CB/Z 216-2008 潜艇模型阻力、自航试验方法 CB/Z216-2008 标准下载解压密码：www.bzxz.net

中华人民共和国船舶行业标准
FL1580
CB/Z 216—2008
代替CB/Z216-1987
潜艇模型阻力、自航试验方法
ProceduresforResistanceandPropulsionTests of SubmarineModel200803—17发布
国防科学技术工业委员会发布
2008—10—01实施
本标准代替CB/Z216一1987《潜艇船模水下阻力、自航试验规程》。本标准与CB/Z216一1987相比主要有以下变化：a)
CB/Z216—2008
删除了原标准中采用机械式测力天平的有关条款，增加了采用电测技术的要求。增加了潜艇水上状态的模型试验及数据处理方法。增加了潜艇通气管状态的模型试验及数据处理方法。补充、完善了原标准中对潜艇水下状态的模型试验及数据处理要求。增加了对试验结果进行不确定度分析的要求。在新标准中去掉了原标准中的实艇性能预报部分。本标准由中国船舶重工集团公司提出。本标准由中国船舶工业综合技术经济研究院归口。本标准起草单位：中国船舶重工集团公司第七0二研究所。本标准主要起草人：季
寒刘希武卢国平。
1范围
潜艇模型阻力、自航试验方法
本标准规定了潜艇模型的阻力、.自航试验方法CB/Z216—2008
本标准适用于潜艇模型水面、水下及通气管及望镜航行状态时的阻力、自航试验过程。其它水下运动体（如水中兵器等）的型阻力自航试验的实施可参照本标准有关要求进行。本标准只涉及模型试验过程，效涉及实艇性能预报。2规范性引用文件
下列文件中的条款
通过本檬准的引
修改单（不包含勘误随内）或修订版是否可使用这些文件
GB1031-1982
GB4986-
GJB3756
CB/Z326-
CB/T346-
CB/T347-
3术语及符号
新版本。凡是
粗糙度标准
赛平板
舰艇及其装备
量不确定度的
日期的
文件，
是注日期的用文件，其随后所有的技励根据
新版本适用
般排水量船模阻力试验规程及结果的标准表达形式旋浆模型水试验方法
般排水型船模单浆自航
试验方法
3.1术语
GJB 175.2-19冲规定的有关潜艇您3.2符号
下列符号适用于本炼催。
桨模叶面宽度，
桨模0.75倍
单位为毫米
行状态的术语适用于
经处弦长身单位为
附体阻力系数；
艇模摩擦阻力系数
-0. 075/4og1oRe-2)
实艇摩擦阻力系数（=0.0
粘压阻力系数；
形状/剩余阻力系数；
艇模总阻力系数；
兴波阻力系数；
桨模直径，单位为米（m）；
【(log1oRe*”）
模型自航试验时的摩擦阻力修正值，单位为牛（N）；傅氏数（=V/（gXL）0.5）
重力加速度，单位为米每秒平方（m/s\）；桨模进速系数，J=Va／（nxD）；由等推力法在散水性征曲线上查得的进速系数；桨模扭矩系数，K=Q／（pXnxD）；准。
成协议的各方研究
苯称准。
CB/Z216—2008
Rami+1
4一般要求
由等推力法在澈水性征曲线上查得的扭矩系数；桨模推力系数，Km=T／（pXnxD*）；模型长度，单位为米（m）；
实艇长度，单位为米（m）；
桨模转速，单位为转每秒（r/s）；螺旋桨螺距(直径)比；
桨模扭矩，单位为牛米（N·m）；表面粗糙度，单位为微米（um)；模型雷诺数，对于艇模R=VxL/V
对于浆模Rm=Ca.75×（V+(0.75×元Xn×D））0.5/V实艇长度雷诺数，Re,=Vx0.5144xLs/vs;拆除第i件附体前模型阻力，单位为牛（N）；拆除第i件附体后模型阻力，单位为牛（N）；模型总阻力，单位为牛（N）；
模型湿表面积，单位为平方米（m）；桨模叶面（最大）厚度，单位为毫米（mm）；模型推力减额分数，t=1-（R-F)/T;模型推力，单位为牛（N）；
桨模进速，单位为米每秒（m/s）；艇模速度，单位为米每秒（m/s）；实艇速度，单位为节（kn）；
艇模实效伴流分数，W=1-JXnxD/V；阻力相关因子，单位为牛（N）；艇模推进效率；
艇模船身效率；
桨模散水效率，n0m=J/(2×元）×Km/Kom艇模相对旋转效率，77==Komo/Kgm；淡水运动粘性系数，单位为平方米每秒（m/s）：海水运动粘性系数，单位为平方米每秒（m/s）；淡水密度，单位为千克每立方米（kg/m\）。4.1相似要求
4.1.1模型试验时，所用艇模（含所有附体）、桨模均应与实艇、实浆几何相似。4.1.2模型试验时，应通过采用激流措施、提高试验速度、选用大尺度模型等手段，促使模型试验在紊流状态进行，并使模型雷诺数大于临界雷诺数。4.1.3水上状态及通气管状态阻力试验时，应保持模型与实艇傅氏数相等。水下状态阻力试验时，最大傅氏数至少应不小于1.0，一般宜大于1.2；雷诺数要求按4.1.2进行。4.1.4水上状态及通气管状态自航试验时，应保持模型与实艇傅氏数、进速系数分别相等。水下状态自航试验时，应保持模型与实艇进速系数相等，雷诺数要求按4.1.2进行。4.2水池要求
4.2.1模型安装中心（轴）线离水面距离与模型长度之比不小于0.28。4.2.2模型安装中心（轴）线离池底距离与模型长度之比不小于1.0。4.2.3水池宽度与模型宽度之比不小于12。4.3其它要求
CB/Z216—2008
4.3.1模型试验包括阻力、自航试验，阻力试验不带螺旋桨，自航试验模型应安装螺旋桨。此外，还需进行水试验，提供敲水性征曲线，4.3.2应选用量程合适的仪器，以测试值为仪器满量程的1/3～2/3为宜。对于量程较大的仪器，也应满足试验测量的灵敏度要求。
4.3.3所有测试仪表的预热时间不应少于30min，并应在试前对整个测试系统进行扣零。4.3.4试验前应在水池测试段试验水深处测量水温。4.3.5试验时数据记录的长度应不小于5个整周/波长。4.3.6连续试验航/车次间的等水（间隔）时间应不小于5min。4.3.7试验结束前应在试验点子中抽取2～5点进行复试，检验试验结果的重复性。5试验准备
5.1模型
5.1.1概述
5.1.1.1模型包括艇模（含全部附体）和螺旋桨模型。5.1.1.2因缩尺过小或是其它原因导致模型局部无法与原型几何相似的，应在试验报告中给予明确记载，并给出结果的修正情况说明。5.1.2材质
5.1.2.1潜艇模型宜采用木模、蜡模、玻璃纤维增强塑料（俗称玻璃钢）或其它材料制作。5.1.2.2螺旋桨模型宜采用巴氏合金、铜合金或铝合金等金属材料制作。5.1.3精度
5.1.3.1潜艇模型的制作根据型值表及型线图进行，通过卡板保证线型正确及其加工精度，径向公差范围为±0.5mm，纵向公差不大于全长的0.05%。5.1.3.2螺旋桨模型的制作根据型值表进行，螺旋桨直径（D)及叶面厚度（t)的加工公差范围为±0.10mm，叶面宽度（c）的公差范围为±0.20mm，相对螺距（P/D）的公差范围应不大于设计值的0.5%，表面粗糙度要求对螺旋桨叶面为Ra1.6（GB1031一1983），其余表面为Ra3.2。此外，还应对螺旋桨模型进行动平衡检查。
5.1.4外观检查
5.1.4.1用于阻力、自航试验的潜艇模型外观试前应线型光顺、主附体完好，油漆表面光滑，无突出；试后模型表面无（浸水）龟裂、变形、破损。5.1.4.2用于自航（含散水)试验的螺旋桨模型外观检查桨叶表面应光顺、连续、无突变，过渡均匀，导边圆弧连接，无尖点。
5.1.5模型尺度
5.1.5.1用于阻力、自航试验的潜艇模型长度应不小于5m。5.1.5.2用于自航试验的螺旋桨模型直径应不小于0.15m。5.1.6激流
5.1.6.1模型试验应在紊流状态下进行，当雷诺数较低（Re.<2x10）时，模型表面应安装直径大小为0.5mm～1.0mm的激流丝（或采用激流钉等其它激流装置），激流丝的安装位置为模型柱向后距离约为船长百分之五（%5L）的地方。5.1.6.2附体阻力试验时，指挥室围壳的雷诺数应达到Re.>5×10°，尾附体的雷诺数也应达到10°数量级，否则应在附体表面前端安装激流丝或其它激流装置，激流丝大小要求同5.1.6.1。5.1.6.3自航（含散水)试验时的螺旋桨模型，通常不采取激流措施。5.2模型安装
5.2.1加工好的潜艇模型，试验前应先进行附体安装、划水线标记等准备工作。5.2.2附体的安装、水上状态吃水线的标记，均应在按GB4986一1985标准制造、精度不低于2级的校验平台上进行。
5.2.3水上状态试验模型通过测力仪直接与拖车连接，模型拖点方向应尽量与螺旋奖轴线一致。5.2.4水上状态试验模型吃水应与实艇相似，且以排水量为准。5.2.5水上状态试验模型首尾应加装航向保持装置，且应只限制模型的偏航，而不影响模型的纵摇、升沉运动。
CB/Z216—2008
5.2.6水下状态试验时艇模上的测力仪通过剑杆（注：即支柱，.下同）与拖车连接。5.2.7水下状态试验时剑杆的长度应使模型的相对浸深（即模型中心线离水面的距离与模型长度之比）不小于0.28。
5.2.8水下状态试验时艇模安装应采用龙骨向上，指挥室朝下的倒装方式；安装时应保证剑杆仅与模型接触，模型处于无纵倾、无偏转状态，位于水池中心且与轨道中心线平行。5.2.9通气管及潜望状态试验，艇模上的测力仪也通过剑杆与拖车连接。模型安装采取龙骨向下，指挥室朝上的正装方式，其余按5.2.8的要求，5.2.10桨模的安装应保证安装好的桨模转动自如，治轴响前后无“串动”现象，并采取有适当的防浆标准
模松动措施。
5.3测试系统
5.3.1测试仪器及精度
5.3.1.1测试仪器及装置
测试仪器及装置如下
车速测量装
阻力仪；
升沉测量
水温计：
自航仪
浆模转
仪器精
用于试验测
阻力仪
车速测
推力、
转速：
升沉：
复水上状态
模推力、扭矩
装置。
器、装置应满足下列精度要求：的仪
量装量置
值的0.2%；
最大值的0.1%：
最大值的0.2%；
的0.1%；
标定包括仪表
仅水上状态
装置标定
统检验。
科装置均应定期标
所有测试度
标定的周期不应超过
5.3.2.3仪表、装置的标定来用标准有
内使用或在鼠前标定，通用仪表定期并应在标定有效期
码或标准脉冲信号
作为系统输入
系统检验应通过标（准）模
（型试验
单独进行。
修后、更换设备或应客户要
6试验
6.1阻力试验
6.1.1水上状态
标模试验的周期不应超过
6.1.1.1艇模速度按傅氏数相似确定，试验速度应涵盖所要求的测试范围。进行。
年，特殊情况如水池检
6.1.1.2测试点的分布，以测试点子在阻力曲线上相对阻力值而言接近均布为原则；测点的间隔，应接近所测范围的1/18～1/20为宜，在阻力峰谷附近应增加测试点数，以充分体现峰谷特征。6.1.1.3艇模排水量及纵倾状态应与实艇保持相似。6.1.1.4正式试验前应先试车2~3次。6.1.1.5试验时，当加速至测试段速度稳定后应松开拖曳夹紧装置，使艇模仅与阻力仪相连，同时记录艇模的速度、阻力及舰升沉。6.1.1.6测试段结束停止数据记录，同时将艇模夹紧并减速，结束该航次测试。重复上述测量过程，直到所有速度点子测试完毕。6.1.1.7
CB/Z216——2008
6.1.1.8试验过程中，应随时注意试验结果有无异常。发现异常后，应立即进行原因排查，若原因不明或虽已知原因但无法现场采取纠正措施，且异常情况有可能影响试验结果的准确性，应停止试验并将异常情况记录备查。
6.1.1.9其余要求应符合CB/Z3261982的规定。6.1.2水下状态
6.1.2.1水下状态阻力试验包括全附体阻力试验和拆附体阻力试验，附体通常包括水平舵或围壳舵、指挥室围壳、导弹舱盖、尾稳定翼/等，有时还包括声纳导流罩等。6.1.2.2拆附体阻力试验时，拆除各附体的顺序可从首部向尾拆，也可从尾部向首拆，其顺序应在结果处理时和试验报告中给予说明。水下试验时的测试记录参数包括艇模的速度及阻力。6.1.2.3
试验时的车速范围及点子数，应从傅氏数Fr略小于1.0开始，到傅氏数Fr大于1.0，并使阻力结果出现平稳的形状阻力系数曲线段。试验中的异常情况处理同6.1.1.8。6.1.2.5
6.1.3通气管状态
通气管状态阻力试验艇模速度按傅氏数相似准则确定。6.1.3.1
6.1.3.2通气管状态阻力试验分两步进行，第一步先进行通气管浸深状态阻力试验，第二步再进行深潜状态（浸深满足5.2.7条规定）下的阻力试验，要求两者的速度范围相同。6.1.3.3通气管试验时的测试记录参数包括艇模的速度及阻力。6.1.3.4异常情况处理同6.1.1.8。6.2自航试验
6.2.1水上状态
艇模速度按傅氏数相似确定，试验速度范围应涵盖实艇水上状态所对应的速度范围。6.2.1.1
6.2.1.2试验时，艇模排水量及纵倾状态应与实艇保持相似。自航试验时模型状态为全附体状态，并且宜在相同状态下的阻力试验之后进行。6.2.1.3
6.2.1.4试验宜采用强迫自航法，具体要求如下：a)
试验开始时应先扣除轴的摩擦（俗称“扣零”），扣零宜在不带桨情况下进行；每一（艇模）速度下，在船模自航点附近改变转速不少于四（个转速）点，同一自航状态下改变艇模速度不少于五点：
c）对于每一速度，启动拖车时同时启动螺旋桨，当车速和桨速都稳定后，同时记录艇模速度、转速、强制力、浆模推力及扭矩等参数：d)
试验结束前应重复进行扣零。
异常情况处理同6.1.1.8。
其余要求应符合CB/T347-1997的规定。水下状态
作情况，
水下状态自航试验应在仪器量程许可的情况下，提高试验速度，使雷诺数达到10\以上量级。试验时模型状态为全附体状态。正式试验前应先进行强制力仪器的试前标定，标定时模型状态应与试验时一致。试验宜采用强迫自航法，按6.2.1.4要求进行。用于水下自航试验的电机、自航仪等必须预先采取水密措施，在试验过程中应随时注意其工可采用抽水等手段维持其水密要求。异常情况处理同6.1.1.8。
通气管状态
模型状态为全附体状态。
艇模速度按傅氏数相似确定，试验速度范围应涵盖实艇通气管状态所对应的速度范围。按6.2.2.3进行试前标定。
先进行通气管浸深下的自航试验，采用强迫自航法，按6.2.1.4要求进行。再进行同样速度范围的深潜状态（浸深满足5.2.7规定）的自航试验，按6.2.1.4要求进行。敬水试验
为分析自航试验结果，应进行（螺旋）桨模（型）散水试验。5
CB/Z216—2008
6.2.4.2试验时，水上状态及通气管状态桨模的浸深应与实艇的螺旋桨状态相对应。6.2.4.3试验时，除需进行满足浆模临界雷诺数要求Re>3x105（对于大侧斜浆，则要求上述雷诺数Re>6x10°）的水试验外，还应进行与相应状态下自航试验同转速的澈水试验。注：如果自航时转速已满足上述临界雷诺数要求则不需另外进行散水试验。6.2.4.4其余要求应符合CB/T346一1997的规定。7数据的录取与处理
7.1阻力试验
7.1.1水上状态
7.1.1.1艇模总阻力系数按下式计算：Cm=Rm/ (0. 5xpxV×S)
式中：
S—取为模型全附体湿表面积。
7.1.1.2剩余阻力系数如下求得：C= Ca-Cm
其中摩擦阻力系数Cm按1957年ITTC公式计算：Ca=0. 075/(10g1oRen-2)2
7.1.2通气管状态
7.1.2.1总阻力系数按下式计算：式中：
S——取为模型全附体湿表面积。Ca=Rm/ (0. 5xpxV×S)
（1)
(（4)
7.1.2.2兴波阻力系数按如下方法获得：将按6.1.3.2进行的阻力测量结果相减后进行无量纲化，即得兴波阻力系数。
7.1.2.3总阻力系数可分解成摩擦阻力系数、粘压阻力系数和兴波阻力系数，即：Ca= Ca+Co+C
式中：
Cm摩擦阻力系数，按公式（3）计算；C一粘压阻力系数，采用用水下状态阻力试验获得的形状阻力系数值；G——兴波阻力系数，按7.1.2.2进行计算。7.1.3水下状态：
7.1.3.1全附体阻力试验
7.1.3.1.1模型总阻力系数分成摩擦阻力系数和形状阻力系数：Cm=Rm/(0.5xpxV×S)
式中：
-取为模型全附体湿表面积。
7.1.3.1.2形状阻力系数按下式确定：C=Ca-Ca
式中：
Cm—摩擦阻力系数，按式（3）计算。·(5）
（7）
7.1.3.1.3以剩余阻力系数C为纵坐标，傅氏数F为横坐标，在C~F曲线图上曲线的平稳/直段以算术平均法求得C的平均值。
7.1.3.2拆附体阻力试验
各附体形状阻力系数由拆除该附体前后的形状阻力系数之差确定：Cap=R:/(0.5xpaxV2xS)-Ri+1/(0.5xpaxVxS)式中：
（8）
S—取为模型裸艇体湿表面积。
7.2自航试验
7.2.1水上状态
CB/Z216—2008
7.2.1.1试验结果以自航曲线形式给出，在每一速度下，绘制螺旋桨转速为横坐标，强制力、推力、扭矩为纵坐标的自航曲线。
7.2.1.2按下式确定模型摩擦阻力修正：F=0.5xpxVxS.×(C-Cts-4C)
7.2.1.3根据上式计算的F,在自航曲线上找到模型自航点，由此可查得对应的转速nm、推力T、扭矩Q。计算得：
J=V/( nX D) .
Km= T/( pXnx D)
K= Q/( pXn2x D)
·（12）
7.2.1.4按式（11）计算之Km值，在螺旋桨敞水性征曲线上查得J、Komo，如下计算实效伴流分数：W=1-J/
及相对旋转效率：
na= Komo/ Ko
7.2.1.5按下式计算推力减额分数：t=(T+R-R)/T
7.2.1.6按下式计算船身效率：
nm=(1-t) /(1-W)
7.2.1.7按下式计算推进效率：
·（13)
·(14)
· (15)
7.2.1.8对不同速度，重复上述计算过程，由此可得每一速度下的自航因子、\m、t及各种推进效率\0m、nm、nDm。免费标准bzxz.net
7.2.2通气管状态
7.2.2.1首先将通气管状态下的自航试验数据，按7.2.1.1～7.2.1.6进行处理，数据处理时应采用与自航试验同转速下的螺旋浆水性征曲线，可获得该浸深状态对应不同速度的自航因子、\m、t。7.2.2.2再将深潜状态（浸深满足6.2.7规定）下的自航试验数据，按7.2.1.1～7.2.1.6进行同样处理，数据处理时应采用与自航试验同转速下的螺旋桨散水性征曲线，可获得该状态下对应不同速度的自航因子W、\m、ta。
7.2.2.3将7.2.2.1与7.2.2.2状态下获得的各组自航因子需、\m、t分别相减，可获得自航因子的兴波分量。
7.2.2.4按式（16）及式（17）计算通气管状态下的船身效率及推进效率。7.2.3水下状态
按F=0在自航曲线上找到模型自航点，再按式（10）～式（15）计算各自航因子。7.2.3.1
按式（16）及式（17）计算船身效率及推进效率。7.2.3.2
7.2.4敲水试验
散水试验结果以散水性曲线形式给出。按下式计算推力系数和扭矩系数：K== T / (pXnxD*)
K = Q / (pXnxD5)
7.2.4.3按下式计算水效率：
式中：
进速系数按下式计算
70m =J/ (2x元)× Krg/ Kom
J= V / (nxD)
·(18)
·(21)
CB/Z216—2008
以进速系数J为横坐标，推力系数K、扭矩系数10Ko及水效率nm为纵坐标，画出散水性7.2.4.4
证曲线。
其余要求应符合标准CB/T346一1997的要求。-7.2.4.5
7.3结果评定
7.3.1试验结果的有效性应通过标模试验和不确定度分析等手段来表征。7.3.2标模试验按5.3.2.4要求进行。7.3.3试验结束后，根据需要（如委托方要求等）应能提供试验结果的不确定度分析，不确定度分析按GJB3756一1999的规定进行。
试验报告
试验结果的全面情况应通过试验报告a)
试验日期；
模型（含桨模
模型缩尺及三
排水量及吃
试验状态
激流情况
试验水油
池水温
试验情
试验结
尺度：
定度分析等）
，试验报告通常应包含以下内容：得
0002160l02008
中华人民共和国
船舶行业标准
潜艇模型阻力、自航试验方法
CB/Z216-2008
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邮政编码：100081
网址：www.shipstd.com.cn
电话：010-62185021
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开本880×12301/16
2008年9月第1版
2008年9月第一次印刷
印数1-500
船标出字第2008024号
定价25元
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