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船舶的快速性

船舶在主机输出功率一定的条件下,尽量提高船速的能力叫船舶快速性(speed ability)。快速性包含节能和速度两层意义,所以提高船舶快速性也应从这两方面入手,即尽量提高推进器的推力和减小船舶航行的阻力。
      船舶阻力包括水阻力和空气阻力。由于水的密度比空气大800多倍,所以船舶在海上航行时,主要考虑船体水阻力。船体水阻力分为摩擦阻力、涡流阻力(形状阻力)和兴波阻力三个部分,它们的总和就是船体的总的水阻力:
1、摩擦阻力是由水粘性引起,船在水中运动时,总有一层水粘附在船体表面,并跟着船体一起运动。船舶运动带动水分子运动所消耗的能量,即为船舶克服摩擦阻力所消耗的能量。摩擦阻力的大小与船体浸水表面积、船体表面滑度、航速高低有关。因此,船舶定期进坞清除污底, 是减少摩擦阻力的重要措施。
2、船体运动时除产生摩擦阻力之外,还同时产生涡流阻力,当船体向前运动时,产生一相对水流,由于水具有粘性,靠近船体表面处的相对水流速度就小,到达船尾时,断面扩大,流速很快下降,可达到零或者倒流,就造成船尾部的涡流运动,使船尾压力下降,对船舶就形成一个压力差阻力,就叫涡流阻力,或叫形状阻力。在船体弯曲度较大部分就容易产生涡流,尾部横剖面作急剧收缩的船舶所引起的涡流阻力较为严重,而流线型船体就不产生涡流阻力或只产生极小的涡流阻力。因此,改善水下船体的线型,对船舶快速性影响很大。
3、兴波阻力是由于船舶航行中掀起的船行波,产生与船舶前进方向相反的阻力。船行波分船首波和船尾波,在船行波传播中,如果船首波与船尾波在船尾处互相迭加,兴波阻力就大;如果船首波和船尾波在船尾处互相抵消,兴波阻力就小。所以兴波阻力的大小主要与航速和船长有关。航速越快,兴波阻力越大,在一定的设计航速下,适当选择船长,可以减少兴波阻力。远洋船多采用球鼻船首型,就是为了调整船长,以达到减少兴波阻力的目的。
       至于提高推进器推力,由于目前海船的推进器主要是采用螺旋桨,在主机输出功率和转速一定的条件下,正确设计或选择螺旋桨的几何形状,对产生推力大小有很大关系。因此营运中的船舶可采取下列措施来增大推力:尽量使用可调螺距的螺旋桨,并适当地选择螺旋桨的螺距;调整合适的吃水和吃水差;航行中保持螺旋桨在水下有足够的深度等。

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