舰艇静力学与快速性：海军部系数法

海军部系数法是一种阻力近似估算法，也是较常用的方法，其估算精度取决于设计船和母型船在船型、主尺度、弗劳德数、雷诺数等方面的接近程度。

1.海军部系数法假设

（1）当设计船与母型船的船型、弗劳德数相近时，可近似认为两船的剩余阻力系数Cr相等；

（2）当设计船与母型船的船型、主尺度和雷诺数相近时，可近似认为两船的摩擦阻力系数Cf相等；

（3）当设计船与母型船的船型、主尺度相近时，可近似认为两船的湿表面积S与排水量Δ的2/3次方成比例。

由此，设计船的裸船体阻力可表示为：

式中　vs——船舶航速。

有效功率表示为

式中　Δ——排水量（t）；

vs——航速（kn）；

Pe——有效功率，马力，1马力=735 W。

2.海军部系数计算

定义海军部系数为

则对应有效功率的海军部系数为

Ce仅反映了船舶的阻力性能，当用主机功率P替换Pe时，对应主机功率的海军部系数可以表示为

式中　η——推进效率。

CW反映了船舶的快速性优劣，包含船舶阻力和推进的综合性能。船舶主机功率给定时，CW越大，船舶的快速性越好。显然对应不同的功率，将有不同含义的海军部系数。当有相近母型船数据时，应用海军部系数法可以在给定排水量和主机功率时估算所设计船舶可以达到的航速，或在给定排水量限制和航速要求时估算所设计船舶的主机功率。(www.xing528.com)

在没有较相近的母型时，可根据相应船舶类型的统计资料凭经验选取。表9-1给出了典型舰艇海军部系数CW的统计值。

表9-1　典型舰艇的海军部系数CW统计值

例9-1　某在航舰艇排水量为4200 t，航速为17kn时，主机功率为8000马力。现该舰因执行任务需要，排水量增加为4500 t，增加排水量后主机功率保持不变。试求增加排水量后的航速。

解　根据排水量增加前的已知条件构造海军部系数：

排水量增加前后海军部系数相等：

故有

例9-2　有一优秀艇型，排水量为75 t，航速为30kn，主机功率为4000马力。现需设计一船型、排水量和航速与之相近的艇，该艇排水量为70 t，航速约为31 kn，试估算该艇所需主机功率P。

解　根据母型艇构造海军部系数：

根据海军部系数CW1=CW2可得

例93　某舰艇维修后加装了一艉板节能装置，经研究该装置在巡航速度下可减小阻力10%，试估算在相同主机功率下舰艇航速可提高的百分比。

解　若舰艇航速保持不变，则减阻后有效功率减小10%，所需主机功率减小；若保持主机功率不变，即主机功率恢复到减阻前的量值，可认为有效功率也接近恢复为减阻前的值，前后排水量保持不变。根据海军部系数相等可得：

由此可以得出主机功率不变、舰艇阻力小量变化条件下航速变化的估算方法：

具体计算过程略。