船舶推进中两种动态平衡的研究

为了明确船舶推进中功率、力等各物理量之间的平衡关系,正确使用船舶主机防止其超负荷提供相应的理论依据,文章分析了螺旋桨的推力与船舶航行阻力的动态平衡过程.推导了螺旋桨转速、船舶的航速、螺旋桨的相对进程以及螺旋桨所消耗的功率等各物理量之间的关系,即:当螺旋桨的相对进程一定时,船舶的航速与螺旋桨的转速成正比,螺旋桨消耗的功率与其转速的三次方成正比;而当螺旋桨的转速一定时,随船舶航行阻力系数的增大,船舶的航速将减小,螺旋桨消耗的功率将增大.最后,在上述理论分析的基础上,进一步讨论了螺旋桨的转速发生变化时,船舶的航行经济性问题.     

川江及三峡库区变吃水干散货船的优化论证

川江及三峡库区航道水深季节性变化大,为了充分利用水深条件,船舶多采用变吃水设计,船舶航行时载况的变化会引起主机、螺旋桨的工况发生变化,因而船舶营运经济性的计算有别于常规船舶,对船舶营运经济计算中载货量、航速及经济参数进行分析,实例计算结果令人满意。     

螺旋桨转速与直径对船机桨匹配的影响研究

为了研究螺旋桨转速和直径对船机桨匹配的影响,以某149.8 m近海散货船为研究对象,采用NAVCAD软件进行螺旋桨匹配设计。针对设计过程中存在的实际问题,分析了低转速大直径和高转速小直径螺旋桨对螺旋桨推进效率及船舶的动力性和经济性的影响。结果表明：在柴油机额定转速时,低转速大直径螺旋桨比高转速小直径螺旋桨的敞水效率高,船舶动力性和经济性更好。     

民用船舶螺旋桨重量制造允差探讨

<正>螺旋桨及主机装在船上通过船舶轴系连接成为一个复杂的联动机构。主机为机械能的发生器,螺旋桨为能量的转换器,螺旋桨将主机的旋转能转换为推力能,而船体则为能量的需求者,螺旋桨的推力能消耗于船体阻力做功。因此,船体-螺旋桨-主机之间能量转换及工作状态是相互牵制和相互关联的。理想的船舶螺旋桨设计就是对船舶在特定情况下选择效率最佳的螺旋桨。对于普通船舶,该特定情况指的是满载时以全速或用正常马力航行的情况。船舶在设计状态下航行时,不仅螺旋桨效率最佳,而且船体-螺旋桨-主机间的配合也十分完善。而船舶螺旋桨重量直接与船舶轴系惯性相关联,同时,在尺寸和几何特性形状不变的情况下,     

机桨设计工况的最优选择

船舶航行条件经常变化,使主机和螺旋桨偏离设计的匹配工作点,从而导致机桨技术经济性能下降,在某些情况下,所谓的设计工况徒有虚名。本文分析了上述情况产生的原因,提出了解决这些问题的方法,并试图用最优化理论处理这些问题,从而将主机与螺旋桨匹配点的选择建立在最优化计算的基础上。     

船用螺旋桨及桨后发电机设计可行性研究

[目的]以概念船舶节能装置为研究对象,[方法]在船用螺旋桨后布置尾流发电机,利用螺旋桨的高速尾流推动发电机叶轮旋转,从而带动发电机组,将尾流能回收转化为电能,降低船舶的总体能耗。将螺旋桨及海流发电机视作组合推进器一体设计,采用涡格法分析桨的水动力性能,采用原创的改进叶素动量方法评估桨后处于高度非均匀流场中的发电机的性能。采用遗传算法设计最佳的海流发电机叶片几何,为某实船提供设计方案,并通过CFD方法验证方案的性能。[结果]经与原桨比较,结果显示:在进速系数不变的情况下,组合推进器的推力可提高约4%,但收到功率略有增加;如果调整转速,则组合推进器在推力略有损失的情况下可降低能耗3.43%。[结论]计算分析证明了该节能装置的可行性,可作为降速航行的替代方法。     

中国外运长航

固定桨轴带发电、超节能、更环保船舶轴带无刷双馈交流发电系统船舶轴带无刷双馈交流发电系统是利用船舶主推进发动机的功率储备,在其带动螺旋桨推进船舶航行且转速变化的同时拖动轴带发电机发电,从而实现船舶航行时不使用或少使用     

关于航行方式的设计问题

研究建立一套航行方式程序,并将它应用于船舶综合导航系统或自动航行系统。这不仅扩充了系统的组合功能,而且对于提高船舶航行的自动化程度和保证船舶航行的安全性、经济性都具有使用价值。本文介绍了恒向线及大圆航法程序的设计方法,并在此基础上对数据航行系统和航迹跟踪模式分别作了初步设计和数字模拟计算。     

定距螺旋桨式主轴驱动交流发电机系统

为了产生足够的电力以满足船舶在正常航行中的需要,主轴驱动交流发电机系统(FPP-SGS)利用驱动定距螺旋桨的主机的部分输出功率来发电。FPP-SGS 可以节约大量的燃料和营运费用,其主要优点如下:1)由于电力不是由使用柴油的独立的发电机组产生的,而是由使用燃料油的主机产生的,因此,在正常航行时,大大地节省了燃料费;2)大大地减少发电机组的使用和维修工作;3)简化机舱的操作。FPP-SGS 系统至少需要一台带有离合器的并能与柴油机啮合和脱开的辅助发电机。在正常航行中,单靠 FPP-SGS 就能满足船舶用电的需要,这时辅助柴油发电机作为同步调相机运转,供给无功功率。辅助发电机的驱动装置用离合器脱开,保持待命状态。     

浅析双车可变螺距螺旋桨导流罩的优点

随着造船业的发展,导流罩在双车船上的应用越来越广泛,本文从理论出发,结合工作实际,总结出了双车可变螺距螺旋桨导流罩的优点,该种类型的螺旋桨能够改善螺旋桨来流,提高推进效率,改善船舶的机动性和增加航行及靠泊作业的安全性,并且能够减少螺旋桨被外来物绞缠的几率,还能够增加船舶的保向行,同时降低了噪音。     

浅谈选用螺旋桨时应考虑的主要参数

船舶在水中航行时遭受到阻力,为保持一定的航速,必须供给船舶一定的推力以克服它所受到的阻力,推力是来自船上专门设置的一种设备,此设备称为推进器,推进器运转时必须消耗能量,所消耗的能量由船舶动力装置供给,所以推进器的作用是将船舶动力装置所提供的能量转化成克服水阻力、推船前进的推进功率,推进器的种类很多,有风帆、明轮、喷水推进器、z型推进器、直叶推进器及螺旋桨等。由于螺旋桨构造简单,重量较轻,效率也较高,因而被绝大多数船舶所采用。螺旋桨和船体、主机在船舶航行中构成了一个统一的“联动机”,由主机供给能量,使螺旋桨旋转…     

中速柴油机的电子调速器

柴油机燃料的经济性,螺旋桨效率的最佳性以及船舶操纵性能的有效性等等,均取决于对船舶主机和螺旋桨轴转速的控制精度,而且柴油发电机网络的频率,在负载发生变化时,也取决于调速系统如何很好地保持柴油机转速的稳定.以往用的是机械液压离心式调速器,随着对调速系统要求的提高,导致了电子调速器的发展.     

珠江380客位双体客船电力推进系统的设计

为减小振动和噪声,珠江380客位双体客船采用柴油发电机组作为双体电力推进客船的动力技术。电力推进系统通过变频器实现变频调速,体现出电力推进系统应用在内河客船上的优越性。动力系统包括柴油发电机组、变频器、推进电机。各系统间通过相应的参数配置,使船舶在航行工况下展示出最佳经济性和操纵性。     

容错控制在船舶航行中的应用

在船舶的航行控制系统中,各种复杂通信导航设备变得更加复杂,其稳定性和安全性成为人们研究的重点。而常规的容错控制已被广泛应用在复杂的工控领域,在船舶控制系统中,主要的控制对象即螺旋桨的矢量控制,基于此控制技术的容错系统也应运而生。本文主要介绍船舶螺旋桨的调距控制系统,并针对常见的故障开展容错控制与冗余设计的相关研究。在对船舶运动的建模设计中,应用容错控制算法,并建立仿真环境,验证其控制效果和性能。     

基于遗传算法的船舶推进系统船、机、桨匹配云平台设计

随着海上运输业的蓬勃发展,船舶的航行速度、吨位和功率不断增长,船机桨匹配越来越受到造船业的重视。船机桨之间的完美匹配有利于提高推进系统的功率和航行速度,降低船舶油耗,增加航行时间。本文在分析船舶航行过程中船体阻力特性和螺旋桨推进特性的基础上,设计船机桨匹配设计方案,建立合适的目标函数,并利用遗传算法进行船机桨参数优化计算。实验结果表明,遗传算法计算精度高,收敛速度快。     

基于数值模拟的艉型及适伴流高效桨优化设计

囿于航运市场现状,船东对于高效节能愈发重视,船舶节能减排是目前船舶领域面临的一个非常重要的研究课题。在新造船阶段进行船体线型优化与高效螺旋桨的匹配设计是提高船舶快速性能的有效方法,被广为采用。本文针对船舶艉型与适伴流螺旋桨的一体化匹配设计进行研究分析,并通过母型船与改型船的实船航行结果对比验证优化设计结果。     

船舶轴系异常噪声分析及控制

分析某船舶在低速航行时艉轴的异常噪声,通过故障排除和理论分析的方法研究了轴系异常噪声的根源和产生机理：船舶轴系受多个载荷作用,导致船体、螺旋桨轴和艉轴承产生变形,在艉轴承中心线与螺旋桨轴颈中心线之间形成一个变形角,船舶在低速航行时,轴系变形产生的回旋运动对艉轴承润滑性能的影响以及二者之间的相互耦合是轴系产生振动并产生噪声的根本原因。同时提出船舶在设计、生产及使用过程时避免轴系声响的控制方法。     

Z型双桨全回转船舶螺旋桨缠绕异物的排除

此文介绍全回转船舶在航行中螺旋桨缠绕异物时，巧妙地利用Z型动力装置自身功能，排除螺旋桨缠绕物，提高船舶安全性。     

基于航速保持的舵减摇控制方法

船舶航行受阻力影响引起航速和能量损耗。研究船舶在静水和波浪中的附加阻力,给出船舶航行时的总体航速损失的计算方法。设计带有航速损失约束的自动舵控制系统,依据舵角协同控制方法设计航向和舵减摇滑模控制规律。综合讨论"航向"与"航向+减摇"两种工作情况,包括横摇稳定、航向精度、航速保持、操舵能量消耗。仿真结果表明:该方法可以有效保持航速;从航行经济性的角度,对于同时安装有减摇鳍和自动舵的船舶,不推荐采用舵鳍联合减摇的控制方法。     

国外综合船桥系统研究与发展

综合船桥系统(IBS)是在组合导航系统(INS)基础上发展起来的一种船舶自动航行系统,是船舶自动化的重要组成部分。综合船桥系统的主要使命是实现船舶高度自动化,提高航行的安全性、经济性和有效性。回顾IBS的产生背景,分析其功能结构,阐述IBS的研究现状,探讨IBS的发展前景。