文档介绍：船模阻力试验指导书
一、试验目的
船模阻力试验的目的可归结为:
通过船模试验,确定实船的阻力和有效功率;分析比较船型的优劣;提供设计应用的优良船型资料及
估计阻力的图表或公式等。
《船舶阻力》课程教学试验的要求是:
1. 使学生对船模阻力试验的过程有一个全面的了解,并加深对课程有关内容的理解;
2. 要求掌握实船阻力的换算方法:
3. 写出试验报告,以培养学生进行科学试验研究的能力。
二、船模阻力试验的准备
船模在拖曳水池中进行阻力试验,必须进行一系列试验准备工作:
1. 制作模型:船模的线型要与实船保持几何相似,并要求表面光洁,加工误差在一定范围之内。
2. 激流:一般应用的激流方法是在离船模首垂线后 L/20 处装设直径为 1 毫米的激流丝。
3. 称重:按模型缩尺比的要求计算船模的排水量,并进行称重量、加压载,以满足试验所要求的排
水量和吃水。
4. 安装:船模安装到拖车上,应使其纵中剖面与前进方向一致,拖力作用线应位于纵中剖面内其作
用点在水线面附近的位置上并保持水平。试验过程中的进退、纵摇和升沉运动应不受限制。
完成上述试验准备工作后,即可进行拖曳试验。
三、阻力试验的测量数据
船模阻力试验要求测量记录以下四个物理量:
在每一个速度 vm 时记录或测量对应的船模阻力 Rtm 。如要求测量航行纵倾角ψ和船模重心处的上升下
沉量 Z m 时,应与阻力测量同时进行。一般情况下:由阻力仪测定船模阻力;由测速装置测定船模速度;
由纵倾仪测定航行纵倾和船模垂向运动位移。
1. 阻力仪原理:
图 1 表示船模与摆秤式阻力仪的连接情况。由固定连接在一起的 A、B、C 三轮子所组成的摆秤可以
绕 O 轴转动,拖曳船模的钢丝通过导轮 E 与 A 轮相连接; B 轮上挂有砝码盘。
船模被拖曳过程中所受阻力的主要部分由砝码盘所平衡;其余小量部分可由 A 轮下方的摆锤 p 的偏移
所平衡。而摆锤偏移的大小可以由连接 C 轮和 F 轮的钢丝下端所装的记录笔在记录筒上记下摆秤的偏移角
度θ求得。
设船模在速度 vm 时的总阻力为 Rtm ;砝码盘Ⅱ及砝码的总重量为W ,摆锤重量为 p ; ra,rb,rc 分
别为 A、B、C 轮的半径,l p 为摆锤 p 的中心至轮轴中心O 的距离,受力情况如图 2 所示。根据力矩平衡
原理得:
W × rb ± pl p sin θ= Rtm × ra
(1)
rb l p
Rtm = W ± p sin θ
ra ra
式中,正负号视摆秤的方向而定, rb / ra 。为已知的交大水池仪为: rb / ra = 1/ 2 ,故有:
1 l p
Rtm = W ± p sin θ(2)
2 ra
式中,第二项,即摆秤拉力可以通过静校直接用摆针偏离零点的距离给出,对于交大水池,采用 No1
摆锤时,经校验,阻力仪指针偏离 1 厘米,相当于摆秤拉力为 12 克,又由于 ra = 3rc ,所以反映在记录筒
所记录得的阻力偏移与阻力零线的距离,每相差 1 厘米相当于拉力为 36 克。
应该注意,由于试验过程中速度等稍有变动等原因,阻力偏移值的记录通常表现为摆动曲线。所以在