摘 要：吃水浅，航速快是近海快速救助船型最主要的特点，因此保持较高的航速对提高此类船舶的救助能力非常重要。针对如何发挥此类救助船的设计性能以达到最高航速的问题，从主机、喷泵、推力矢量、船体阻力四个角度进行额外能量损失的分析，对日常的管理和维护进行了总结。
关键词：能量损失 燃油品质 推力矢量 航行状态 阻力分析
近海快速救助船的部分参数（以南海救202轮为例）：总长49.90m，水线长43.50m，型宽13.10m，型深4.50m，试航吃水1.70m，正常设计吃水1.80m，满载设计吃水（不含压载水）1.90m，试航排水量242.0t，正常排水量240.0t，满载排水量（不含压载水）260.0t。
担保航速：在主机最大功率（100%MCR）时，试航区域风力不超过蒲氏3级、海况不超过2级、平潮水深大于20m、船体无污底时，试航排水量下的试航航速大于30kn。对于此类特定船型，不需对设计的过程及参数进行推导及描述。在日常管理中只需以试航报告为依据，尽可能得达到或接近试航报告中所要求的条件及相应参数，以尽可能充分地发挥此类型救助船的性能。
对此特定船型，引入能量表达式：Ee≈Et-Ea-Ec，式中：
Ee——有效推进船舶行进的能量；
E——主机发出的有效推进能量；
Ea——额外损耗能量；
Ec——其他固定损耗（对于本文此船型可认为为常数）。
从上式可以看出，分析高速船速度下降的原因，等同于分析船舶有效地接收主机发出的推进能量比及高速航行时的额外能量损失。而如何尽可能地减少额外的能量损失以使主机喷泵发出设计工况功率，即为后续的故障排除。
1.与主机有关的影响因素
对于本文所分析的特定机型，可以近似认为柴油机热效率及机械效率在一个周期内是不变的常数，这个常数与柴油机功率曲线、冷却淡水温度、滑油温度等有关。本文仅讨论全负荷且冷却淡水和滑油等的温度都在正常范围时的工况。
对于总运行时间还比较少的主机，在各系统工作正常的情况下，对柴油机最大功率输出影响最大的是加装燃油的品质，所加装的燃油的热值必须达到主机的最低要求才能保证主机发出正常的功率。 如果在工况良好时出现了主机发出功率不足的情况，需要高度怀疑所加装燃油的品质问题。
2.与喷泵有关的影响因素
对于已经定型设计的主机与喷泵的机桨配合，不再讨论选型问题与工况配合曲线问题，而应在日常中加强对喷泵的管理与维护。喷泵的间隙对于推进效率的影响巨大，因此在每次坞修时必须检查喷泵泵叶与泵壳的间隙，超标的必须调整。在航行中必须避开半漂浮固态垃圾以避免由于喷泵吸入垃圾对流道及泵叶造成冲击损坏。喷泵吸入缆绳及垃圾后，喷泵不平衡离心力引起的剧烈振动会引发喷泵的轴承损伤，因此航行中需要确认喷泵无振动后才能逐渐加车。
日常需要加强对轴系支撑轴承的检查，需要确保轴承的温度在正常范围。每两年需要拆开更换轴系支撑轴承处润滑油脂。要选用规定牌号的润滑脂，并且保证加注的量要适当，过少不仅起不到润滑作用反而极易引起轴承的烧毁，过多又会引起轴承发热从而会加剧润滑脂的融化及流失。在日常的维护工作中还要注意判断中间连接轴承及喷泵轴承的阻力，标准为脱掉离合器后，应不借助加力工具即可轻松对尾轴盘车。
3.推力矢量损失的影响
喷水推进的推力矢量与船舶前进方向一致时主机的推进效率是最高的，但在实际航行中这种情况是不可能达到的，即推力矢量一定会有损失，分为水平截面推力矢量损失和垂直截面推力矢量损失。
3. 1水平截面推力矢量损失的影响
当发现喷水器出流不对称，而需要压舵操作才能前行时，在确认左右主机转速相同并且左右喷泵未因吸入杂物而引起流通面积变化后，即可判断为喷泵零位不对中，需要进行零位的矫正。
3.2垂直截面推力矢量的损失的影响
对于高速船型，适度的吃水保证了船舶能在小水面状态工作。同时由于吃水差决定了船舶航行形态，应尽可能使喷泵的高速出流保持水平，以减少在纵截面上的推力矢量的损失。
4.船体阻力的影响
4. 1海生物附着的额外影响
船舶航行总阻力由摩擦阻力，兴波阻力，形状阻力及其他阻力组成。而双体船与相同排水量的单体船相比，由于是一个船体分成两个片体，因此单个片体的长度排水体积系数L/▽1/3或长宽比L/B都较大，这对于减小水面兴波、降低兴波阻力和减小粘压阻力是非常有利的。但双体船较相当的单体船的湿面积更大，所以摩擦阻力亦更大，同时两片体内侧之间存在着兴波干扰作用，亦将对阻力性能产生不利影响。尽管是小水面船型，但由于湿面积较大，海生物的附着对船的阻力性能势必产生很大的影响。
4.2船体航态不良引起的额外影响
吃水差决定了船体的航行状态，不合适的吃水差，不仅会引起推力矢量在纵截面的损失，同时也破坏了船体的小截面状态，额外地增加了航行阻力。
5.避免高速船速度下降的维护措施
从上述分析的影响因素看出，在航行过程中，应以试航报告为依据，尽量达到试航报告所要求的条件与对应参数，为保持高速航行能力，日常管理思路如下：
（1）按照SMS体系及主机喷泵等说明书的要求，对主机的燃油、滑油、空气系统等进行可靠的维护；对供给主机舱空气的风机进行有效维护，以保证主机在全速运行时主机舱有足够的新鲜空气量及合适的空气温度；对喷泵的液压反馈系统进行有效的检查和维护，保证喷泵正确的零位；对喷泵的润滑系统及中间轴承等进行有效的维护，保证各轴承工作正常，减少摩擦损失。航行时需尽量避开漂浮物以避免引起喷泵叶轮及轴承流道等的损坏。
（2）尽可能地保持试航状态下的各船体参数在正常范围内，包括吃水及吃水差，由于此高速船的设计自持力为不小于3天（在正常船员编制条件下，正常排水量状态，燃油20t，航速25kn时，续航力不小于520n.mile；在正常排水量状态基础上，燃油装载25.5t，航速23kn时，续航力约700n. mile；在正常船员编制条件下，自持力不小于3天），因此要避免过多备件及物料等的堆积，并且通过合理地安排备件及物料等的放置位置来调整吃水差以保证高速航行时的正确航态。
（3）加装合格的燃油，并确保主机分水滤器等的正常工作。对于加装燃油后的第一次航行，如其他因素未变化而船速明显下降，应高度怀疑燃油品质问题，限于船上条件，应保存好供油化验单据及油样，必要时申请第三方进行燃油品质的鉴定。
（4）实践证明船体的海生物附着对高速船船速的影响巨大，因此需要进行定期的高速航行冲刷作业，并且在降速的节点（速度降低百分比最大时）对船体海生物进行有效的清除。
6.结论
以能量表达式Ee≈Et-Ea-Ec为基点，分析了主机、喷泵、推力矢量及船体阻力对高速船航速的影响，针对这些因素的作用原理提出了日常的管理维护措施以保持船舶的高速航行。
参考文献：
[1]船体说明书（南海救202）.英辉南方造船（广州番禺）有限公司.2014
[2]工作液和润滑油规格.MTU有限公司，2014.
[3]韩小林.叶轮径向间隙对喷水推进轴流泵性能的影响[J].江苏船舶，2008，25（1）：5-8.
[4]李本文，MJP喷水推进装置救助船培训，资料.2015.
[5]吴晓光，黄连中.轮机长业务（海船船员适任考试教材）[M]，大连海事大学出版社.2013.
[6]刘红.船舶原理（航运管理系列教材）[M].上海交大出版社，2009.