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阻力与推力需求的平衡

时间:2022-11-02 百科知识 版权反馈
【摘要】:若假定设计推力储备为20%,在起滑驼峰速度时峰值加速度通常可达0.03g;设计推力储备为50%时,此加速度则能扩大到0.08g。因此,建议取驼峰速度时稳态推力需求的20%作为储备推力来设计推进装置[1]。

建立起速度阻力关系式后,推进器的选择过程可以通过恰当使用表4- 1中的干扰因子来实现。利用这些干扰因子,每型推进器均能导出稳态的速度推力关系式。

在整个过渡状态速度区间,艇推力的实际需求要大于满足稳态营运的要求,否则即使设计速度能够达到,不良的加速度特性也可能导致过渡状态性能达不到设计要求,因此,必须针对过渡态(非稳态工况)作某些特殊的考虑。

一种方法是:主机负荷的初步确定是建立在推进器推动艇前进,以固定加速度从低速加速到超越起滑驼峰速度的基础上。

加速推力取决于下述方程式:

F=ma (45)

式中,F为加速力;m为艇的质量,包括入水后的附加质量(尖舭艇的纵向附加质量建议取排水量的5%);a为纵向加速度,取值为g。

这种必须满足纵向加速度要求的推进器设计方法由于常常预报出不切实际的高推力而导致低速时过大的转矩或主机功率,纵向加速度大于0.05g的设计可能导致总推力(加速力加上稳态推力)需求过大的装机功率。

另一种方法建立在实船试验基础上。实船试验资料表明纵向加速度的最大值多半在接近起滑驼峰速时出现,且在高速区和低速区均会减小而不是在低于驼峰速度时保持恒定不变。这种峰值加速度可通过在达到驼峰航速时把推力储备用上而使推力满足需求来实现,这就是推力储备法。

在设计过程中,运用推力储备法可实现目标船的加速、拖带和克服由超载、船体污染、主机性能递降或轻微推进器损坏引起的附加阻力。所以,推力储备法是常用的选择全部营运转速范围内具有相应特性的推进器的方法。若假定设计推力储备为20%,在起滑驼峰速度时峰值加速度通常可达0.03g;设计推力储备为50%时,此加速度则能扩大到0.08g。

以过渡航速来说,推力储备法适用于尖舭型滑行艇体的动力配置。使用推力储备法选择的主机满足低速时所需的推进功率,且已经被实船试航测得的加速度曲线所证实。因此,建议取驼峰速度时稳态推力需求的20%作为储备推力来设计推进装置[1]

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