| 单词 | 桨舵组合体水动力性能 |
| 释义 | 【桨舵组合体水动力性能】 拼译：hydrodynamic performance of the propeller-rudder combination 随着船舶推进性能及操纵性能研究的不断深入和扩展，必然要涉及螺旋桨和舵的相互干扰。由于桨舵干扰试验和理论研究比较复杂，因此在以往船舶工程设计和船舶理论研究中，只能将桨和舵分开研究，即分别利用已发表过的大量系列试验图谱，或用理论计算方法对其水动力性能进行预报，然后用很粗糙的方法计入螺旋桨尾流对舵水动力性能的影响。实际上，计入桨舵相互干扰影响因素后，对于桨舵水动力性能的影响是比较显著的。为此，应将螺旋桨和舵视为一个组合体来研究其水动力性能，这样能更加完善船舶推进性能和操纵性能的研究。 桨舵组合体水动力性能研究，包括试验研究和理论研究两部分。桨舵组合体的试验研究多为局部的或围绕某一个专题开展的试验研究，而系统的试验研究比较少，这些试验研究多数侧重于桨后舵水动力性能的试验。采用的试验手段各不相同，如拖曳水池，循环水槽，风筒和空泡水筒，试验结果均用无因次系数表述。桨后舵水动力性能系统的试验，具有代表性的有：其一为前苏联克雷洛夫科学研究总院，于1953年在拖曳水池中进行的桨后舵系列试验。螺旋桨为三叶桨，没有给出螺旋桨的型式，盘面比为0．48，螺距比为1．036，舵剖面型式多数为茹可夫斯基翼型，舵展弦比变化范围为0．5～2．0，厚度比为0．10～0．25，螺旋桨负荷系数为0．06～2．4。通过系列试验给出了桨后舵水动力性能随着舵角、展弦比、螺旋桨负荷系数、厚度比、桨舵间距，桨舵中心线偏离量等变化规律。其二是日本冈田正次郎1958年在循环水槽中进行的桨后舵水动力性能的系列试验。螺旋桨为B4－40，螺距比为0．8和1．0两种，舵的剖面为NACA翼型，厚度比0．18，展弦比1．67。其它参数变化范围：舵角0°～40°进速系数J=0．4～1．0，桨舵间距比X／R=0．6～1．5，舵偏离螺旋桨轴线的偏离量h／D=2．0，1．5，1．0，0．75，0．5(h：舵高)。通过系列试验给出了上述各参数变化对于浆后舵水动力性能影响的变化规律。其三是前苏联高夫曼于1971年在风筒中进行的桨后舵系列试验。螺旋桨和导管螺旋桨没有给出具体型式。舵为平板舵。高夫曼除了分析舵角、桨舵间距、螺旋桨负荷系数等参数对于桨后舵水动力性能影响外，还给出了船在曲线运动中偏航角变化对于桨后舵水动力性能的影响。高夫曼系列试验最突出的特点是，分析了桨后舵的流动状态随着螺旋桨和导管螺旋桨负荷系数的变化的影响，进而分析了处子螺旋桨尾流区内的舵与尾流区外的舵之间的相互影响。中国702所黄平涛等在空泡筒中进行了桨舵组合体试验研究，螺旋桨为导管中的Ka系列桨，舵为倒车舵即为菱形舵。试验结果表明，舵对螺旋桨效率的提高，是随螺旋桨负荷的减少而增加，螺旋桨在轻负荷情况下，有舵角与零舵角时，舵对螺旋桨效率的影响很接近。武汉水运工程学院在循环水槽中开展了桨舵组合体的试验研究，螺旋桨为B4－55，舵为NACA流线型舵，给出了桨舵参数的变化对于桨舵组合体水动力性能影响的变化规律。桨舵组合体理论计算可分为两类，其一为定常理论，其二为非定常理论。开展桨舵组合体理论计算本应用非定常理论方法，但由于问题复杂，计算工作量大，故目前多数均采用定常理论的方法。1959年日本冈田正次郎螺旋桨和舵均用升力线理论进行桨后舵的水动力性能计算，随后高木又男计入偏航角的影响对桨后舵法向力进行理论计算，并与试验结果相比较，发现计算结果偏低。日本的山崎隆介、中武一明、森山文雄等自1968年以来长期开展了桨舵组合体水动力性能的理论计算，螺旋桨用升力面理论，舵采用厚翼升力面理论，用奇点分布采用离散化数值计算方法，舵的摩擦阻力用边界层理论进行计算，同时还计算了舵剖面上的压力分布。所开展的桨舵组合体和桨后舵水动力性能计算结果与试验结果比较，得到了满意的结果。1965年德国Isay桨舵均采用简化升力面理论，即Weissinger物理模型，不计厚度影响，给出了桨舵组合体水动力性能理论计算公式，但没有给出计算结果。1970年S．Tsakonas等人螺旋桨用非定常升力面理论，不计桨叶厚度，舵为平板舵，进行了非定常桨舵干扰的理论计算，给出了桨舵干扰影响交叉核函数的计算公式。随后1975年S．Tsakonas又计入桨舵厚度和负荷系数的影响，给出了计算结果。中国702所董世汤、朱自理用时域内谐调分析的方法进行非定常桨舵组合体水动力性能计算，用零阶计算结果与试验结果进行比较。武汉水运工程学院自1983年以来开展定常的桨舵组合体及桨后舵水动力性能理论计算工作，1992年又进行非定常桨舵组合体水动力性能理论计算，把时域内的问题转化到频域中去，用谐调分析方法进行计算，减少了计算工作量，提高了计算精度。中国关于桨舵组合体水动力性能理论和试验研究工作，自80年代才开始起步。目前国外在现有研究的基础上，已开始着手研究船体、螺旋桨、舵三为一体的水动力性能理论工作，这样很可能用理论计算方法代替船模自航试验，进而预报实船的推进性能和操纵性能。另外还开展了桨舵干扰非定常的试验研究工作。【参考文献】：1 冈田正次郎．造船协会论文集，昭和034年1月第104号2 Isay W H．Schiff-stechnick．1965年Bd12 Heft 623 Tsakonas S．Jacubs W R，Ali W R．Journal of ship research，1970，44 Гофмaн．А．Д．Теорпя ц paслет поpовотыцостц суgов внyтeннeзо пяaвaнпя．ыeнцнзраg Cygoстpoeнцe，19715 中武一明，古贺隆典，山崎隆介．西部造船会会报，1981，616 Wang．D X，Han J R，Tan T S．Conference on computer technigue and advance scientific instrumentation in ship hydrodynamics．BulGARIAN，19847 董世汤，朱自理．舰船性能研究，1986，18 Xu L，Wang D X．Proceedings of the 2ND international symposium on propeller and cavitation．HANGZHOU CHINA，19929 王德恂．桨舵干拢理论及计算方法．北京：人民交通出版社，1992(武汉交通科技大学王德恂教授撰) |
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