正 转
RST
BDT
反 转
正 转
BDT
反 转
SWT BDT
SWT
SWT BDT
SWT
外旋式
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内旋式
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(3)CPP型内旋式和外旋式双桨船在操纵性能上差别
正 转
BDT
反 转
正 转
RST
BDT
反 转
SWT
SWT
SWT
SWT
BDT
BDT
外旋式
内旋式
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a
b T2 T1 TET
(2)影响因素
①螺旋桨工况 ②船舶长宽比 ③两桨轴间距离
(3)对船舶操纵的影响 由两螺旋桨工况确定 右正左反
左正右反
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2、分水效应横向力（BDT）
(1)产生原因
①盘面线前：
②盘面线后：
BDT
推力大 推力大 推力小 推力小 BDT
正转
反转
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（二）涡流阻力(Re)
在船体表面形状的骤变处形 成漩涡，由此而形成的阻力。 2
Re＝1/2 w g Ce S Vs
影响涡流阻力的因素：水线下船体曲度
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（三）兴波阻力（RW）
运动中的船舶其周围产生兴波，从而改变 了压力分布状况，由此而产生的阻力。
Rw=1/2w Cw S
CwFr
斜流效应横向力推船尾顺斜 流横向分速方向偏转
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7、单桨单舵船横向力综合效应
以右旋单桨单舵V型船尾船舶为例： (1)正车启动时，船首左偏现象较强，但可用舵克服； (2)正车航进时，船首左偏现象减弱，甚至能保持短 时直航； (3)螺旋桨正转高速航进时，船首可能右偏，但可用 舵纠正； (4)高速航进时螺旋桨倒转，船首偏转不定； (5)倒车启动时，船首右偏显著，一般不易用舵控制； (6)倒车倒退时，船首一般均向右偏转。
第五节 船舶推进器
第一节 船舶推进器
船舶推进器
FPP 螺旋桨 CPP 平旋桨 VSP 明轮 喷水器
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一、船舶阻力
（一）摩擦阻力（Rf）
由于水的粘性，运动中的船体周围水与船体湿表面间产 生摩擦从而形成的阻力。 R ＝wgCf[1+0.0043(15-t)]SV 1.825
f s
影响摩擦阻力的因素： 船体长度、船体湿表面积、船体 表面光洁度、流体密度
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（三）推进效率种类
1、机械效率（m)
m=BHP/IHP (80~90%) 2、传送效率（c） c=DHP/MHP (95~98%) 3、推进器效率（p） p=EHP/DHP (60~75%) 4、推进效率（ e） e=EHP/MHP (50~70%)
（四）主机输出功率导致船速改变
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(2)影响因素
①船尾型状：V型船尾该力大。 ②船速：船速高、转速快、伴流上下差异大该大。
(3)对船舶操纵影响
①右旋单车时正车、倒车均推尾向左(首右偏) ②左旋单车时正车、倒车均推尾向右(首左偏) 左旋式
右旋式
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4、推力中心偏位横向力（LOT）
(1)产生原因 推力偏心 Te，用力偶矩等效原理等效为LOT。
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二、螺旋桨的推力和转矩
螺旋桨流
排 出 流 吸 入 流
吸入流－范围较宽、流速较慢、流线平行
螺旋桨流
排出流－范围较窄、流速较快、流线螺旋
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（一）螺旋桨产生推力和转矩的基本原理
dL dP dQ dD dT
UR
a
k
Vp 2nr
T=g·w · T · · 4 K n² D MQ=g·w· Q · · 5 K n² D
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(N) (Nm)
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（二）滑失和滑失比
进程： hp=Vp/n 滑失： P－hp 滑失比: Sr=(P-hp)/P=(n· p)/n· P-V P=1-Vp/n· P 虚 滑失比： Sr’=(n· P-Vs)/n· P=1-Vs/n· P Sr<1 船舶前进，螺旋桨正转，或船舶后退，螺旋桨反转; Sr>1 船舶前进，螺旋桨反转，或船舶后退，螺旋桨正转; Sr>>1 船舶前进（或后退）速度较高，螺旋桨反转（或正转）速度越高; Sr=1 船舶速度、伴流速度与桨的进速为零 当Vp=nP时,Sr=0,则在该转速n时螺旋桨产生推力趋于零； 而当Sr越高，螺旋桨产生的推力就越大。
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3、排出流横向力（RST）
(1)产生原因：正转时因伴流引起； 反转时因作用力反作用力引起
正 舵
左 舷 螺旋桨正转
右 舷
正转时，船尾伴流和线型斜流致使 尾流对舵叶两侧平均冲角和流速不 同。 螺旋桨反转
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反转时，船尾形状致使尾流对船体 两舷的平均冲角和作用面积不同。
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SWT
Qd
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2、伴流效应横向力（WT）
(1)产生原因：伴流在螺旋桨盘面处的分布规律
(2)影响因素
①船速：船速越高，伴流上下速度差大， 伴流横向力越大。 Qu WT
②船舶尾型：V型较U型的伴流横向大。
(3)对船舶操纵影响 ①正车时推尾向左(首右偏) ②倒车时如余速较大推尾向右(首左偏) ② Qd ①
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三、主机功率与推进效率
（一）主机输出功率
1、最大持续输出功率（MCR） 2、常用输出功率 3、过载输出功率 4、倒车输出功率 备车输出功率 100％ 80～90％ 105～110％ 40～60％ 40～60％
（二）主机功率种类
1、机器功率（MHP）〔IHP、BHP、SHP〕 2、收到功率（DHP） 3、推力功率（THP）THP＝T· Vp/1000 (Kw) 4、有效功率（EHP）EHP＝R· Vs/1000 (Kw)
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4、船速影响
当Vs>0时， Vs 下降，螺旋桨推力增大； 当Vs＝0时， Vw＝0，Vp＝0，Sｒ＝1， 则ak＝达最大值，推力达到最大。 当Vs<0时，因为 ak＝＋，冲角大于螺距角 ，当 ak增至失速角后，螺旋桨推力下降。
相同转速、船速的螺旋桨反转产生的拉 力较正转的推力低，仅达60％～70％左 右，大型船舶只有30％～40％左右。
对船舶操纵影响较小
SST
右舵
左舵
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6、螺旋桨斜流效应横向力（SOT）
(1)产生原因 Q 斜流使螺旋桨盘面上下 半圆桨叶的旋转阻力不 同，产生了与斜流横向 分速相同方向的横向力 (2)影响因素 ①螺旋桨直径、转速 ②斜流速度 ③船舶运动状态
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SOT VT Q
(3)对船舶操纵影响
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(二)双螺旋桨船横向力
1、推力偏心横向力（TET） (1)产生原因 双螺旋桨船舶的双桨工况不同时， 推力合力作用线将不通过船舶的中心， 引起推力偏心 只有右螺旋桨工作时： TET=T1a/b=2T1a/L 一桨正转，一桨反转时： TET=2a(T1+T2)/L
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(2)影响因素
①螺旋桨工况 ②船尾分水踵长度及舵叶数 ③对船舶操纵影响 盘面线前BDT有利于船舶回转运动 盘面线后BDT抵消TET，有利于船舶航向稳定
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3、双螺旋桨船横向力综合效应
(1)FPP型双螺旋桨船舶由TET、BDT和SWT的偏转方向决定 船舶偏转方向； (2)FPP型外旋式和内旋式双桨船在操纵性上的差别
Pw Vs³ 或 Vs Pw
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四、螺旋桨横向力
(一)单螺旋桨横向力
1、螺旋桨沉深横向力（SWT)
(1)SWT产生原因： 螺旋桨上桨叶露出水面或空气卷入 Qu (2)影响因素 ①螺旋桨沉深比h/D ②螺旋桨旋转方向 ③螺旋桨水面遮蔽程度 ④螺旋桨叶切面形状 (3)对操纵的影响 ①正车推尾向右 ②倒车推尾向左 ① ②
LOT
(2)影响因素 ①船尾形状 ②船速 (3)对船舶操纵的影响
对船舶操纵影响不大
Te
右旋式
左旋式
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5、螺旋桨吸力效应横向力（SST)
(1)产生原因 螺旋桨反转且舵叶 存在舵角时，螺旋桨的负 压面对舵叶将产生吸力。 (2)影响因素 ①螺旋桨反转转速及拉力 ②螺旋桨与舵叶间隙 ③舵角、舵面积 (3)对船舶操纵影响
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（三）影响螺旋桨推力的因素
1、伴流影响
Vw越大，Vp越小，使冲角ak就越大，则推力T相应 增大。 2、吸力影响 由于螺旋桨工作时，吸力引起的阻力增额，使螺旋 桨推力降低。 3、螺旋桨负荷影响
Vp=Vs-Vw
T= w · (Vp+1/2Ua) · A· Ua
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Fr=Vs/gL
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船舶阻力中各种阻力所占比例： 低速船 中速船 高速船 2 Vs Rf 70％ 50％ 35％ Re 20％ 15％ 10％ Rw 10％ 35％ 55％
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(四)空气阻力(Aa) 水线以上船体及上层建筑受空气作用而产生的阻力。 与相对风速有关。 (五)汹涛阻力(Rr) 由于风浪的作用及船身的剧烈摇摆运动而产生的阻力。 与波高有关。 (六)附体阻力(Ra) 指舵、舭龙骨及轴包架等附体对水运动而增加的阻力。 与附体大小有关。 (七)污底阻力(Rs) 是指船体生锈及海粒子吸附于船体而增加的阻力。 出坞3个月内该阻力不考虑，3个月后每月递增。 R=R0+R R0=Rf+Re+Rw R= Aa+ Rr+ Ra+ Rs