1船舶簡介

1.1船型介紹

本船為鋼質(zhì)單底、單層連續(xù)甲板,上層建筑為鋁合金結(jié)構(gòu)、垂直型船贈(zèng),方形艦,全焊接結(jié)構(gòu),柴油機(jī)動(dòng)力,雙機(jī)、雙獎(jiǎng)、雙舵,直線推進(jìn)型公務(wù)船。

按照設(shè)計(jì)要求:在滿載情況下,風(fēng)力不超過蒲氏風(fēng)級(jí)2級(jí),主機(jī)功率1342kw,轉(zhuǎn)速1900r/min,試航航速不小于21Kn。

1.2主要量度

本船主尺度及主機(jī)參數(shù)如表1所示。

1.3螺旋獎(jiǎng)

本船采用超空泡螺旋獎(jiǎng),主要參數(shù)如表2所示。

1.4第一次測(cè)速試驗(yàn)結(jié)果

本船在滿載排水量Al99.lt(贈(zèng)吃水l.72m,艦吃水2.15m)情況下,第一次測(cè)速試驗(yàn)結(jié)果:航速為19.21Kn,小于21Kn。航速未達(dá)到設(shè)計(jì)要求,直接影響交船,因此必須采取相關(guān)措施進(jìn)行解決。

2修改方案

通過對(duì)本船原設(shè)計(jì)各項(xiàng)圖紙及施工工藝等方面逐項(xiàng)進(jìn)行分析,對(duì)本船航行試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行深入探討和研究,最終提出了下述修改方案:

2.1修改壓浪板

壓浪板長度由原來的750mm增加至1250mm,壓浪板與基線夾角由09改為向下傾斜79(圖1)。經(jīng)過修改,計(jì)算在航速21Kn情況下尾部壓浪板的升力增加約4.3t,有效改變了船舶航行時(shí)的縱傾狀態(tài),減少了船贈(zèng)興波阻力,同時(shí)也提高了推進(jìn)水流壓浪效果。

2.2更改舵桿舵葉連接形式

本船原設(shè)計(jì)舵葉舵桿采用法蘭連接形式,該設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)局部凸起,影響尾流。修改方案為:將舵葉頂板法蘭與舵桿上法蘭螺栓連接改為焊接形式(圖1)。經(jīng)修改,舵葉舵桿連接結(jié)構(gòu)呈流線型,避免了原舵葉與舵桿連接法蘭螺栓和螺母水泥包覆層對(duì)尾部流場(chǎng)的激擾和反彈力,同時(shí)提高了螺旋獎(jiǎng)推進(jìn)效率。

2.3調(diào)整防腐鋅塊布置位置

本船原尾部防腐鋅塊布置位置不合理:美人架左右兩側(cè)的防腐鋅塊,在螺旋獎(jiǎng)工作區(qū)域產(chǎn)生紊流,誘導(dǎo)空泡產(chǎn)生,降低了螺旋獎(jiǎng)推進(jìn)效率:舵葉兩側(cè)布置鋅塊,使推進(jìn)水流產(chǎn)生了較大的阻力。因此,新方案調(diào)整為:將布置于美人架左右兩側(cè)的防腐鋅塊移至船底板,將舵葉防腐鋅塊由分布于兩舷側(cè)更改為布置于舵葉底板及頂板位置(圖1)。

2.4眠軸出口處增設(shè)整流管

由于尾軸管在船體出口處形成較大線型變化,船舶在高速航行時(shí)會(huì)產(chǎn)生低壓渦流,破壞船體伴流,減低螺旋獎(jiǎng)的軸功率吸收:同時(shí)低壓渦流也容易誘導(dǎo)獎(jiǎng)葉的空泡形成,可能導(dǎo)致獎(jiǎng)的效率下降和葉面剝蝕的發(fā)生。因此,在艦軸管出口處增設(shè)整流管,對(duì)于改善本船艦部伴流場(chǎng)、提高螺旋獎(jiǎng)效率和減少螺旋獎(jiǎng)空泡導(dǎo)致的剝蝕現(xiàn)象,發(fā)揮了重要作用。

2.5提高螺旋獎(jiǎng)加工精度

由于在第一次試航時(shí),發(fā)現(xiàn)獎(jiǎng)的負(fù)荷偏輕,通過對(duì)本船獎(jiǎng)的拆回測(cè)量,發(fā)現(xiàn)獎(jiǎng)的螺距制造偏差為-20mm,螺旋獎(jiǎng)葉根部過渡R角過大。經(jīng)返廠修理,重新對(duì)獎(jiǎng)葉面進(jìn)行加工復(fù)核及螺距修正,對(duì)葉根部重新按照?qǐng)D紙要求制作模板,對(duì)葉根過渡R角進(jìn)行切削修正,增加獎(jiǎng)葉面有效推力面,減少空泡的發(fā)生。本船螺旋獎(jiǎng)經(jīng)加工修正后重新進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn),試驗(yàn)證

明:修正后的螺旋獎(jiǎng)滿足設(shè)計(jì)狀態(tài)的要求。

螺旋獎(jiǎng)修正后剖視圖如圖2所示。

3修改后試驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)過上述方案修改,本船第二次進(jìn)行測(cè)速試驗(yàn),最大航速達(dá)21.49Kn,達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,滿足船東使用要求,順利交船。

4結(jié)語

在高速船設(shè)計(jì)過程中,除了優(yōu)化船舶線型、總體布置以及重量重心控制等方面以外,為降低船舶附體阻力和提高尾部水動(dòng)力性能,選取適合的壓浪板長度、水平夾角也不可忽視。另一方面,高速船螺旋獎(jiǎng)的正確設(shè)計(jì)選型及其加工精度的提高對(duì)于改善獎(jiǎng)的空泡性能,提高推進(jìn)效率,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)航速具有至關(guān)重要的作用。因此,造船廠在船舶建造過程中對(duì)螺旋獎(jiǎng)廠家的鑄造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和制造精度應(yīng)提出更高的要求。本船的成功修改案例,也為同類型的公務(wù)船設(shè)計(jì)提供了參考借鑒。