tm fs rs

R R R N =+=⨯+⨯=⨯

2）三因次法

（1）船模船体阻力系数

3

2 3.99101

0.5998.46 5.822

tm tm m m m R C S V ρ-=

==⨯⨯⨯⨯ （2）实船船体阻力系数

3333

(1)()3.9910(10.023)(2.97510 1.57610)0.410ts tm fm fs f

C C k C C C ----=-+-+∆=⨯-+⨯⨯-⨯+⨯=（32523287.8262.16610()

ts R N =⨯⨯=⨯

第3题：某客货船装有轴功率为2000马力的主机，正常航速为12节，因锅炉故障，致使主机功率下降12%，试估算航速下降的百分比。（2011年7月第35题，10分） 解：方法一

由海军系数3

2/3M M

C P V

=

∆，得

3

2/3

M M

C P V

=

∆

仅P M 下降12%，可认为海军系数C M 不变，则有

3

2/3

3

M

M C V

V P V

δδ=

⋅⋅∆，又3

2/3=0.120.12M M M P P C V δ-=-∆

所以0.04V V δ=-，即航速下降约4%。

方法二 由海军系数3

2/3M M

C P V

=

∆，得3

2/3M M

P C V

=

∆

仅P M 下降12%，可认为海军系数C M 不变，则有

10.958V V ===，得（V 1－V ）/V ＝－0.042 即航速下降约4.2%。

第4题：已知某内河双桨高速船当航速V S ＝60公里/小时，其阻力R ＝72.9千牛顿，螺旋桨直径D ＝1.0米，转速N ＝900转/分，现测得船后桨轴上的转矩Q B ＝9.0千牛顿·米，且螺旋桨的敞水性征曲线为

K T ＝0.63－0.45J K Q ＝0.12－0.08J 若取相对旋转效率R η＝1.0，水密度

ρ＝1000公斤/立方米，试求：

（1）该船的伴流分数和推力减额分数； （2）该桨的实效螺距比和零转矩螺距比。（2011年7月第36题，15分） 解：（1）求该船的伴流分数和推力减额分数

①敞水桨消耗的转矩Q O

Q O ＝Q B R η＝9.0×1.0＝9.0（KN ·m ）＝9000N ·m ②转矩系数K Q 0Q 2525

Q 9000

0.041000(90060) 1.0K n D ρ=

==⨯÷⨯

③进速系数J

当K Q ＝0.12－0.08J ＝0.04时，得

J ＝1.0 ④进速V A 由A

V J=

nD

，得V A ＝JnD ＝1.0×（900÷60）×1.0＝15（m/s ）