混合对转推进系统设计与实船应用研究

为全面深入了解混合对转推进系统实船安装对船舶性能影响,为数值仿真和性能预报提供实船参考数据,以集装箱运输船为应用对象,提出了一种把吊舱推进器集成在挂舵臂上的混合对转推进系统(CRP-POD),详细阐述了CRP-POD的系统构成、工作模式和电气控制系统实船设计方案。通过实船试验和运行数据分析,安装混合对转推进系统的船舶与同系列安装常规推进系统的船舶相比,特定航行工况下航速有2~3%的提升、回转能力有所降低、航向稳定性上优于常规船。     

三峡库区船舶最佳航速与柴油机能耗和排放变化分析

三峡库区船舶节能增效是船舶航行与管理面临的主要问题。文章通过分析船舶柴油机运行机理与船舶操纵航行条件,提出了三峡库区船舶以最佳航速运行是船舶柴油机动力装置节能和船舶驾驶操纵的最佳方式,也是库区船舶节能的有效方法。船舶在最佳航速下运行,适当调整柴油机主要参数,以使柴油机在最佳航速下其工况接近于柴油机额定工况,保证柴油机动力性、经济性和排放污染物得到提高和控制,真正实现船舶节能增效。     

环保混合动力汽车运输船6月面世

日本航商日前公布最新混合动力汽车运输船的外形和基本设计,预计该船于2012年6月完工。该船配备环保混合电力供应系统,设在顶层甲板的太阳能电池板结合锂离子电池的储存能力,可产生160kW电力,相当于其他船舶该系统的10倍,号称全球最强。航行时,太阳能电池板和柴油机共同提供推进力,能减少CO2排放;停泊时,锂离子电池为船舶提供电力,甚至可能做到零碳排放。     

基于ARM嵌入式系统的船舶综合信息系统设计

船舶自动化水平的提高可以有效提高船舶航行的安全性,并且降低船舶工作人员的工作强度。现代船舶的很多电子自动化设备能够获取船舶的相关状态信息,如位置、航速、船内温度等,但是系统相互独立,无法实现信息共享,给船舶航行带来了很多不便。本文提出一种基于ARM嵌入式系统的船舶综合信息系统,使用以太网实现嵌入式系统和各个子系统之间的通信和数据共享,并使用触摸屏对各类信息进行显示。本文对系统硬件进行了相关设计,并对以太网通信进行了详细介绍。     

基于ARM和μC/OS-II的船用柴油机最低油耗航速控制系统设计与实现

介绍一种船舶柴油机最低油耗航速控制系统.利用这套系统可以在不影响船舶航行安全和航运周期的前提下,通过实时检测的方式,控制主机运行于最低油耗航速,从而大大降低船舶航行时的主机燃油消耗.     

基于人工蜂群算法的船舶航速优化

航速优化是船舶智能能效管理的主要组成部分,对降低船舶营运成本、减少温室气体排放具有重要意义。为减少船舶航行时的主机燃油消耗,根据实船数据首先构建了主机油耗模型,模型的平均误差仅为0.813%,然后对整个航程进行分段,基于人工蜂群算法对整个航程的航速进行优化。经过验证可得结论：优化后的航速对应的整个航程航行时间减少了14.44%,油耗量降低了3.012%。研究结果表明,使用人工蜂群算法对航速进行优化,能够对航速提出建议,达到提高船舶能效水平,提高经济性、环保性的目标。     

风翼-柴油机混合动力船主机降速模式

为了探索风翼-柴油机混合动力船主机降速航行模式,分析了风翼船机桨的能量传递,以及风翼助航对船舶阻力和主机的影响.分别研究了定速航行和定功率航行两种主机降速航行模式的特点.通过对比得出定速航行更适合于风翼-柴油机混合动力船舶,为风翼-柴油机混合动力船舶的推广应用提供了理论依据.     

“慢速航行”的经济分析

<正>1国际航行船舶慢速航行的现状及研究国际贸易运输船舶的航速既是一个技术问题也是一个经济问题。技术决定了船舶最高可以达到的速度。技术的不同使木船(帆船)的航速与钢船(热机动力船)的航速之间不可同日而语。当把船舶运输作为一种经济活动时,无论对运输企业还是运货的贸易公司,其运输所占用的时间均应该是越短越好,也就是说航速应该是尽量地快从而降低时间成本。但是,当时间的缩短不仅带来利益也带来费用时,航速就不一定是越快越好了。这就有一个最佳航速问题,在这一航速下收益不仅要大于成本并且两者之间的差距应为最大。     

船行波对系泊船的影响因素

针对船行波对系泊船的影响因素问题,阐述船行波形成机理及重要性,基于工程实例,采用OPTIMOOR系泊分析软件对系泊船舶受到的船行波波浪力和缆绳张力进行计算,得出影响船行波对系泊船舶作用的4个因素,主要表现为:系泊船的缆绳张力随着航行船舶航速、排水量的增大而增大,随着船舶横向间距、航行水深的增大而减小。码头运营时应通过合理引航调度船舶并有效约束上述因素以保障作业安全。     

大功率海工辅助船混合推进装置应用技术研究

柴油机作为船舶的主推进动力已传承了近百年,随着电力推进系统的问世,其操纵的可靠性、安全性和环境保护等方面的优点是无可匹敌的。大功率海工辅助船推进动力装置的合理配置,既要考虑经济和实用,又要保证技术先进。通过不同配置的动力装置在深远海大功率三用工作船执行各种作业任务对应工况的运行过程,逐一比较其技术性能。由此证明柴电混合推进装置的配合适用于深水多功能大功率三用工作船的多种作业需求,其技术指标优于常规单纯柴油机驱动螺旋桨和常规电力推进装置。     

基于调距桨推进系统的稳态特性仿真

为有力支撑船舶推进系统的优化改进,预测系统稳态特性,建立柴油机、齿轮箱、轴系、调距桨等子系统的数学模型,并在Simulink软件平台上搭建推进系统仿真模型。利用船模试验结果验证仿真模型的准确性,基于典型设计工况下的系统控制参数对稳态特性进行计算,分析了船、机、桨匹配参数对船舶动力性和经济性指标的影响。结果表明:当螺距比一定时,随着主机转速的增大,全船航速随之呈现增大趋势;当主机转速一定时,随着螺距比减小,全船航速变得越来越小;合理选取主机转速和螺旋桨螺距比时,可以实现船舶的最大航速。     

龙滩升船机中间渠道通航条件试验

通过对龙滩水电枢纽两级升船机中间渠道内航行条件的水工模型试验研究,结果表明:中间渠道内船舶(队)单向航行速度小于2.0 m/s时,船行波、航行阻力和船体下沉量均不大;中间渠道直线段宽为32 m时,宜采用航、停的会让方式,航速应<1.5 m/s,而船舶宜停泊在右航线上;船舶(队)转弯时的航迹带要宽,因此不应有转弯段等航速会船。     

应用先进的传动装置设计改善船舶总经济性

本文阐述应用先进的传动装置设计来改善船舶在低航速时的经济性。例如远洋船舶及双螺旋桨供给船采用不同功率的柴油机并车装置,可使船舶在低速航行时主机保持在额定工况下运转,从而使船舶保持在最佳燃油消耗率航行。分别阐述了改进船用发电机组的传动方案及采用废气涡轮推动发电机组,提高其运行经济性。在螺旋桨转速变化时,采用RCF恒速系统的必要性。介绍了安装简单干净紧凑的Neat FIF系统和轴隧道传动装置的应用,可缩短机舱长度及充分利用狭窄的船尾舱,从而达到缩短船舶总长度或者增加货舱长度,而增加装货量。指出当今的传动装置设计者必须摆脱单纯的本身技术性的研究,而应对整个推进系统进行全面的研究,才能在提高船舶总经济性方面做出贡献,并成为船厂和船东的亲密伙伴。     

3200t风电安装船的机电系统设计

简述了3 200 t风电安装船的总体布置及主要功能,针对柴油机驱动的全回转舵桨的动力推进装置、自动化的电站系统、风电机组DP1(动力定位)安装定位系统、风电机组的浮式运输系统和船舶座底配套高压冲洗水系统方案进行介绍与分析,从而描绘出该船在机电系统设计方面的特点与亮点。     

构皮滩升船机中间渠道通航隧洞和渡槽的尺度研究

构皮滩水电站通航建筑物采用带二级中间渠道的三级垂直升船机方案,其中第一级中间渠道由单线通航隧洞、渡槽、明渠及错船段组成。采用水工物理模型和船模试验,对第一级中间渠道的航行水力条件、单线通航隧洞和渡槽的尺度进行了系列研究。结果表明,船舶航行阻力、下沉量和渠道内水位波动随着船舶航速的增大而增大,一定航速条件下,渠道内还将产生横波,对船舶航行安全影响较大,应避免;错船段和单线渠道的连接应平顺,并应注意船舶从单线渠道航行至错船段时,因阻力减小,造成航速突然增大的影响。试验提出了不同航速条件下的单线通航渠道合理尺度,优化了错船段的位置,建议单线渠道宽采用18 m,水深不小于3.0 m,船舶航速小于等于1.2 m/s。     

螺旋桨切割法在突发事件中的实际应用

对船舶在航行过程中螺旋桨叶片出现突然折断后的船舶推进性能作了分析计算，获得了螺旋桨折断后主机转速、功率及航速的变化关系。实船航行性能测试结果同计算预估相当吻合，说明该分析计算方法具有实际应用价值，可为今后出现类似突发事件时的参考。     

喷水推进船操纵性水动力导数影响的试验研究

采用数学模型进行船舶操纵性模拟是常用的方法，但喷水推进船航速高、回转时横倾大，还会出现侧滑现象，有必要开展操纵性水动力影响的研究。论文采用大振幅平面运动机构开展了高速单体喷水推进船的斜航、纯横荡和纯摇首运动的模型试验，在不同航速下对带有喷水推进的船体和裸船体进行水动力测试，分析了与上述运动相关的水动力导数。试验表明，高航速引起的船舶升沉和纵倾等运动姿态较大的变化以及喷水推进作用下船体产生的“虚尾”，使操纵性水动力导数受到很大影响。还发现该船在两个试验航速下都不具有航向稳定性，在总体设计时需要考虑初始尾倾，以消除喷水推进产生的不利影响，必要时需增加呆木或稳定鳍，用于改善航向稳定性。     

中大型AHTS推进及电站系统的配置分析

三用工作船(Anchor Handling Tug Supply Vessel,AHTS)不仅能对钻井平台等大型结构物进行远洋拖航、起抛锚作业和供应物资,而且能在特定情况下用作紧急救援船。AHTS在不同作业工况(如拖带作业、全速航行、经济航行、动力定位作业等)下所需求的动力和用电负荷有很大区别,若在设计初期综合考虑各种作业工况,并根据各种作业工况下的负荷情况来合理配置推进及电站系统,则可在保证船舶正常作业的同时降低船舶初期投入成本和后期使用成本。结合中大型AHTS的工作特点,对2种主流的推进及电站系统配置进行深入分析,研究探讨在今后设计中如何选择和优化推进及电站系统的配置。     

船舶航行速度高精度控制的数学模型研究

现有模型无法适应不同荷载的航速需求,存在着控制精度低、控制时延长的缺陷。为此,提出船舶航行速度高精度控制的数学模型研究。分析船舶航行速度影响因素,构建船桨系统、柴油机以及附加阻力数学模型,以此为基础,基于PID技术设计航行速度控制器,制定船舶航行速度控制规则,通过执行控制规则,应用PID控制器实现了船舶航行速度的高精度控制。设置干扰环境,准备实验对象相关数据,进行船舶航行速度控制仿真实验。实验结果表明,与现有模型相比,本文构建模型航速控制精度较高,航速控制时延较短,表明构建模型航速控制效果更佳。     

航道中船舶安全航行的分析

由于航道的复杂性,船舶在此水域航行安全受到严重影响,因此船舶在进出航道前引航员、船长及驾驶员要做好充足准备;在航道航行时应该注意本船船位、航速、航向以及他船,并按章航行。