螺旋桨水面效应横向力

1、 授课教案授课教师课题内容螺旋桨的致偏效应水面效应横向力授课教材船舶操纵授课类型理论授课时间80min专业、班级教学目标知识目标：会用螺旋桨水面效应横向力分析螺旋桨工作时的偏转方向。能力目标：会正确处理螺旋桨水面效应横向力对船舶操纵的影响。教学重点螺旋桨水面效应横向力的作用方向和船舶操纵的影响。教学难点影响螺旋桨水面效应横向力的各种因素。教学方法讲授法、启发法学习方法理解记忆、课堂讨论教具准备教学PPT、船舶和螺旋桨模型教学过程教学环节及时长教师活动学生活动方法应用与设计意图新课引入5min提问与引导回答老师问题， 随老师陈述回忆上 节课讲述内容。复习前次内容， 引入新的授课内容， 保持授课的

2、连贯性和 便于学生整体掌握。讲授新课50min利用课件和模型讲授新课：“螺旋桨水面效应横向力”1.产生原因2.对船舶操纵的影响3.影响因素认真聆听老师讲授内容，结合所观察的具体实例 展开联想。利用讲解课件、示范模型操作等教学方法让学生掌握专业知识，提升专业理念。课堂讨论17min引导学生对设定话题 开展讨论、提问并答疑。学生回顾本节课内容，开展相互讨论，对存疑问题提问。通过相互讨论学习加深理，通过解疑释难促进对讲述内容的掌握。课堂小结5min结合PPT、板书和口头总结本次课程内容。随老师总结快速记忆和复习。引导学生积极思考全面总结复习，巩固知识。作业布置3min简要介绍并布置作业内容。思考并记

3、录作业内容。巩固已学知识，并为下次课做准备。教学内容一、新课引入（5min）：复习上节重点内容：提问：.螺旋桨效应横向力的概念是什么？螺旋桨效应横向力是指螺旋桨工作时，除了产生正、反推力外，还会产生推动船舶偏转的效应。主要包括：水面效应横向力、伴流效应横向力、尾流效应横向力、船尾线形效应横向力。让学生思考问题：船舶在无风无流影响情况下正舵进车时会保持直线前进吗？提示学生分析船体、螺旋桨、舵叶三者在水中工作时相互影响而产生的力学效应。二、讲授新课（50min）1. 螺旋桨水面效应横向力产生的原因（10min）图1 螺旋桨水面效应横向力示意图当螺旋桨接近水面工作时，螺旋桨扰动水面，掀起波浪，吸入空

4、气，引起了梢涡损失，造成推力和旋转阻力下降。由于螺旋桨盘面上半圆离水面近，甚至部分露出水面，掀起波浪大，吸入空气多，涡梢损失大，水密度下降多，造成螺旋桨盘面上半圆的旋转阻力小于下半圆的旋转阻力，上、下盘面旋转阻力的差额，即为螺旋桨水面效应横向力。2. 螺旋桨水面效应横向力对船舶操纵的影响（15min）与学生一起分析图2和图3，得出右（左）旋单螺旋桨船进车、倒车时螺旋桨水面效应横向力对推船尾偏转的结论：右(左)旋单螺旋桨正转时，螺旋桨水面效应横向力推船尾向右(左)，船首左(右)偏；反转时，螺旋桨水面效应横向力推船尾向左(右)，船首右(左)偏。分组讨论、比较，然后请学生归纳出螺旋桨水面效应横向力对

5、船舶操纵的影响：螺旋桨水面效教学内容应横向力推尾向螺旋桨转动一侧偏转。 进车 倒车图2 右旋单螺旋桨工作时的螺旋桨水面效应横向力 进车 倒车图3 左旋单螺旋桨工作时的螺旋桨水面效应横向力3. 影响螺旋桨水面效应横向力的因素（25min）（1）与螺旋桨沉浸深度有关（8min）螺旋桨沉浸深度的大小，通常用沉深比表示，即螺旋桨桨轴中心线距水面的垂距与螺旋桨直径之比，称为沉深比（h/D）。如图4：图4 螺旋桨沉深比示意图h桨轴沉浸深度；R螺旋桨半径教学内容当沉深比h/D<0.650.75时，推力系数急骤下降，此时螺旋桨水面效应横向力增大，尤其以螺旋桨桨叶露出水面工作时最严重。当螺旋桨浸沉深度较大

6、，即沉深比（h/D）较大时，螺旋桨推力不受影响，此时螺旋桨水面效应横向力的影响小到可以忽略不计。因此可推论:1 当螺旋桨浸沉深度小于0.650.75倍直径（1.31.5倍半径）时，螺旋桨水面效应横向力将急骤增大，且随沉深比的下降而不断增大；2 当螺旋桨浸沉深度超过螺旋桨直径（2倍半径）时，可以不考虑螺旋桨水面效应横向力；3 当螺旋桨桨叶部分露出水面时，螺旋桨水面效应横向力达到最大值。（2）与螺旋桨工作负荷有关（8min）由于沉深比的临界值随滑失比的减小而减小，而滑失比大小与螺旋桨负荷有关。船舶起动或螺旋桨加速转动时，螺旋桨负荷大，诱导速度大，滑失比较大，沉深比的临界值也增大，即沉深比不到0.6

7、50.75时，就出现推力系数急骤下降现象，使螺旋桨水面效应横向力增大；而随船速提高，螺旋桨转速恒定，螺旋桨负荷下降，滑失比较小，螺旋桨水面效应横向力也相应变小。依据滑失速度表达式：转速×螺距-船速，在其他因素相同的情况下：1 转速越大（船速相同），则滑失速度越大，水面效应横向力越大；2 船速越小（转速相同），则滑失速度越大，水面效应横向力越大。 （3）与螺旋桨水面遮蔽程度有关（4min）螺旋桨正上方被船体或其他附件(如隧洞式船体的螺旋桨、导流管等)所覆盖，螺旋桨水面效应横向力将减弱，甚至消失。螺旋桨反转时，因水流从后方流向螺旋桨，受船尾的遮蔽作用较差，故反转时的水面效应横向力比正转时

8、显著，即于船舶用车状态有关：船舶倒车时的水面效应横向力比进车大。（4）与螺旋桨叶切面形状有关（5min）螺旋桨正转时，螺旋桨叶切面形状的流线形好，有利于流体运动，掀起波浪小，吸入空气少，则螺旋桨水面效应横向力小；螺旋桨反转时，螺旋桨叶切面形状的流线形差，不利于流体运动，掀起波浪大，吸入空气多，则螺旋桨水面效应横向力大。教学内容三、课堂讨论（17min）1.如果船舶保持正舵航行，不考虑外界风流和配积载的影响，船舶能否一直保持直线行驶，为什么？2.对于右旋单螺旋桨船舶来讲，不考虑风流和配积载的影响，船舶向哪边掉头所需的掉头水域较小，为什么？四、课堂小结（5min）1.螺旋桨水面效应横向力产生的原因是因其工作时靠近水面所致。2.螺旋桨工作时，螺旋桨水面效应横向力推尾向螺旋桨转动一侧偏转。3.影响螺旋桨水面效应横向力的因素有：沉深、工作负荷、遮蔽程度、叶切面形状。要注意各种影响因素变化后螺旋桨水面效应横向力对应的变化情况。五、作业布置（3min）1.螺旋桨水面效应横向力对船舶操纵有何影响？2.影响螺旋桨水面效应横向力的因素有哪些？教学反思学生对新知识的理解基本到位，对课堂