《船舶與海上技術(shù)+船體和螺旋槳性能變化測量+第1部分：總則gbt+40523.1-2021》詳細(xì)解讀

《船舶與海上技術(shù)船體和螺旋槳性能變化測量第1部分：總則gb/t40523.1-2021》詳細(xì)解讀contents目錄1范圍2規(guī)范性引用文件3術(shù)語和定義4一般原則4.1船體和螺旋槳性能4.2船舶推進(jìn)效率和總阻力4.3測量船體和螺旋槳性能變化的主要參數(shù)4.4測量船體和螺旋槳性能變化的次要參數(shù)contents目錄4.5測量程序5性能指標(biāo)5.1塢修性能:本次出塢后船體和螺旋槳性能與以往出塢性能平均值的對比5.2營運(yùn)性能:出塢到塢期間隔結(jié)束期間船體和螺旋槳性能的平均變化5.3維修觸發(fā):從塢期間隔開始到任何選定時間船體和螺旋槳性能運(yùn)動平均值的變化5.4維修效果:維修事件前后船體和螺旋槳性能的變化contents目錄6性能指標(biāo)測量的不確定度和精度附錄A(資料性)評估性能分析程序不確定度的方法和假設(shè)條件參考文獻(xiàn)011范圍適用于各類船舶在航行過程中，對船體和螺旋槳性能變化進(jìn)行監(jiān)測和評估。為船舶設(shè)計、建造、運(yùn)營和維護(hù)提供重要依據(jù)，確保船舶的安全、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保性能。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了船體和螺旋槳性能變化測量的總則，包括測量原則、方法、程序和要求。適用范圍本標(biāo)準(zhǔn)不適用于非航行狀態(tài)下的船體和螺旋槳性能測量，如船舶停泊、拖航等。不適用范圍對于特殊類型的船舶，如軍艦、潛水艇等，可能需要根據(jù)具體情況制定相應(yīng)的測量標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)不涉及船舶推進(jìn)系統(tǒng)的設(shè)計和優(yōu)化，僅關(guān)注船體和螺旋槳性能變化的測量。022規(guī)范性引用文件國家標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范船舶與海洋工程相關(guān)術(shù)語和定義涉及船舶與海洋工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)術(shù)語和定義，為理解本標(biāo)準(zhǔn)提供了必要的背景知識。GB/T39655.2-2020造船—船用螺旋槳—制造公差—第2部分直徑在0.8m至2.5m的螺旋槳：該標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定了直徑在0.8m至2.5m范圍內(nèi)的船用螺旋槳的制造公差，為螺旋槳的設(shè)計、制造和質(zhì)量控制提供了重要依據(jù)。ISO相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)參考了國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）發(fā)布的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確保本標(biāo)準(zhǔn)的國際通用性和兼容性。ITTC相關(guān)規(guī)范國際拖曳水池會議（ITTC）的相關(guān)規(guī)范也被引用，以提供螺旋槳性能測試和評估的標(biāo)準(zhǔn)化方法。國際標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范CCS作為中國船舶行業(yè)的權(quán)威機(jī)構(gòu)，其發(fā)布的規(guī)范對船舶和螺旋槳的設(shè)計、制造和檢驗具有指導(dǎo)意義。中國船級社（CCS）規(guī)范除CCS外，還參考了其他國內(nèi)外船級社的規(guī)范，以確保本標(biāo)準(zhǔn)的全面性和適用性。國內(nèi)外其他船級社規(guī)范行業(yè)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)033術(shù)語和定義指船舶的外殼部分，由板材和骨架構(gòu)成，為船舶提供浮力和穩(wěn)定性。船體構(gòu)成船體表面的平面板材，具有一定的強(qiáng)度和剛度。板材支撐板材并維持船體形狀的骨架結(jié)構(gòu)，包括龍骨、旁龍骨、肋骨等。骨架3.1船體010203一門綜合性的工程學(xué)科，研究船舶和海洋結(jié)構(gòu)物的設(shè)計、建造、運(yùn)營和管理等方面。船舶與海洋工程根據(jù)使用需求和規(guī)范，對船舶進(jìn)行整體和局部的設(shè)計，確保其安全性、經(jīng)濟(jì)性和適用性。船舶設(shè)計研究船舶在水中航行的基本原理，包括浮力、穩(wěn)性和阻力等。航行原理3.2船舶與海洋工程3.3螺旋槳螺旋槳一種將發(fā)動機(jī)輸出的功率轉(zhuǎn)化為推進(jìn)船舶前進(jìn)的裝置，由槳葉和槳轂組成。螺旋槳上產(chǎn)生推力的部分，通常為扭曲的翼型葉片。槳葉螺旋槳旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的向前推進(jìn)的力量，是船舶前進(jìn)的動力來源。推進(jìn)力044一般原則本標(biāo)準(zhǔn)的制定參照了國際海事組織（IMO）和其他國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的相關(guān)規(guī)范，確保我國船舶與海上技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)與國際接軌。遵循國際標(biāo)準(zhǔn)為確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可比性，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了統(tǒng)一的船體和螺旋槳性能變化測量方法，包括測量設(shè)備、測量程序和數(shù)據(jù)處理等。統(tǒng)一測量方法4.1標(biāo)準(zhǔn)化原則人員安全在進(jìn)行船體和螺旋槳性能變化測量時，必須確保測量人員的安全，采取必要的安全防護(hù)措施。船舶安全測量過程中不得對船舶造成損害，確保船舶的結(jié)構(gòu)完整性和航行安全。4.2安全性原則高精度測量設(shè)備使用經(jīng)過校準(zhǔn)的高精度測量設(shè)備進(jìn)行測量，確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。嚴(yán)格的數(shù)據(jù)處理流程對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格的處理和分析，排除異常數(shù)據(jù)，保證結(jié)果的可靠性。4.3精確性原則4.4可操作性原則靈活的測量方案根據(jù)實際情況，測量人員可以選擇合適的測量方案和工具，以適應(yīng)不同類型的船舶和測量需求。明確的操作步驟本標(biāo)準(zhǔn)提供了詳細(xì)的測量步驟和操作方法，便于測量人員理解和執(zhí)行。054.1船體和螺旋槳性能船體設(shè)計需確保良好的浮性和穩(wěn)性，以應(yīng)對海上復(fù)雜環(huán)境。浮性與穩(wěn)性航行效率耐波性船體線型、材料和表面處理等因素對航行效率有重要影響。船體在波浪中的運(yùn)動響應(yīng)和穩(wěn)定性是評估船體性能的重要指標(biāo)。船體性能評估螺旋槳的推進(jìn)效率直接影響船舶的航行速度和燃油消耗。推進(jìn)效率優(yōu)化螺旋槳設(shè)計，減少空泡產(chǎn)生和降低噪聲，提高船舶的舒適性。空泡和噪聲螺旋槳材料的耐磨損性對于保持其長期性能至關(guān)重要。耐磨損性螺旋槳性能評估數(shù)據(jù)記錄與分析建立完善的數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，對船體和螺旋槳的性能數(shù)據(jù)進(jìn)行長期跟蹤和分析。船體變形監(jiān)測通過定期檢測船體變形情況，評估船體性能的變化。螺旋槳磨損測量定期檢查螺旋槳的磨損情況，為維修和更換提供依據(jù)。性能變化監(jiān)測與測量064.2船舶推進(jìn)效率和總阻力推進(jìn)效率是衡量船舶推進(jìn)系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)，它反映了船舶主機(jī)輸出功率轉(zhuǎn)化為有效推力的比例。推進(jìn)效率的概念通過測量船舶的航速、主機(jī)功率以及螺旋槳的推力等參數(shù)，可以計算出推進(jìn)效率。具體公式為η=TV/P，其中η為推進(jìn)效率，T為螺旋槳推力，V為航速，P為主機(jī)功率。推進(jìn)效率的計算方法推進(jìn)效率的定義與計算船舶總阻力的構(gòu)成船舶在水中行駛時，會受到水阻力的作用，包括摩擦阻力、興波阻力和粘壓阻力等。這些阻力的總和稱為船舶總阻力。影響船舶總阻力的因素船舶總阻力受到多種因素的影響，包括船型、航速、水深、水質(zhì)以及船舶的裝載狀態(tài)等。這些因素的變化都會導(dǎo)致船舶總阻力的變化。船舶總阻力的構(gòu)成與影響因素優(yōu)化船型設(shè)計通過改進(jìn)船型設(shè)計，可以減少船舶在水中的阻力，從而提高推進(jìn)效率。例如，采用流線型船體、減小船體粗糙度等措施都可以有效降低阻力。提高推進(jìn)效率和降低總阻力的方法合理選擇螺旋槳螺旋槳的性能對推進(jìn)效率有很大影響。因此，在選擇螺旋槳時，應(yīng)根據(jù)船舶的實際情況進(jìn)行合理選擇，以保證螺旋槳能夠提供足夠的推力并減少能量損失。控制裝載狀態(tài)船舶的裝載狀態(tài)對總阻力也有很大影響。因此，在實際運(yùn)營中，應(yīng)合理控制船舶的裝載狀態(tài)，避免過載或偏載等情況的發(fā)生，以減少不必要的阻力損失。074.3測量船體和螺旋槳性能變化的主要參數(shù)船體性能參數(shù)航行速度船只在水中航行的速度，是衡量船體性能的重要指標(biāo)。航行穩(wěn)定性船只在航行過程中的平穩(wěn)度，與船體的設(shè)計和重心位置密切相關(guān)。載重量船只能夠承載的最大重量，直接影響船只的運(yùn)輸能力?？癸L(fēng)浪能力船只在風(fēng)浪中的穩(wěn)定性，是評估船體性能的關(guān)鍵因素。推進(jìn)效率螺旋槳將發(fā)動機(jī)功率轉(zhuǎn)化為推進(jìn)力的效率，直接影響船只的航行速度和燃油消耗。轉(zhuǎn)速螺旋槳的旋轉(zhuǎn)速度，與發(fā)動機(jī)的功率和船只的航行速度密切相關(guān)。槳葉角度螺旋槳槳葉與水平面的夾角，影響推進(jìn)力和航行穩(wěn)定性。噪音和振動螺旋槳運(yùn)轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的噪音和振動，對船只的舒適性和使用壽命有影響。螺旋槳性能參數(shù)084.4測量船體和螺旋槳性能變化的次要參數(shù)根據(jù)船體結(jié)構(gòu)和預(yù)期振動模式，選擇合適的振動傳感器類型和安裝位置。振動傳感器類型和位置選擇設(shè)定合適的采樣頻率和數(shù)據(jù)記錄長度，對采集到的振動數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析，識別主要振動頻率和振幅。數(shù)據(jù)采集與分析船體振動測量VS選用合適的噪聲測量儀器，按照國際或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行噪聲測量，確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。噪聲源識別和評估通過分析噪聲頻譜和時域波形，識別螺旋槳產(chǎn)生的噪聲源，評估其對船舶性能和舒適度的影響。噪聲測量儀器和方法螺旋槳噪聲測量變形測量技術(shù)采用光學(xué)測量、應(yīng)變片測量等技術(shù)手段，對船體在運(yùn)行過程中的變形情況進(jìn)行實時監(jiān)測。數(shù)據(jù)處理與分析船體變形測量對采集到的變形數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，提取船體變形的特征和規(guī)律，為船體結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供依據(jù)。0102通過測量螺旋槳的推力和扭矩，評估其在水中的工作性能和效率。推力與扭矩測量觀察螺旋槳在運(yùn)行過程中是否產(chǎn)生空泡和剝蝕現(xiàn)象，分析其對螺旋槳性能和船舶推進(jìn)效率的影響?？张菖c剝蝕觀察螺旋槳性能評估094.5測量程序4.5.1測量前準(zhǔn)備確定測量目標(biāo)和要求明確需要測量的船體和螺旋槳性能參數(shù)，以及測量的精度要求。選擇合適的測量工具和方法根據(jù)測量目標(biāo)和要求，選用適當(dāng)?shù)臏y量儀器和方法，確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。制定測量計劃結(jié)合實際情況，制定詳細(xì)的測量計劃，包括測量時間、地點、人員分工和安全措施等。船體變形測量通過激光測距儀、全站儀等設(shè)備，測量船體在不同載荷和航速下的變形情況，分析船體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性。014.5.2船體性能測量航行姿態(tài)測量利用姿態(tài)傳感器等設(shè)備，實時監(jiān)測船舶在航行過程中的姿態(tài)變化，包括橫搖、縱搖和艏搖等，以評估船舶的操縱性和耐波性。02推力與扭矩測量通過安裝在螺旋槳軸上的測力傳感器和扭矩傳感器，實時監(jiān)測螺旋槳產(chǎn)生的推力和扭矩，分析螺旋槳的工作效率和推進(jìn)性能。轉(zhuǎn)速與功率測量利用轉(zhuǎn)速傳感器和功率測量儀，測量螺旋槳的轉(zhuǎn)速和功率消耗，以評估螺旋槳與主機(jī)的匹配情況和能效表現(xiàn)。4.5.3螺旋槳性能測量對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、校核和篩選，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。數(shù)據(jù)整理與校核根據(jù)測量數(shù)據(jù)，計算船體和螺旋槳的各項性能參數(shù)，如航速、推力、扭矩、功率等。性能參數(shù)計算結(jié)合實際情況，對測量結(jié)果進(jìn)行深入分析和評估，提出改進(jìn)意見和建議，為船舶的設(shè)計和優(yōu)化提供參考依據(jù)。結(jié)果分析與評估4.5.4數(shù)據(jù)處理與分析105性能指標(biāo)5.1航速性能指標(biāo)經(jīng)濟(jì)航速在規(guī)定的裝載狀態(tài)下，以最低燃油消耗率航行的速度。試航航速在實際試航條件下，船舶所能達(dá)到的最大航速。設(shè)計航速船舶在設(shè)計吃水和設(shè)計主機(jī)功率下的最大航速?；剞D(zhuǎn)直徑船舶在滿舵回轉(zhuǎn)時，船首線偏離原航向90度時的船舶重心軌跡圓的直徑。初始回轉(zhuǎn)時間從發(fā)令操滿舵開始，至船首向改變10度時所需的時間。超越角在回轉(zhuǎn)試驗中，船舶從原航向到新航向的夾角。5.2操縱性能指標(biāo)橫搖周期和幅值船舶在波浪中航行時，縱搖運(yùn)動的周期和最大幅值?？v搖周期和幅值垂蕩周期和幅值船舶在波浪中航行時，垂蕩運(yùn)動的周期和最大幅值。船舶在波浪中航行時，橫搖運(yùn)動的周期和最大幅值。5.3耐波性能指標(biāo)初穩(wěn)性高船舶在小角度橫傾時，恢復(fù)力矩與橫傾力矩之比。動穩(wěn)性船舶在動態(tài)情況下（如風(fēng)浪中）的穩(wěn)定性。大傾角穩(wěn)性船舶在大角度橫傾時，能夠抵抗外力矩而不致傾覆的能力。5.4穩(wěn)定性指標(biāo)115.1塢修性能:本次出塢后船體和螺旋槳性能與以往出塢性能平均值的對比船體性能對比阻力性能通過對比本次出塢后的船體與以往出塢船體的阻力系數(shù)，可以評估船體線型優(yōu)化、表面光潔度等因素對阻力性能的影響。穩(wěn)性性能航行性能比較本次出塢后船體的穩(wěn)性參數(shù)與以往數(shù)據(jù)的差異，分析船體重量分布、重心位置等因素對穩(wěn)性的影響。通過對比航速、操縱性等方面的數(shù)據(jù)，評估本次塢修對船體航行性能的改善程度。振動與噪聲通過測量和比較螺旋槳運(yùn)轉(zhuǎn)時的振動和噪聲水平，評估塢修對螺旋槳運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性和舒適性的影響。耐久性對比本次塢修后螺旋槳的耐久性與以往數(shù)據(jù)的差異，預(yù)測螺旋槳的使用壽命和維護(hù)周期。推進(jìn)效率對比本次出塢后螺旋槳的推進(jìn)效率與以往數(shù)據(jù)的差異，分析螺旋槳磨損、修復(fù)或更換對推進(jìn)效率的影響。螺旋槳性能對比125.2營運(yùn)性能:出塢到塢期間隔結(jié)束期間船體和螺旋槳性能的平均變化01阻力增加由于船體表面粗糙度的增加、海生物附著以及可能的變形，船體在營運(yùn)過程中阻力會逐漸增加。船體性能變化02航速下降隨著阻力的增加，船舶在相同功率下的航速會相應(yīng)下降，影響運(yùn)輸效率。03燃油消耗率上升阻力增加導(dǎo)致船舶需要更多的燃油來維持相同的航速，從而增加運(yùn)營成本。效率下降螺旋槳在營運(yùn)過程中可能會受到磨損、腐蝕和海生物附著等影響，導(dǎo)致其效率下降。推力減小螺旋槳效率下降會導(dǎo)致其產(chǎn)生的推力減小，進(jìn)而影響船舶的航行性能。振動和噪音增加螺旋槳性能變化可能導(dǎo)致船舶振動和噪音的增加，影響乘客和船員的舒適度以及船舶的安全性。螺旋槳性能變化定期檢測為確保船舶在營運(yùn)過程中保持良好的性能，應(yīng)定期對船體和螺旋槳進(jìn)行檢測，及時發(fā)現(xiàn)并處理問題。維護(hù)保養(yǎng)性能評估性能監(jiān)測與維護(hù)根據(jù)檢測結(jié)果制定相應(yīng)的維護(hù)保養(yǎng)計劃，對船體和螺旋槳進(jìn)行必要的清理、修復(fù)和更換工作。通過對船舶營運(yùn)數(shù)據(jù)的收集和分析，評估船體和螺旋槳的性能變化情況，為后續(xù)的維護(hù)保養(yǎng)提供依據(jù)。135.3維修觸發(fā):從塢期間隔開始到任何選定時間船體和螺旋槳性能運(yùn)動平均值的變化船體變形監(jiān)測定期檢測船體的變形情況，包括船體板材和骨架的變形，以及船體整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。阻力變化分析通過對比塢修前后船舶航行時的阻力變化，評估船體性能的變化情況，為維修觸發(fā)提供依據(jù)。航行效率評估結(jié)合船舶航行數(shù)據(jù)，分析船體性能變化對航行效率的影響，包括航速、油耗等指標(biāo)。船體性能變化測量螺旋槳效率監(jiān)測通過測量螺旋槳的推力和扭矩，計算螺旋槳的效率，并監(jiān)測其變化情況。螺旋槳性能變化測量振動和噪音分析檢測螺旋槳運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的振動和噪音水平，評估其性能狀態(tài)及是否需要維修。槳葉磨損檢查定期檢查螺旋槳槳葉的磨損情況，包括槳葉邊緣的磨損、腐蝕等，以判斷是否需要更換或修復(fù)。性能下降閾值設(shè)定根據(jù)船體和螺旋槳的性能變化測量結(jié)果，設(shè)定合理的性能下降閾值，作為維修觸發(fā)的條件。維修周期建議結(jié)合船舶的使用情況和性能變化趨勢，給出合理的維修周期建議，以確保船舶的安全和運(yùn)營效率。預(yù)警機(jī)制建立通過建立預(yù)警機(jī)制，及時發(fā)現(xiàn)并處理船體和螺旋槳的性能問題，避免問題惡化導(dǎo)致更嚴(yán)重的后果。020301維修觸發(fā)條件設(shè)定145.4維修效果:維修事件前后船體和螺旋槳性能的變化船體性能變化010203航行穩(wěn)定性改善經(jīng)過維修，船體在水中的浮力和穩(wěn)定性會有顯著提升，減少了航行中的搖晃和不穩(wěn)定現(xiàn)象。阻力減小船體表面的損傷和污垢會增加航行時的阻力。維修后，船體表面更加光滑，阻力減小，有助于提高航行速度。載重能力提升船體結(jié)構(gòu)的修復(fù)和加強(qiáng)可以提升船舶的載重能力，使其能夠承載更多的貨物。維修后的螺旋槳葉片更加光滑，減少了水中的摩擦和阻力，提高了推進(jìn)效率。推進(jìn)效率提高噪音和振動降低燃油消耗減少損壞的螺旋槳會產(chǎn)生額外的噪音和振動，影響船舶的舒適性和安全性。維修后，這些問題會得到明顯改善。由于推進(jìn)效率的提高，維修后的螺旋槳在相同的航行條件下，燃油消耗會減少，降低了運(yùn)營成本。螺旋槳性能變化156性能指標(biāo)測量的不確定度和精度測量設(shè)備的誤差測量設(shè)備本身的精度限制和校準(zhǔn)誤差會導(dǎo)致測量結(jié)果的不確定度。環(huán)境因素的影響風(fēng)、流、水溫等環(huán)境因素的變化會對船舶和螺旋槳的性能產(chǎn)生影響，進(jìn)而增加測量的不確定度。操作人員的技能水平操作人員的技能水平和經(jīng)驗對測量結(jié)果也有一定影響。不確定度的來源在測量過程中，盡量控制或記錄環(huán)境因素的變化，以便對數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的修正?？刂骗h(huán)境因素提高操作人員的技能水平和操作經(jīng)驗，減少人為誤差。加強(qiáng)操作人員培訓(xùn)采用更精確的測量工具和設(shè)備，以提高測量的準(zhǔn)確性。選用高精度的測量設(shè)備精度提升方法A類評估通過統(tǒng)計分析方法，對同一測量條件下多次測量結(jié)果進(jìn)行評定，得出不確定度和精度的統(tǒng)計值。B類評估根據(jù)測量設(shè)備的精度等級、校準(zhǔn)證書等信息，對測量結(jié)果進(jìn)行不確定度和精度的評定。不確定度和精度的評估方法性能指標(biāo)測量的重要性航行安全保障通過性能指標(biāo)測量，可以及時發(fā)現(xiàn)船舶和螺旋槳的潛在問題，確保航行安全。經(jīng)濟(jì)效益提高準(zhǔn)確的性能指標(biāo)測量有助于船舶運(yùn)營者制定合理的運(yùn)營策略，提高經(jīng)濟(jì)效益。船舶設(shè)計優(yōu)化準(zhǔn)確的性能指標(biāo)測量