螺旋桨滑失率(Slip)计算

作者: 陈华 船长

导言:

螺旋桨滑失率(Slip)是指螺旋桨理论推进速度与实际船速之差与理论速度的比值,反映了螺旋桨推进效率的损失.

1.螺旋桨:从流体力学角度看,滑失率产生的主要原因包括:

1)流体黏性导致螺旋桨周围产生边界层分离和涡流;

2)螺旋桨桨叶表面的空泡现象降低桨叶推力;

3)船体与水流相互作用形成伴流场,改变螺旋桨实际进流条件.

2.船速计量方法:推进器和计程仪计量船速.

因此,讨论螺旋桨滑失率的问题,需要先介绍螺旋桨相关知识和船速计量方法.

目录：

第一部分:螺旋桨相关知识

1.尾轴 & 螺旋桨

2.螺旋桨性能参数 & 船级社证书

3.螺旋桨螺距测量记录报告

第二部分:船速计量方法

1.用推进器转速求船速

2.计程仪测定船速

第三部分:螺旋桨滑失率计算

一．计算螺旋桨滑失率的几个参数

二. 滑失率(Slip)计算

第一部分: 螺旋桨相关知识

一. 尾轴 & 螺旋桨

图片来源：同舟螺旋桨

船用螺旋桨是船舶推进的核心部件,船舶主机通过尾轴将其动力带动螺旋桨转动,旋转的螺旋桨由于它特定的曲面作用于水,水产生的反作用力推动船舶前进.螺旋桨其叶片设计影响效率、速度和燃油经济性.螺旋桨性能取决于直径、螺距、叶片数及材质，需与船型、发动机匹配以优化航行稳定性与能耗.

图: 尾轴布局

图:尾轴和螺旋桨布局

二.螺旋桨性能参数 & 船级社证书

螺旋桨船级社证书如下:

三．螺旋桨螺距测量记录报告:

下图中单位是毫米,R为螺旋桨的半径(4800mm),图中的0.3R; 0.5R;0.7R等是以尾轴轴心为起点相对应的半径处,去测量该处的相对应的螺距.以0.7R为例描述测量0.7R处的螺距:

0.7R = 0.7 X 4800mm = 3360mm

根据测量报告,在0.7R处测得的螺距是7349.44mm

图片来源：同舟螺旋桨

因为螺旋桨不是一个平面,而是一个不规则的曲面,所以在不同的地方测得的螺距各不相同,一般都是以0.7R处的螺距作为计算螺旋桨的螺距.一般标注为“Pitch at 0.7R H0.7R:7349.44mm”

第二部分:船速计量方法

航海上测定船速和航程的方法有两大类:推进器和计程仪测速.

一.用推进器转速求船速:

推进器转速,即每分钟的转数(RPM: Revolution per minute)与船速有直接的关系.一定的推进器转速,对应着一定的船速.它们之间的关系一般只能通过船舶在船速校验线上进行实际测定来求得,在新船交付前已经做好各RPM下的测速工作.

二.计程仪测定船速

1.多普勒计程仪是一种利用多普勒效应来测量船速,累计航程的设备,通过向海底发射声波并接收反射信号,利用频率变化计算船速,测量船舶相对于水的速度和航程的计程仪,属于相对计程仪(Relative Log),它只能显示船舶相对于水的速度和航程.俗称:“计风不计流”.(计算螺旋桨滑失率使用该计程仪数据)

2.绝对计程仪(Absolute Log)在理论上(航行海区的水深小于200m时)它可以测量船舶相对于海底的航程和航速,即船舶受风流影响后的实际航程和航速.俗称“计风又计流”.

图:多普勒计程仪(STW:Speed Through Water)

第三部分: 螺旋桨滑失率计算

一、计算螺旋桨滑失率的几个参数

1.船速:

船速是船舶在无风流情况下,单位时间内航行的距离.航海上采用每小时航行1n mile作为船速的单位,叫作1节(Knot),节的法定代号为kn,即1kn=1n mile/H.

船舶对海底的实际航程矢量应该是船舶相对于水的航程矢量和水流流程矢量之和

实际航程 ＝ 对水航程＋水流流程

2.对地航行距离:(绝对距离)

船舶实际用车的时间内(用车时数)所行进之距离(海浬).

3.计程仪距离:(相对距离)

由计程仪显示用车时数内所行进之的距离(海浬).

4.螺旋桨推进距离:

为在推进时数内以主机总转数乘以螺距的行进距离(海浬).

二．滑失率(Slip)计算:

滑失率以下列方式计算:

Reamrk:

如果无法取得计程仪距离,则可以使用对地航行距离(以小數一位表示).滑失率计算出来有正有负,因为多普勒计程仪是相对计程仪,“计风不计流”即有风的影响,没有流的影响.

陈华 船长 供稿

2025/08/12