浮心縱向坐標

浮心縱向坐標

浮心縱向坐標(longitudinal center of buoyancy,LCB)亦稱“浮心縱向位置”,是船舶設計中的重要參數。就阻力來說,LCB的最佳位置在很大程度上取決於船舶航行時的速長比。LCB位置對推進效率也有影響,通常在其他係數已定的情況下,若吧LCB前移,伴流推力減額都將降低,但對伴流的影響較大。

基本介紹

  • 中文名:浮心縱向坐標
  • 外文名:longitudinal center of buoyancy
  • 別稱:浮心縱向位置
  • 英文縮寫:LCB
  • 一級學科:船舶工程
  • 二級學科:船舶總體
浮心縱向位置對船舶設計的影響,浮心縱向位置對阻力的影響,浮心縱向位置對推進效率的影響,浮心縱向位置對縱傾的影響,浮心縱向位置的確定,根據阻力觀點選取浮心縱向位置,根據縱傾調整及其它要求選取,

浮心縱向位置對船舶設計的影響

浮心縱向位置對阻力的影響

有較多的理由浮心縱向位置是船舶設計中的重要參數。就阻力來說,LCB的最佳位置在很大程度上取決於船舶航行時的速長比。在高
值時,主要是保持較瘦的艏部以延遲興波阻力的發生,同時艉部也不能太肥,以免形狀阻力增加。因此結果是所有低方形係數船舶其LCB都在舯後。在低
值時,艉部仍應保持適當的瘦削,以免阻力的急劇增加,但艏部可以較胖,因為在該速長比下興波阻力占總阻力的百分比較小。因此結果是艉部較瘦而艏部較肥,LCB在舯前。這些趨勢充分反應在系列60的母型中。當方形係數在0.60~0.80範圍時,其後體棱形係數為0.646~0.750,但相應的前體棱形係數達0.581~0.861。假如以每噸排水量的阻力來表示其影響,則在低速長比時豐滿船有較大好處,如
增大,則瘦削船較為有利。

浮心縱向位置對推進效率的影響

LCB位置對推進效率也有影響,通常在其他係數已定的情況下,若把LCB前移,伴流及推力減額都將降低,但對伴流的影響較大。因此LCB前移將使阻力及推進效率同時降低,而最後導致軸馬力的增加。所以就流體力學上說,LCB的位置最終歸結於所要求的收到馬力,而不單是阻力,雖然後者是前者的主要組成部分。

浮心縱向位置對縱傾的影響

船舶的其他一些性能也是與LCB位置有關的,如船在波浪中航行時的運動及失速。在船舶設計中,LCB位置除了從節省功率及較好的適航性之外也還取決於其他的考慮。主要是在各種裝載情況下能調整縱傾,特別是油輪和其他散裝貨輪。乾貨船及客船的艉機型傾向常引起縱傾問題,同時因艉部形狀為機器尺度所要求的容積所制約,亦影響到LCB位置。

浮心縱向位置的確定

根據阻力觀點選取浮心縱向位置

根據設計船FN的大小可知其阻力成分的大致範圍。從阻力觀點出發,低速船的LCB宜取船中前,隨速度的增加,LCB宜後移,理論上最佳的LCB(下文以XB表示)值應為FN的函式。圖1為最佳XB的範圍,供設計時參考。
圖1圖1
長江船最佳XB與FN的關係如圖2所示。當FN>0.2528,其最佳XB和雙槳沿海船的愛爾曲線接近;當FN<0.25,長江船最佳XB較愛爾曲線偏後。圖示曲線代表與高速船配合的小CB長江船最佳XB,對速度較低的大CB船,其最佳XB較圖示虛線偏前。
內河船XB選取也可套用下式:
沿海船的最低阻力時XB
的關係為
式中;XB——最佳浮心縱向位置,%L。

根據縱傾調整及其它要求選取

縱傾調整的目的是保證船舶在各種載況下有適宜的浮態。因為浮心縱向位置在小範圍內移動對阻力影響甚微,所以在設計實踐中,常根據縱傾調整或型線等其他方面的要求來移動XB
圖2圖2
例如,我國的內河拖輪上層建築發達,集於船中前,為調整縱傾常將浮心取於前部。同時,拖輪要求有良好的拖曳效率及操縱性,為保證螺旋槳及舵獲得穩定和充足的水流,後體型線必須纖瘦及尾部縱剖線平順,可將XB前移。但是,根據阻力觀點,當拖輪的速長比在1.1~1.4範圍時,XB在船中後2.0~2.5%L為佳,與前者要求有矛盾,所以,當
在1.1~1.4時,XB取在船中後1.0%L。
我國港作拖輪的XB均在船中後1.0%~2.0%L之間;內河小拖輪為滿足布置及縱傾要求,浮心縱向位置一般控制在船中部或稍後即可。
內河淺水船舶採用隧道線型較多,故後體排水體積損失嚴重,XB不得取太后,否則難以設計型線,螺旋槳和舵也得不到足夠穩定的水流,倒車性能較差。

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