CB Z 190-1996 潜艇实艇快速性试验方法.pdf

1、u 11 CB 中国船舶工业总公司部标准CB/Z 190-96 潜艇实艇快速性试验方法1996-09-03发布1997-04-01实施中国船舶工业总公司发布1 范围1. 1 主题内容中国船舶工业总公司部标准潜艇实艇快速性试验方法CB/Z 190-96 分类号：u11 代替CB/Z190-82 本标准规定了潜艇在水面状态，通气管状态及水下状态的实艇快速性试验。1. 2适用程围本标准适用于潜艇首制艇或改型艇快速性试验，后续艇和坞修艇的快速性试验可参照执行。2 引用标准CB/Z 189-96水面舰船实船快速性试验方法。3 定义本章无条文。4 般要求4.1 潜艇装载状况潜艇装载应处于设计的正常排水量或

2、燃油超载排水量，误差不得大于1.0饵，横倾角不大于o.5饵，尾倾误差应小于艇长的0.1饵，不允许首倾。4.2 艇体、附件和螺旋桨状况要求整个艇体、醋体和螺捷桨表面保持清洁光滑，一般出坞时间不大于两周，甲板和指挥台上只安装海军训练条令规定的突出物。通气管状态试验时，只允许升起海军训练条令规定的升降装置。4,3 测速区4. 3.1 典型的水面测速区如图I所示。中国船舶工业总公司1996-09-03批准1997-04-01实施CB/Z 190-96 图1现1速段和预航段一般取12n mile。测速线离岸距离：在可以清楚地观察叠标的前提下，尽可能远离岸线。4, 3. 2 测速区应该海域宽广，避开航道、

3、捕鱼区以及经常性的训练区域，整个海域要有充分的操艇余地。5.3. 3 测速区潮流要求变化平缓，测速线的方向应尽可能和潮流方向一致。4.3.4 水下及通气管状态试验时，测速区不应存在“温跃层”和“蜜跃层”。4.3. 5 水面测速区的水深取公式(1)和公式（2）中的大者：h (2. 75/g)V2 (1) 式中：h一一水深，m;T一一吃水，m;B一一艇宽，m;V一一艇速，m/s;h3但T.(2) g一一重力加速度，m/s2，取g= 9. 81m/s2。4. 3. 6 水下测速区的水深要求如下：a.下潜深度hih1二三20m（小型潜艇）；h1注25m（中型潜艇）；h1二三30m（大型潜艇）。b.龙骨

4、下水深鸟儿注20m（小型潜艇hh2 30m（中型潜艇hh注65m（大型潜艇）。考虑到龙骨至水面的距离，总的水深对小型潜艇应大于45m，对中型潜艇大于65m，对大型潜艇应大于llOm。4. 3. 7 通气管状态测速区的水深要求如下：a.下潜深度h1h1二lOm;2 b.龙骨下水深h2h，二三30m;CB/Z 190-96 c.总的深度对小型潜艇应大于40m，对中型潜艇应大于50m，对大型潜艇应大于55m。4.4 气象和海况能见度良好，风力不大于蒲氏风标3级，浪级不大于2级。5 详细要求5.1 实施步骤5. 1. 1 倾斜试验和定重试潜试验为了确保潜艇水下及通气管状态试验时的航行安全，试验前必须做

5、过倾斜试验和试潜定重试验。5.1. 2 通讯联络试验前应协调各个试验项目，规定统一的口令，保证试验时通讯联系方便可靠。5. 1. 3 操艇要求5.1.3.1 测速段航行期间，潜艇罗经航向偏离不大于1。，垂直舵舵角不大于3。，水平舵舵角不大于5。，螺旋桨转速的变化不大于lr/min。5. 1. 3. 2 水面状态回转时，舵角不大于l5气水下及通气管状态回转时，舵角不大于10。5. 1. 3. 3 水下及通气管状态试验时，潜深偏离不大于O.Sm，纵倾变化不大于10。5.1. 3. 4 水下状态试验时，在测速段以外的时间，应随时作倾差调整，以保证潜艇处于精确的均衡状态。5.1. 4 试验工况5, 1

6、. 4, 1 水面及水下状态试验时，常规动力潜艇从最低稳定工况到额定工况应不少于5个试验点；非常规动力潜艇可以酌情处理，但不得少于4个试验点。5.,. 4. 2 通气管状态试验时，取23个试验点。5.1. 5 水面及通气管状态试验5, 1. 5. 1 测速试验必须在专门的测速区进行，潜艇的对地航速vii由测速段距离以及潜艇通过该测速段的时间计算而得。在水面状态测速的同时，应该按照计程仪的使用条例，调整好计程仪，使计程仪的航速指示值Vi基本上等于潜艇的对水航速Vw，供水下测速时使用。s. 1.s.2 每个工况应该做顺逆相间三个航次的试验，各个航次应该连续进行。5.1. s. 3 为了保证潜艇螺旋

7、桨转速在测速段稳定，至少要有3min的预航时间。5.1. 5. 4 前一工况结束，潜艇离开叠标段后立即调整主机转速到下一工况，一经设定就不应变动。5. 1. 6 水下状态试验5.1. 6.1 潜艇的航速用经过调整好的计程仪测定。5.1. 6. 2 每个工况都要做顺逆两个航向的测试，各航次要连续进行。5.1. 6. 3 潜艇以直航向航行（航向尽可能与流向一致，在转速稳定Smin后，即可开始测速。根据计程仪的指示读数，以及潜艇驶过事先设定的某段距离所需的时间，即可求出艇对水的航速。5.1. 6. 4 高速工况试验时，应随时测定龙骨下水深，密切注意深度和艇的纵倾变化情况，应急吹除系统处于戒备状态。5

8、. 1. 7 测量仪表5.1. 7.1 测量航速用的计时秒表不少于3个，每小时误差不得大于ls。计时秒表须经国家计量单元检定合格且在有效期内使用。5. 1. 7. 2 若采用全球卫星定位系统CDGPS）测试，参照CB/Z189有关规定执行。5. 1. 7. 3 测量主机功率用的扭矩传感器和转速传感器及二次仪表，试验前必须按照有关标准进行标CB/Z 190-96 定，转速传感器精度为士o.2%，扭矩传感器精度为士1.0饵，尾袖材料的剪切弹性模数G可根据材料强度大小取值，也可取样直接测出。总的测试系统精度不大于1.5%。5. 1.?. 4 若测量推力，应提供所用的一次仪表、二次仪表及尾轴材料的抗拉

9、、压弹性模数E值，并给出整个测量系统的精度。5.2 测量和记录项目5.2. 1 记录艇的出坞臼期及出坞后逗留的水域和时间。5. 2. 2 记录艇体外表面涂料的种类，尽可能用仪器测量并记录艇体的粗糙度。5. 2. 3 试验前分别记录螺旋桨正、反向盘车时扭矩仪的读数，取平均值作为轴功率计算时的零点；若测量推力，也同时记录推力仪输出读数，并取平均值作为推力计算时的零点。5.2.4 直接或取样测量并记录尾轴材料的抗扭剪切模数G和抗拉、压弹性模量E；也可根据尾铀材料的抗拉、压强度取值。建议：高强度合金钢（抗拉、压强度为41067106N/cm2）取：G= 8. 21l06N/cm2、E= 2.10 10

10、7N/cm飞普通船用钢取：G= 8.15106N/cm2、E= 2. 09107N/cm2。试验报告中应该注明所用的G、E值。5.2.5 试验前后观察井记录潜艇自由漂浮状态时醋、肿、幌处的两舷吃水，并根据吃水算出艇的实际排水量。记录试验过程中燃油以及各种补给品的消耗量，以便核算试验时的排水量变化情况。5. 2. 6 按试验顺序记录各个航次的试验状态工况、时间和航向。5.2. 7 潜艇水面及通气管状态试验时，测艇速与测主机功率必须同步进行并记录。5.2.a 潜艇水下状态试验时，当驶入事先设定好的测速距离后就开始测量主机功率及驶过该距离所需的时间，并记录在己设计好的表格中。5.2.9 分别用温度计

11、、比重计、风速风向仪、测深仪及浪高仪测量并记录气温、水温、水密度、风速、风向、水深、浪级及浪向。或者根据海图记录水深，凭经验目测海面的涌浪情况。5.2. 10 观察潜艇在测速段航行期间的操舵（幅值、频度、纵摇、横播、潜深及偏航等情况供参考。5.3 测试数据修正和结果表达形式5. 3. 1 试验数据的修正5. 3.1.1 潮流修正修正潮流对航速V的影响按公式（3):V, = (Vg1十2V12+ V,3)/4 (3) 式中：vgl、vg2、vg3一分别为每个航次艇对地的实测航速值，kN。对螺旋桨转速矶、轴功率户，和推力T，分别按公式（4）（6）计算：n, = (n,1十2n,2十n,3)/4(4

12、) P, = (P,1 十2P,2+ P,3)/4 (5) T,= (T,1十ZT,2+ T,3)/4 (6) 式中：n,1、n,2、n,3一分别为每个航次螺旋桨的实测转速值，r/min;P,1、P,z,P,3一一分别为每个航次主机的实测轴功率值，kW;1,1、T,z,T,3一一分别为每个航次螺旋桨的实测推力值，kN;5, 3. 1. 2 排水量修正试验时的实际排水量和标准排水量相差不超过士5,0%时，可以按海军系数法修正试验结果当轴功率不变，航速陀、转速n，分别采用公式(7)和（肘，修正：V, = V, (1,/ 1,)2/9 .(7) n, = n, (1,/ 1,)2/9 .(8) 式中

13、：v一一实测航速，kn;n，一一实泪1转速，r/min;A实际排水量，t;4一标准排水量，t;CB/Z 190-96 当般速、转速不变，轴功率只、推力T，分别采用（9）、(10）惨正tP, = P,(IJ.,/IJ.,)213 . (9) T, = T,(IJ.,/IJ.,)213 .”.” (10) 式中：T，实测推力值，kN.5. 3., 3 水下状态试验计程仪测迎的修正水下状态试验时，采用在水面割速时较正过的计程仪来指示潜艇的水下航速矶，采用公式(11)修正zV,=a VL . . . , (11) 式中：VJ,-kn;一一修正系数，按表1选取。Fn 0.146 a o. 9905 表中

14、Fn为佛波德数式中：一一航速，m/s;L一一艇长，m;o. 226 1. 0120 g一旦重力加速度，g= 9. 81m/s2. 5. 3., 4 浅水失速修正表lo. 249 o. 9988 Fn = V飞亏Zo. 262 o. 302 o. 9954 I. 0040 水面状态试验，当试验水深不合要求从而产生浅水失速时，按公式02）修正z0.319 .0150 8V o. 1242(Am/h2) - o. 05 +1 - Vtanh(gh/v2) J .” (12) （若Am/h2o.os，则第一项为零式中：V一一航速，m/s;Am一一艇中截留权，m2;h一水深，m;W/V一一相对失速；g一

15、一重力加速度，g= 9. 8lm/s2。其中第一项是因流效应修正项，第二项是浅水兴搜修正项。按上式计算而得到的大、中型潜艇在不同水深时的相对失速值可参见表2。水深m8V/V中型潜艇8V/V大型潜艇10 12. 2 13. 7 5. 3. 1. 5 浅潜深兴披阻力修正15 4.13 4, 77 浅潜深兴波阻力穆正参见前录A（参考件。5.3.2 结果表达形式表220 1. 40 1. 60 5.3.2. 1 艇体、螺旋桨和动力装置要素填入表3。30 40 50 0.15 0.11 。o. 45 o. 06 。5 CB/Z 190-96 5. 3. 2. 2 实艇试验的全部测量结果以及主要试验条件逐

16、项填入表4。5. 3. 2. 3 对测量结果进行适当的处理和修正后，以完整的P，矶、T，V，、n，V，关系曲线给出实艇快速性试验的最后结果。表3艇体、螺旋桨、舵和动力装置要素艇号：制造厂：总长L,mL主机最大宽度Bma粟，m额定功率PBkW 最大高度H. ,m 额定转速nBr/ min 自首吃水TF,m减速比i动艇肿吃水TM,m为2.推进电机幌吃水T,.,m装额定功率PBkW 体方形系数CB置额定转速nBr/min 梭形系数Cp概减速比I 概况水面Ll,t3，经济航行电机排水量况水下Ll,t额定功率PBkW 水面S,m2额定转速nBr/min 理表面积水下S,m2减速比i尾外径D艇型cm 铀材

17、料叶片数Z导管长度L,m直径D,m导管长径比LID螺盘面比A4/A,导管拱度比f/D螺距比P/D导导管厚度比t/D旋O. 7R螺距比（P/mo.1R管导管扩张比L桨o. 7R叶片弦长Co.1Rm导管进口面比o. 7R叶片厚度to.睛，m概导管出口面比F概漫深比h,/D导管尾角r,（。）况况毅径比d/D桨和导管相对位置L。ID剖面形状剖面形状侧斜度a,c。）舵舵类型舵尺度（LB),m其概舵剖面形状它附舵最大厚度f,m萃，m体况6 艇名试验日期出坞日期试验地点试验状态.跑标时间序时工航一一平均一一号间况向- - - 、1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

18、 13 14 15 CB / Z 190-96 表4快速性试验报告表水深潜深海况风向风力海水温度，一海水密度左筋吃水：左.排水量：试验前右试验后舰吃水t左，.，初始纵国右初始横倾平均吃水：左记录人员右机右机离叠标距地蛊对航对水航速转速轴功率推力转速轴功率推力均转速平输且功率s Vg Vw n， PsL T,L n., 孔，T., n区；P.A nmile kn kn r/ min kW t/ kN r/ min kW t / kN r/min kW 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 一一一一幽，一一一，.唱“一F叫“一妒” 一一一

19、一，町唰阳一一- 如翩翩”一一“一一一“” -“- 一一一一一一叩，. ” 一，”一，一一啕一-” 一一一一I-帽卡”一一“- - 总推力TsA t/kN 25 7 Al 浅潜深兴波阻力CB/Z 190-96 附录A浅潜深兴波阻力修正（参考件）水下状态试验，当下潜深度不合要求时，由于潜艇运动，将在水面产生兴波，从而产生兴波阻力，其值和潜艇的相对潜深h1/L、佛波德数Fn以及船型有关。它常用无因次系数Cw按公式（Al)表示。Cw= Rw（vz.0/2) (Al) 式中：Rw一一兴波阻力，kg;V一一航速，m/s;。一一水下全湿表面积，mZ;一一水密度，kgsZj时。Cw的变化规律是：当Fn数很大

20、或很小时，Cw都很小：Fn= o. 500.60时，cw有峰值出现；随着h1/L的增犬，Cw将迅速减小。Cw可以由模型试验或理论计算求得，根据某回转体（L/B= 8. 5,Cp = o. 67）水下兴波阻力理论计算的结果，并结合现有的大、中型潜艇经常性的相对潜深值（中型潜艇h1/L= o. 260；大型潜艇h1/L= o. 300) ,Cw的理论值可见表Al，此表可供修正实艇试验结果时参考。8 中型潜艇Fn h1/L = o. 260 Cw 103 大型潜艇Fn h1 /L = o. 300 Cw 103 附加说明本标准由军船理论与实验归口组提出。本标准由七O二研究所归口。本标准由七O二研究所负责起草。本标准主要起草人：黄廷良周开传表Alo. 280 o. 350 o. 280 o. 05 。0.410 o. 390 0.360 o. 360 o. 200 0.150 o. 050 。