高性能船水动力原理与设计思考题
船舶动力装置原理与设计复习思考题(思考题部分)
有时为保证螺旋桨浸入水中有一定的深度，而主机位置又不能放低，只能使轴线向尾部有一倾斜角，轴线与基线的夹角α，一般限制在0一5°之间。双轴线时除α角外，其与船舶纵中垂面偏角β，一般限制在0-3 °，从而保证轴系有较高的推力，不会因α、β角太大而使推力损失过多。
9.中间轴轴承跨距的确定受哪些因素的影响？（轴的弯曲变形、柔性和应力）
缺点：能量经过两次转换，损失大，传动效率低；增加了发电机和电动机，装置总的重量和尺寸较大，造价和维修费用较贵。
适用的船舶：
1.推进装置的选择应考虑哪些问题？
答：
按船舶用途、种类与要求
按主机总功率的大小
按船舶航区的吃水深度
按推进装置的经济性
在考虑推进装置型式时，要抓住主要矛盾，从全局的经济性出发，权衡利弊，优化方案，采用最佳的推进装置型式。
答：
尾管无前轴承者，则中间轴承尽量靠近尾管前密封；
中间轴承应设在轴系上集中质量处附近，如调距桨轴系的配油箱附近
热源附件避免设中间轴承，如滑油循环舱顶上
每根中间轴一般只设一个中间轴承（极短中间轴不设）。
10.画简图说明螺旋桨轴尾部结构各部分的作用。
轴系的组成：
1. 传动轴：中间轴、推力轴、尾轴或螺旋桨轴
2. 支承轴承：中间轴承、推力轴承及尾管轴承
3. 联轴器：固定联接法兰、可拆联轴节、液压联轴节、弹性联轴节、夹壳联轴节、齿形联轴节、万向联轴节等
4. 轴系附体（用于连接传动轴的联轴器；制动器；隔舱填料函、尾管密封；还有中间轴承、推力轴承、尾管轴承的润滑与冷却管路；接地装置；防腐蚀装置等）
2.主机选型与螺旋桨参数确定需进行那几个阶段？各阶段的主要任务是什么？
答：
a)初步匹配设计：
船舶动力装置原理与设计复习思考题(思考题部分)
• 对于中间轴，若σ b >800N/mm2 时，取 800N/mm2
• 对于螺旋桨轴和尾管轴，若σ b >600 N/mm2 时，取 600 N/mm2 。
mm （轴的孔径大于0.4d时）
dc ——修正后轴的直径；d ——轴的计算直径；d0轴的实际孔径；da轴的实际外径。
5.主机选型与螺旋桨参数确定需进行那几个阶段？各阶段的主要任务是什么？
答：
a)初步匹配设计：
已知：
船舶主尺度、船舶要求的航速Vs、船体的有效功率曲线Pe(V)、螺旋桨的直径D或转速n
确定：
螺旋桨的效率、螺旋桨参数盘面比、 螺距比p/D、螺旋桨的最佳直径、所需主机的功率
b)终结匹配设计：
已知：
主机的功率与转速、船舶的有效功率曲线、传动设备与轴系的传送效率ηs、桨的收到功率 Pd、船身效率ηh等
确定：
船舶所能达到的最高航速、螺旋桨的最佳要素 ( 螺旋桨直径、螺距比及螺旋桨效率)
6.主机选型应考虑哪些问题？
答：
重量与尺寸
功率与转速燃油与滑油
主机的造价、寿命及维修
振动与噪声
柴油机的热效率和燃油消耗率
7.轴系的基本任务是什么？由哪些部件组成？
答：
轴系的基本任务是：连接主机(机组)与螺旋桨,将主机发出的功率传给螺旋桨,同时又将螺旋桨所产生的推力通过推力轴承传给船体,以实现推进船舶的使命。
18.如何进行中间轴、螺旋桨轴的强度校核计算？
答：
19.在轴的强度校核计算中，如何确定许用安全系数？
答：
许用安全系数由以下原则确定：1.轴的负荷情况；2.材料性质及加工、装配质量；3.军用船舶轴系的工作条件较好，为了减轻重量采用较低的安全系数。
船舶动力装置原理与设计复习思考题
船舶动力装置原理与设计复习思考题第1章1)如何理解船舶动力装置的含义？它有哪些部分组成？2)简述船舶动力装置设计的特点。
3)简述船舶动力装置的设计的主要内容。
4)简述柴油机动力装置的特点。
5)船舶动力装置的技术特征包括哪些技术指标？6)画简图说明推进装置功率传递过程，并解释各个效率的含义。
7)如何理解经济航速的含义？8)谈谈你对新型船舶动力装置的认识（喷水推进、电力推进、吊舱推进、表面桨、AIP等）。
第2章1)画简图说明推进装置的组成。
2)推进装置的形式有哪些？有何特点？3)什么是电力传动推进装置？有哪些优缺点？适用于哪些船舶？4)推进装置的选择应考虑哪些问题？5)主机选型与螺旋桨参数确定需进行那几个阶段？各阶段的主要任务是什么？6)主机选型应考虑哪些问题？7)轴系的基本任务是什么？由哪些部件组成？8)船舶推进轴系工作时，所受机械负荷有哪些？9)在传动轴系中，尾轴的工作条件比较恶劣，主要表现在哪些方面？通常发生的故障有哪些？10)轴系设计有哪些具体要求？11)何为轴线？理想轴系是如何确定的？为什么有些船舶的轴线具有倾斜角和偏斜角？12)中间轴轴承跨距的确定受哪些因素的影响？13)画简图说明螺旋桨轴尾部结构各部分的作用。
14)桨与桨轴有哪几种联结方式？15)螺旋桨导流罩的主要作用是什么？16)如何防止轴的腐蚀？17)写出海规轴径计算的基本公式，并给出式中各量的含义。
18)如何进行中间轴、螺旋桨轴的强度校核计算？19)在轴的强度校核计算中，如何确定许用安全系数？20)滑动式中间轴承润滑性能的校核应从哪些方面着手？21)简述滑动式中间轴承和滚动式中间轴承的特点。
22)画简图说明油楔形成原理。
23)选择滑动式推力轴承主要应考虑哪些参数？24)简述隔舱填料函的作用、要求及结构形式。
25)尾管装置的任务是什么？由哪几部分组成？有几种结构形式？26)简述白合金轴承、橡胶轴承、铁梨木轴承和赛龙轴承的特点。
27)何为轴系的合理校中？有哪些计算方法？28)船舶推进轴系的技术状态通常从哪几方面检查？第3章船舶后传动设备1)船舶后传动设备的在推进装置中主要有哪些作用？2)片式摩擦离合器摩擦面的尺寸由哪些因素决定？如何考虑？3)简述多片式离合、倒顺、减速齿轮箱的原理。
武汉理工大学《船舶原理C》思考题
武汉理⼯⼤学《船舶原理C》思考题《船舶原理C 》思考题静⼒学部分1、船舶原理研究内容；船舶静⼒学船舶阻⼒船舶推进船舶操纵性船舶耐波性 2、船舶主尺度定义以及⼏何表达； 1）船长L ：常⽤的船长有三种。
总长L oA ：船⾸最前端⾄船尾最后端平⾏于设计⽔线的最⼤⽔平距离；垂线间长L pp ：⾸、尾垂线之间的⽔平距离；⽔线长L WL ：平⾏于设计⽔线⾯的任⼀⽔线与船体型表⾯⾸尾端交点的⽔平距离。
2）型宽B ：指船体两侧型表⾯之间垂直于中线⾯的最⼤⽔平距离，⼀般为船长中央处的宽度。
在设计⽔线处的宽度称为设计⽔线宽。
3）型深D ：在甲板边线最低点量到龙⾻线的垂直⾼度。
4）型吃⽔T ：由龙⾻线量到设计⽔线的垂直⾼度。
5）⼲舷F ：在中横剖⾯处，沿船侧由设计⽔线量到甲板边板顶⾯的垂直距离。
F=D-T+甲板边板厚度3、船型系2船型数定义及⼏何意义；船型系数是表⽰船体⽔下部分形状与肥瘦程度的⽆因次系数。
1）⽔线⾯系数C w ：与基平⾯平⾏的任⼀⽔线⾯⾯积A w 与由船长L 、型宽B 所构成的长⽅形⾯积之⽐。
2）中剖⾯系数C m ：指中横剖⾯在⽔线以下的⾯积A m 与由型宽B 、吃⽔T 所构成的长⽅形⾯积之⽐。
3）⽅形系数C b ：船体⽔线以下的排⽔体积?与由船长L 、型宽B 、吃⽔T 构成的长⽅体体积之⽐。
4）纵向棱形系数C p ：⼜称纵向棱形系数，是船体⽔线以下的型排⽔体积?与由相对应的中横剖⾯⾯积A m 、船长L 构成的棱柱体体积之⽐。
Cp=▽/（A m *L ）=▽/（C m *B*T*L ）=C b /C mW w A C L B =mm AC B d=?B VC LBd=P m V C A L =VP W VC A T=?5）垂向棱形系数C vp：船体⽔线⼀下的型排⽔体积?与由相对应的⽔线⾯积A w、吃⽔T所构成的棱柱体体积之⽐。
C vp=▽/（A w*T）=▽/（C wp*L*B*T）=C b/C wp4、浮态的分类与标志；1）正浮状态：船舶的基平⾯与⽔平⾯（以WL⽔线表⽰）平⾏，只⽤吃⽔T表⽰。
《高性能船舶》复习资料
《高性能船设计》复习题（Smile版）1、根据你所学的知识，列出10种不同类型的高性能船，并且说明每种类型船舶重量的支撑形式。
答：①排水型：半滑行艇、小水线面双体船、穿浪双体船、三体船、多体船；②空气静力支持：全垫升气垫船、侧壁气垫船；③水动力支持：滑行艇、水翼艇；④空气动力支持：地效翼船（冲翼艇、气翼艇）。
2、为什么高速排水型船舶在傅汝德数5.0=rF左右，其剩余阻力系数达到最大值？P16答：剩余阻力包括兴波阻力和粘压阻力，而对于高速排水型船舶来说兴波阻力较强。
兴波阻力与傅汝德数密切相关，即当Fr很小时船舶兴波很小，因此兴波阻力也会很小。
随着航速Fr的提高，船舶兴波现象越来越明显，通常在Fr=0.5左右兴波现象最为强烈，兴波阻力系数呈现最大值，故其剩余阻力系数达到最大值。
3、叙述确定滑行艇舭部斜升角应考虑的因素。
P219答：主要考虑耐波性和操纵性等方面的要求，特别是为了减小在波浪中能够严重的拍击现象。
①从阻力性能看，试验结果表明，横向斜升角β的增大会引起横向流动增大，并产生严重飞溅使底部的压力损耗增大，因而流体的动力作用减小，升力系数下降从而导致单位排水量的阻力增大。
所以从滑行效率的角度来看，β越小越好；②若艏部的斜升角过小，在波浪中航行时，将引起严重拍击。
因而增大首部的剖面斜升角，可以有利于缓和严重的拍击。
③由于尾部在波浪中拍击要较首部小得多，所以主要着眼于阻力性能，可取更小的斜升角。
④同时应该注意到，保持一定的升斜角，可以使中纵剖面面积不至过小，这有利于满足操纵性的要求。
⑤从斜升角β延板长方向变化的影响来看，在不同的相对速度Fr▽情况下，横向斜升角β变化造成滑行面的扭曲对流体动力性能的影响是不同的。
一般来说，滑行面扭曲越大，则水流的扭转也越严重，能量损耗越大，导致阻力增加越大。
4、为什么说水翼船不适合于大型化P264答：水翼所能提供的浮力与长度成平方关系，但是船的重量却与长度成立方的关系。
本科船舶原理思考题(答案)
答：A、设计纵倾能使船舶采用较大直径D的螺旋桨；（1分）
B、理想推进器的效率 ＝ （2分）
＝ （1分）
D↑→A0↑→ ↓→ ↑。（2分）
6、在避免或延缓空泡发生的措施中，增加螺旋桨的盘面比可减小减压系数，而降低螺旋桨的转速可增大空泡数。
7、螺旋桨产生空泡现象的条件为 ，其中： 称为减压系数， 称为空泡数。
8、目前世界上比较著名的螺旋桨系列有荷兰的B型、日本的AU型和英国的高恩型等，各系列均有一定的系列代号，如“B4－70”，其中：“4”指螺旋桨的桨叶数为4，“70”指螺旋桨的盘面比为0.70。
A、伴流速度B、进速
C、诱导速度D、来流速度
（A）3、引起船舶受到摩擦阻力作用的根本原因是：
A、水的粘性B、波浪的大小
C、水下船体形状D、船速
（C）4、螺旋桨旋转一周轴向前进的距离称为：
A、螺距B、滑脱
C、进程D、拱度
1、形似船、母型船和“标准船型”的含义分别什么？
答：A、形似船：仅大小不同，而形状完全相似（即几何相似）的船舶之间的统称。如实船（s）和它的船模（m）即为形似船。
2、实船湿面积 。
3、实船航速 。
4、实船总阻力 （用傅汝德法）：
1）计算雷诺数
取标准水温 ，假定实船航行水域为淡水。
2）计算摩擦阻力
A、实船
B、船模
3）计算剩余阻力
A、船模
B、实船
4）实船总总船体阻力
5、实船有效功率
2、某内河单桨船，航速V＝7.5 m/s，阻力R＝17992.8 N，螺旋桨直径D＝1.0 m，转速n＝10 m/s，测得船后桨消耗的转矩QB＝2998.8N m，该桨敞水性征曲线为KT=0.5－0.5J；KQ=0.06－0.05J。若相对旋转效率 ，水密度 ＝1000kg/m3，试求：
动力装置原理复习思考题
双机单桨电传动，定距螺旋桨，主机不反转 各类船舶与柴油机推进装置的适配要点： 1. 大型货船，包括散货船、油船、集装箱船 主要考虑：安全可靠、运行经济性高，故选配方案： 基本型：低速柴油机直接连接传动定距桨（LDF） ； 变化型： 对某些中型船舶如要求有较高的操纵性 （如需进出较狭水道者） ， 则可改用调距桨（LDC） 2. 中小型船，特别是中小型集装箱船 主要考虑：除安全可靠、运行经济性高，主要考虑主机的高度，以及船上能 够运载更多的集装箱。故选配方案： „ 基本型： 中速柴油机经减速齿轮箱传动调距桨 （MGC/PTO） （并轴带发电机） 。 变化型：基本型不带轴带发电机（MGC） 3. 客船、车客渡船、调查船、火车渡船等船舶 主要考虑操纵性及安全性，基本上设置双桨，并因机舱的高度的限制，主要 采用中速机
输出区内除最大输出点以外的任何输出称为减额输出； 含义： 把最高燃烧压力维持在标定功率时的最高燃烧压力， 降低标定功率时的有效 压力，使二者比值增大，来实现比标定功率时低的燃油消耗率。 ？对同一缸径及行程的柴油机， 在改变匹配的增压器通道截面、 改变气缸压缩容积 （用改变活塞杆下部垫片厚度的方法） ，并用一种可变定时的喷油泵，使其在某一负荷 范围内保持其最大燃烧压力不变，以形成一个 喷油泵，使其在某一负荷范围内保持其 最大燃烧压力不变， 以形成一个降低燃油消耗率的功率及转速的输出范围。 这个范围就 是同一缸径和行程柴油机的减额输出区，也称之为设计配置区？ 8、详述主机选型的步骤
燃气轮机动力装 置
助启动机械启动； （3）叶片材料 （2）启动加速性能好； （3）重 昂贵， 工作可靠性较差， 寿命短； 量轻， 体积小； （4） 独立性较强， （4） 进排气管道尺寸大， 舱内布 生命力好； （5）振动小，噪声小 置困难
本科船舶原理思考题(答案)
例1：已知螺旋桨型式为B4－55，直径D ＝2.6米，转速N ＝200r/min ，进速12.65Akn V=，要求发出98100N 推力，如轴系效率为0.97，试求该螺旋桨所需之螺距比及主机功率。
解：1）预备计算2003.3360n ==(r/s) 0.514412.65 6.507AV=⨯=(m/s)22410003.33n Dρ=⨯⨯4=506736.12(N)2.62）计算J 和TK6.5070.7523.33 2.6AJ nDV===⨯24981000.194506736.12T TK nDρ===3）按算出的J 和TK值查B4－55性征曲线图得1.07PD= 0.035QK=4）求螺旋桨收到功率2DnQ P π=22550.0351********.987()3.33 2.6Q Q N m nK Dρ==⨯⨯⨯=⋅2 3.1446112.987 3.33964.333()DkW P=⨯⨯⨯=5）求主机功率 946.333994.158()0.97D S SkW PP η===例2：已知某单桨船，航速V ＝14.85kn ，有效功率660.1848EkW P=，螺旋桨直径D＝2.6m ，转速N ＝200 r/min ，推力减额分数t=0.118，伴流分数0.15ω=，相对旋转效率R1.0η＝，传送效率S0.95η＝，求B4－55系列的螺旋桨所需主机功率。
解： 1）计算J 和TKV 14.850.51447.64(/)m s ⨯＝＝(1)7.64(10.15) 6.50AV Vω=-=-=(m/s)660184.886411.623()7.64ER N VP===86411.62397972.362()(1)(10.118)1P R T N t Z ===--⨯224497972.3620.1931000200() 2.660TTKnDρ===⨯⨯6.500.75200() 2.660A J nD V ===⨯2）由J 和TK值查图谱得1.07PD= 0.035QK=0.66η=3）求主机功率22550.035100046.205()200() 2.660Q kN m QnK Dρ==⨯=⋅⨯⨯46.20546.205()1.0BRkN m QQη===⋅ 20022 3.1446.205967.225()60DB Bn kW Q P π==⨯⨯⨯= 967.2251018.132()0.95DB S SkW PP η===一、判断1、当船模和实船的雷诺数相等时，它们的单位排水量的摩擦阻力相等。
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“高性能船水动力原理与设计”思考题
2011年度
1.何谓高性能船，其特点是什么？
2.高性能船的种类有哪些，其中哪些是排水型船？哪些是水动力支撑？哪些是空气动力支撑？
3.船型和兴波阻力的关系？
4.线性兴波阻力理论在船型设计中的作用？
5.船型的概念，船型包含那些内容？
6.随体积傅氏数变化，船舶的航态如何变化，如何划分三种典型航态？
7.影响耐波性的船型参数有哪些？（图2-4）
1）贝尔的耐波性品级指标中影响耐波性的船型参数有哪些？
2）莫尔在研究船型与耐波性的关系中，影响纵向运动的船型参数有哪些？
8.常用高速方艉圆舭排水型船阻力计算方法有哪些？图谱方法有哪些？
9.单体圆舭高速船的船型特点？
10.方艉船型的水动力特点？
11.方艉船型的特征参数（b/B,β）及其对水动力性能的影响？
12.为什么深V船型的耐波性好？
13.单体深V高速船的船型特点？
14.试比较深V船型与常规圆舭船型的水动力特点？
15.画出典型圆舭和深v船型横剖面图。
16.SSB的作用？
17.据试验结果，书（P34~37)分析不同参数的SSB首对阻力和耐波性的影响。
18.高速双体船的船型特征及其优缺点？
19.高速双体船的阻力特性，分析两片体间干扰阻力产生原因？
20.临界速度和无效干扰速度概念，画出典型普通高速双体船的兴波阻力曲线并分析其特点？
21.分析修长度系数及片体间距对双体船阻力影响？
22.如何估算双体船阻力？有哪些方法？
23.试分析双体船航行升沉与纵倾变化的特点,设计中如何计及其影响?
24.为什么双体船会发生螺旋运动?
25.小水线面双体船的船型特点？
26.小水线面船优缺点?
27.SW ATH的性能特点？
28.SW ATH的快速性特点,单支柱SW ATH兴波阻力公式中包含那些部分?双支柱呢?
29.为什么称小水线面双体船是全天候船舶,试分析其耐波性能?
30.为什么小水线面双体船纵向运动预报要考虑粘性影响?
31.为么小水线面船通常纵向运动不稳定?如何改进?
32．鳍的作用及其对耐波性影响？
33．WPC的船型特点，画出典型WPC横剖面形状？
34．如何选择WPC的横剖面形状？尾端形状及首端形状？
35．影响WPC性能的主要船型参数有哪些？并分析之。
36. WPC的快速性和耐波性特点？
37．比较WPC和WPM（中央船体带SSB）的阻力和运动性能.?
38．高速三体船的船型特点？
39. 瘦长船舶概念，写出单体，双体，三体密切尔积分阻力计算公式,理解其物理含义.
40．滑行艇的艇型特点？画出常见的滑行艇剖面形状。
41．影响滑行艇性能的主要尺度及船型参数有哪些?
42. 为什么宽度和重心纵向位置是影响性能的重要参数？
43 滑行艇的横稳性特点？
44. 滑行艇的纵向运动稳定性特点、MUNK力矩概念?海豚运动概念, 试分析其产生原理及其影响因素。
45改善滑行艇性能措施有哪些？
46为什么滑行艇不能向大型化发展？
47分析滑行艇的滑行原理？
48 滑行艇的动负荷系数与静负荷系数概念?
49系列62滑行艇阻力图谱表达?
50. 主动失速和被动失速概念?。