CB-Z-807-2016吊舱推进船舶快速模型试验规程

ICS47.020.99吊舱推进船舶快速性模型试验规程2017-01-01实施中华人民共和国工业和信息化部发布GB/7807—2016本标准由全国海洋船标准化技术委员会船舶理论与实验分技术委员会(SAC/TC12/SC7)归口。本标准起草单位：中国船舶重工集团公司第七O二研究所。吊舱推进船舶快速性模型试验规程1范围本标准规定了吊舱推进船舶快速性模型试验中船模与推进器模型的加工要求试验方法、阻力试验方法和自航试验方法。本标准适用于采用拖式或推式吊舱推进器的船舶快速性模型试验。2规范性引用文件件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。CB/Z239—-2008常规排水型船船模双桨自航试验方法CB/T346—1997螺旋桨模型敞水试验方法3术语和定义、符号3.1术语和定义3.1.1吊舱推进器PoddedPropulsor一种由电机直接驱动螺旋桨且整个装置可绕其操纵回转轴360度回转的船用电力推进器。典型的吊舱推进器有拖式和推式两种，分别如图1、图2所示：图1典型的瓶式吊舱推进器示意图22——支柱；3--—吊舱包；4——来流方向；6——电机。图2典型的推式吊舱推进器示意图3.1.2一种可独立驱动吊舱推进器中螺旋桨模型，并可测量螺旋桨模型推力、扭矩和推进器单元模型推力的试验测量仪器。典型的吊舱动力仪如图3所示：234507 4——水密舱体；图3典型的吊舱动力仪示意图33.2符号下列符号适用于本文件。序号符号名称单位1K推力系数2K单元推力系数-3K螺旋桨推力系数4T推力N5T单元推力N6T螺旋桨推力N7p淡水体积质量密度kg/m³8M扭矩系数9Q扭矩NmJ进速系数螺旋桨敞水效率noc单元敞水效率V速度kn或m/sλ缩尺比N螺旋桨转速r/min或r/st推力减额分数一R阻力NF摩擦阻力修正计算值NS浸湿面积m²G摩擦阻力系数一水线长m运动粘性系数一换算补贴系数a吊舱体尺度因子k形状因子空气阻力系数D直径mw伴流分数H船身效率相对旋转效率注：文中下标“M”代表模型量值，下标“S”代表实船量值4.1试验水池4CB/Z807—20164.2船模船模的一般要求应按照CB/Z239-2008中2.1和2.2的规定。4.3吊舱推进器模型4.3.1吊舱推进器模型中桨模的一般要求应按照CB/T346—1997中2.1的规定。4.3.2吊舱推进器模型中吊舱包、支柱、鳍等应与实尺度几何相似应当如实记录。4.4船模激流方式船模阻力、自航试验中船模应当采取激流措施，按照CB/Z239-2008中2.3.1和2.3.2的规定。4.5附体安装4.5.1吊舱推进船舶无轴包套、轴支架、轴等轴系附体和舵。4.5.2船模触龙骨的安装按照CB/Z239—2008中2.4.2的规定。4.5.3船模减摇鳍的安装按照CB/Z239—2008中2.4.3的规定。5试验准备5.1敞水试验5.1.1吊舱推进器模型的敞水试验包括单独桨模的敞水试验和吊舱推进器单元模型的敞水试验。为预报吊舱推进船舶的快速性能，可不进行单独桨模的敞水试验，但必须进行吊舱推进器单元模型的敞水试验。建议进行单独桨模的敞水试验，以便于分析吊舱推进器各部件相互间的水动力干扰，为吊舱推进器中螺旋桨的设计提供参考。5.1.2单独桨模的敞水试验准备按照CB/T346—1997中2的规定。a)桨毂后端顺流段锥体母线与轴线夹角不宜超过10°,且宜在试验中随桨转动。b)若桨毂后端与顺流段前端折角过渡，则应将顺流段前端采用椭圆形式与桨毂后端光顺过渡。c)对于拖式吊舱桨，导流帽的尺寸应与实尺度几何相似。d)对于推式吊舱桨，导流帽的长度建议大于1.5倍桨毂前端直径，以避免流动分离。5.1.3推荐采用图4所示的敞水试验装置进行吊舱推进器单元模型敞水试验。吊舱推进器单元敞水试验装置的安装准备应满足以下要求：a)桨轴中心线应与水池静水面平行，桨轴浸深应大于1.5倍桨模直径。b)桨毂间隙建议为1mm～2mm,并如实记录。c)螺旋桨轴端应有推力扭矩传感器。d)端板厚度建议为1mm,其表面水力光滑，与吊舱体无连接点，避免试验时流线型支柱影响吊舱体和螺旋桨的来流。e)端板表面应与水池静水面平行，支柱间隙建议为1mm～3mm。f)流线型支柱与轴包套无连接点。g)螺旋桨模型一般由置于单元力传感器上部的电机驱动。h)吊舱体和螺旋桨模型整体的推力由置于电机和防水板之间的单元推力传感器测量。51—-防水板；5.2阻力试验5.2.1船模上不应安装吊舱推进器模型，但其推进器模型处的开孔应处于闭合状态，表面光顺过渡。5.2.2船模压载和调倾应当按照CB/Z239—2008中2.6的规定。5.2.3船模在拖车上的安装应当按照CB/Z239--2008中2.7的规定。5.3自航试验5.3.1船模上应当安装吊舱推进器模型的整体，并采用吊舱动力仪进行螺旋桨模型的驱动和吊舱推进器模型单元推力和螺旋桨扭矩的测量。面与船模水线面、横剖面和纵剖面的夹角应与设计值一致，安装角度误差在±0.2°以内。5.3.3船模压载和调倾应当按照CB/Z239—2008中2.6的规定。5.3.4船模在施车上的安装应当按照CB/Z239—2008中2.7的规定。5.2.5案件许可，船模阻力试验和自航试验应在同一次试验中进行，若不在同一次试验内进行，应采用?.45中的方法对船模阻力试验进行温度修正。66试验6.2.2按照CB/T346—1997中2.2中的规定确定试验临界转速，并在敞水动力仪量程范围内提高试验6.2.3单独桨模的敞水试验按照CB/T346—1997中3的规定。以内，扭矩系数Kow的误差应在4%以内。6.3.6应按实际情况选定2～3个测量点，6.4.2阻力试验测量值为拖车速度V和船模阻力R。6.4.4应按实际情况选定2～3个测量点，再做一次测量，以验证测量重复性。6.5.2自航试验测量值为拖车速度V、桨模转速N、强制和吊舱推进器模型单元推力。6.5.3船模自航试验的拖车速度V应不少于4个，每个拖车速度下建议选择5个强制力Z、Z、Z、为0.5F;Z约为1.5F;Z约为2F。6.5.4试验时，同时测量拖车速度V、桨模转速N、强制力Z、螺旋桨模型推力T、螺旋桨模型扭矩Q和吊舱推进器模型单元推力T,若换算方法和船模相关因子已设定，对应每个拖车速度V只需在1个强6.5.6应按实际情况选定1～2个拖车速度，再做一次测量，以验证77试验数据处理7.1单独桨模敞水试验单独桨模的敞水试验数据处理按照CB/T346—1997中4的规定。7.2吊舱推进器单元模型敞水试验测量数据无因次系数按公式(1)～公式(6)计算。 J=V/(MD) 7.3阻力试验7.4自航试验7.4.1强制力吊舱推进船舶的强制力包含两个部分，一是船体的摩擦阻力修正计算值Fs,二是吊舱体的摩擦阻力修正计算值Fn。7.4.2原始数据表达模型单元推力T数据后，利用计算机，按特定的处理程序给出每个速Q(N)的函数关系式。7.4.3自航试验分析按设定的换算方法和补贴值，计算出每个速度M下的摩擦阻力修正值F,从Z(M)关系式中，在与F相等的Z值下，求得M值，根据M值，从Tu(M)、a(M)关系式求得Tw、Q值，同一换算方法而不同的补贴时，可得到不同组的M()、Tw()、a()的函数关系式。7.4.4模型自航推进因子的计算K=0.5144Vs/λ¹/ M=60N/x¹² 8CB/Z807—2016 J=f(Kuwo) M=1-V/V a)若采用二因次方法进行阻力数据处理，则摩擦阻力修正计算值Fs应按式(19)计算： b)若采用三因次方法进行阻力数据处理，则摩擦阻力修正计算值Fs应按式(20)计算： 7.4.5船模阻力的温度修正如果自航试验前船模阻力试验和自航试验不是在同一次试验内修正按公式(21)计算： 8试验报告及结果评定8.1试验报告试验报告中应包含下列内容：b)试验情况(设备、仪器、