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船舶推进设计 第一章 概 述 船在水面或水中航行时遭受阻力，其大小与船的尺度、形状及航行速度有关。为了 使船舶能保持一定的速度向前航行，必须供给船舶一定的推力 （或拉力），以克服其所 受的阻力。作用在船上的推力是依靠能源来产生的 （例如：人力、风力以及各种形式的 发动机）。但是仅有能源还不能直接产生推力，故在船上还需要设有专门的装置或机构， 把 出的功率转换为推船前进的功率，这种专门的装置或机构统称为推 进 、橹、帆以及明轮、螺旋桨等。船舶快速性是船舶的重要性能之 一。所谓快速性，是指船舶在给定主机功率情况下，在一定装载时于水中航行的快慢问 题。快速性不论对民船或军舰都是很重要的问题。在船舶设计中要满足用船部门对快速 性的要求，应当从下述四个方面来考虑： !船舶于航行时所遭受的阻力要小，即所谓优良线型的选择问题； 选择推力足够，且效率高的推进器； #选取合适的主机； $推进器与船体和主机之间协调一致。 本课程主要研究：推进器在水中运动时产生推力的基本原理以及它的性能好坏 （效率 高低）等问题，然后解决如何根据生产实际的要求设计出一个性能优良的推进器问题。 第一节 船舶推进器发展简史 人类开始使用船舶即须同时解决船舶的推进问题。在我国古籍文献中专门记载推进 器的文字虽不多，但从船舶或航运的发展情况也可略见船舶推进发展之一斑。 在远古时代，我国已使用舟楫。在夏禹时代 （公元前!!# $ ! %’ 年）已有 “维 牵”、“帆”、“樯”等推进工具。船在浅水中用篙撑持前进；深水中则须用桨或橹，沿岸 航行可用拉牵；进一步作篷帆以利用风力，既省人工，且能推进船舶的尺度，航行距离 也大为增长。以上所述各种推进方法经长期发展沿用至今，其中摇橹为我国所专有，帆 船防横漂的披水板也系我国最早采用，以后才传至欧洲。 我国帆船航行海外的历史悠久，纪元前即来往于南洋一带。据阿拉伯史家记载：在 世纪，中国帆船常远航至幼发拉底河畔的希拉城下，在 、 世纪远航至红海口的亚 ! # 丁。明朝初年 （ 世纪初），我国航海家郑和曾率船队七下西洋 （即今南洋一带），远 $! 达非洲。在 $ 世纪，我国帆船常远航至美洲西岸。 在历代史传中，有不少关于用桨轮来推进船舶的记载。各，书中虽描述桨轮船航速 之飞快，但无具体数据，对于推进器机构的叙述也极其简略，有待进一步考证。在汽船 输入我国之前，此类桨乾船多系供军用。图% $ $ 为明朝王圻所著 《三才图会》中的 轮船简图。鸦片战争时，我国曾有明轮军舰参加吴淞战役，此时也有用脚踏机构转动船 尾明轮的快班客船来往于上海、苏州之间。 图% $ $ 《三才图会》中的轮船简图 其他各国关于用人力及风力推进船舶方法的演讲过程与我国约略相似。纪元前几千 年，埃及、亚述，腓尼基和巴比伦就已造过装桨的船只，并用奴隶的体力来划桨。当时 长期在海上航行的大型船只，用大量的桨 （ 副）成排地装在舷侧，最大速度曾 !’ ( $’’ 达) ( *+ 。 由于船舶尺度和航行距离的不断增长，便出现了桨和帆兼用的船舶，这样可以缩减 划桨人员，在经济上更为有利。在军舰和商船上，兼用帆 桨作为推进器延续了很长时 期，至 世纪才进入纯粹用帆来推进的军舰和商船时代。 世纪中叶帆船设计有很大 $, $ 的发展，快速帆船在顺风条件下，航速可高达 $! ( -’*+ 。但自船上开始应用蒸汽动力 以后，风帆逐渐被其他形式的推进器所代替。 在蒸汽机发明以前，即已有人研究喷水推进器，并试图用以推进船舶，但由于此类 推进器效率过低，经济性差，并未获得圆满效果，所以没有得到广泛的应用。 自蒸汽机发明以后，有许多人致力于船舶使用蒸汽动力的研究，其问题则为使用何 种