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舰艇快速性

来源:海军百科 时间:2017-06-12 06:04:01

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舰艇快速性

舰艇在一定的排水量和主机功率条件下,能达到较高的静水航速的能力。舰艇战术技术性能的要素之一。提高舰艇的快速性,有利于在海战中掌握主动,在航渡过程中节省燃料、增大续航力。同舰艇阻力、推进器和主机性能密切相关。取决于优良的船体线型和高效率的推进器。

采用优良的船体外型可以减少航行时受到水和空气的阻力,提高快速性。排水型舰艇的速度级通常按弗劳德数的大小,划分为低速船、中速船和高速船。低速船,指弗劳德数小于0.23的船。船体外型肥短,摩擦阻力占航行阻力的绝大部分,兴波阻力很小;方形系数(见船型系数)多在0.75~0.85之间,长度与排水体积立方根之比为5.0~5.5之间。大型运输船和工程船多选用此船型。中速船,指弗劳德数在0.23~0.35之间的船。船体外型尖瘦,兴波阻力在航行阻力中所占比例明显提高;方形系数多在0.65~0.75之间,长度与排水体积立方根之比在5.5~6.5之间。有时舰首部还采用球鼻首形以降低兴波阻力。部分勤务舰船多选用此船型。高速船,指弗劳德数大于0.35的船。船体外型瘦长,兴波阻力已上升为航行阻力的主要成份;方形系数在0.45~0.6之间,长度与排水体积立方根之比多在7.0~7.5以上。战斗舰艇多选用此船型。当弗劳德数超过0.6时,舰艇逐渐由排水型向滑行艇过渡。容积弗劳德数增大到2以上时,进入全滑行状态,此时舰艇依靠艇体产生的流体动压力支托大部分艇体重量。外形较排水型船短而宽,底部较平坦,底和舷交接处呈尖角形成尖舭,以增大动浮力和减少航行阻力。有些高速艇还采用水翼或船底造成气垫以减少航行阻力。也有些高速船采用两个瘦长的船体,组合成双体船,或将大部排水容积移到较深的水下,形成小水线面船,以减少兴波阻力。

选用推进效率较高的推进器,也可获得较好的快速性。在舰艇设计建造中,须使主机、螺旋桨、船体三者匹配恰当,螺旋桨方可获得较高的推进效率。舰艇在某一航速时螺旋桨效益最高,在其他速度航行时效率则有所降低,采用可调螺距螺旋桨能保证舰艇在各种航速时有较高的效率。螺旋桨在船尾复杂的流场中工作,船尾形状对螺旋桨效率也有显著影响。设计优良的船尾形状,并使螺旋桨适应船尾水流特点也是提高舰艇快速性的途径。有的舰艇采用串列螺旋桨、导管螺旋桨或者其他类型的推进器(如喷水推进器、空气螺旋桨等),都是为了在特定的条件下提高快速性。20世纪90年代正在研究试验采用超导推进器,将可大大提高推进器效率。

舰艇在建造之前,运用流体力学理论对船体线型和螺旋桨几何形状进行分析和计算,并在船模试验水池中进行船模和螺旋桨模型试验研究,是获得良好舰艇快速性的主要措施。建成后通过舰艇快速性试航进行验证。在舰艇使用过程中,定期进行船体检查和维护保养,清除寄生在船体水下部分海洋生物,并涂上防锈漆和防污漆,以减小阻力,保持舰艇的快速性。

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