第一篇：船舶运动控制概述
船舶运动控制概述
随着经济全球化的加剧，现代物流业飞速发展，市场对进出口的需求越发的加大，造成了与之相应的航运自动化的繁荣发展，各种新的控制算法不断地应用于传播控制以提高营运的经济效益。作为大连海事大学自动化专业的学生，我们有必要了解船舶相关的知识，包括船舶运动控制，船舶控制系统，船舶导航等的相关知识。并将储备的知识运用到以后的学习与工作中。
一、欠驱动船舶的控制器设计
首先我们先来聊聊船舶的驱动。由于船舶动力驱动结构具有非完整约束和典型的欠驱动特性,而且航行条件的变化、环境参数的严重干扰和测量的不精确性等又使船舶运动呈现出大惯性、长时滞、非线性等特点,采用传统的船舶控制方法已经不能满足控制要求,必须探索新的船舶控制方法。
欠驱动系统是指由控制输入向量空间的维数小于系统广义坐标向量空间维数的系统，即控制输入数小于系统自由度的系统[1]。欠驱动船舶模型一般都具有非线性运动方程的形式，欠驱动船舶模型一般都具有非线性运动方程的形式，欠驱动船舶模型一般都具有非线性运动方程的形式，约束都是不可积的微分表达式,属于非完整系统。
研究欠驱动船舶的控制器设计也具有非常重要的现实意义。一个欠驱动船舶以较少数目的驱动器来完成航行任务,降低了系统的费用及重量,提高了营运效益,同时也会因控制设备的减少而降低船舶机械故障的发生率,使系统运行更加稳定而易于维护。更为重要的是,欠驱动控制同时对船舶完全驱动系统提供了一种备份控制技术。如果全驱动系统遇故障不能正常运行时,可采用欠驱动船舶控制策略,利用仍在工作的控制器对船舶进行有效控制,增大设备出现故障时系统的可靠性。
正是由于上述原因,对欠驱动船舶的控制研究得到了广泛重视并成为控制领域的研究热点之一[2]。作为一种特殊的非线性控制方法,欠驱动船舶控制技术的发展目前还存在着很多问题,有待于更多的科技工作者致力于深入的研究。为了促进欠驱动船舶控制技术的发展,本文在查阅有关资料的基础上,对欠驱动船舶数学模型、控制方法及其发展做了较为详细的综述,并对该领域存在的问题以及可能的发展方向进行了探讨。
如果把船舶作为一个刚体来研究,则船舶的运动有六个自由度,称之为横摇、纵摇、艏摇、横荡、纵荡和垂荡。考虑常规船舶水平面运动的控制,所关心的主要是船舶在水面上的位置和航向,而且就低重心的普通船舶而言,垂荡、纵摇和横摇对其水平面运动影响甚微,可以忽略。因此水面船舶的六自由度运动就可以简化为沿x方向前进、y方向横移及绕z轴旋转(艏摇)的三自由度运动。由于船舶的推进装置仅装备有螺旋桨推进器和船舵,也就是说系统只有2个控制输入(前向推力和旋转力矩),但需要同时控制船舶在水平面运动的3个自由度,因此对常规船舶平面运动的控制研究可归结为欠驱动控制问题。
上述的船舶的控制问题 ,船的质量和阻尼矩阵都假定为三角阵 ,船舶模型参数和环境干扰的不确定性也被忽略 ,都是在理想的条件下对船舶进行镇定Π跟踪控制。
二、船舶操纵的控制技术发展
船舶操纵的自动舵是船舶系统中不可缺少的重要设备,随着对航行安全及营运需求的增长，人们对自动舵的要求也日益提高。本世纪20年代,美国的Sperry和德国的Ansuchz在陀螺罗径研制工作取得实质进展后分别独立地研制出机械式的自动舵,它的出现是一个里程碑,使人们看到了在船舶操纵方面摆脱体力劳动实现自动控制的希望,这是第1代自动舵。机械式自动舵只能进行简单的比例控制,为了避免振荡,需选择低的增益,它只能用于低精度的航向保持控制。本世纪50年代,随着电子学和伺服机构理论的发展及应用,集控制技术和电子器件的发展成果于一体的、更加复杂的第2代自动舵问世了,这就是著名的PID舵。自然PID舵比第1代自动舵有长足进步,但缺乏对船舶所处的变化着的工作条件及环境的应变能力,因而操舵频繁,操舵幅度大,能耗显著。
到了60年代末,由于自适应理论和计算机技术得到了发展,人们注意到将自适应理论引入船舶操纵成为可能,瑞典等北欧国家的一大批科技人员纷纷将自适应舵从实验室装到实船上,正式形成了第3代自动舵。自适应舵在提高控制精度、减少能源消耗方面取得了一定的成绩,但物理实现成本高,参数调整难度大,特别是因船舶的非线性、不确定性,控制效果难以保证,有时甚至影响系统的稳定性,尽管存在这些困难,熟练的舵手运用他们的操舵经验和智慧,能有效地控制船舶,为此,从80年代开始,人们就开始寻找类似于人工操舵的方法,这种自动舵就是第4代的智能舵。此外,80年代前船舶上安装的自动舵一般只能进行航向控制,它可把船舶控制在事先给定的航向上航行。随着全球定位系统(GPS)等先进导航设备在船舶上装备,人们开始设计精确的航迹控制自动舵,这种自动舵能把船舶控制在给定的计划航线上。
1.PID控制
直到70年代早期,自动舵还是一个简单的控制设备,航向偏差给操舵设备提供修正信号,对海浪高频干扰,PID控制过于敏感,为避免高频干扰引起的频繁操舵,常采用“死区”非线性天气调节,但死区会导致控制系统的低频特性恶化,产生持续的周期性偏航,这将引起航行精度降低,能量消耗加大[3]。
此外,当船舶的动态特性(速度、载重、水深、外型等)或外界条件(风、浪、流等)发生变化时,控制参数需连续地进行人工整定,控制参数不合适的控制器将导致差的控制效果,如操舵幅度大、操舵频繁等,而人工整定参数很麻烦,为此,人们提出了自适应控制方法。
2.自适应控制
任何自适应系统都应能连续地自动辨识(整定)PID算法的控制参数,以适应船舶和环境条件的动态特性。目前提出的方法主要有自适应PID设计法、随机自适应法、模型参考法、基于条件代价函数的自校正法、最小方差自校正法、线性二次高斯法、H∞控制法、变结构法等,这些自适应方法都有各自的优缺点,并且自适应法还处于不断的发展过程中。
总之,自适应控制技术不仅与代价函数的估计值有关,而且也与精确地建立扰动模型有关,在船舶所遇到的复杂的工作台条件下,自适应自动舵并不能提供完全自动的最优操作。
3.智能控制 对有限维、线性和时不变的控制过程,传统控制法是非常有效的,如果这样的系统是充分已知的,那么,它们能用线性分析法表示、建模和处理,但实际船舶系统常具有不确定性、非线性、非稳定性和复杂性,很难建立精确的模型方程,甚至不能直接进行分析和表示,而人工操作者通过他们对所遇情况的处理经验和智能理解与解释,就能有效地控制船舶航行.因此,人们很自然地开始寻找类似于人工操作的智能控制方法。目前已提出3种智能控制方法,即专家系统、模糊控制和神经网络控制。
专家系统的关键技术是知识经验的获取与表示。Brown等采用了模仿人工操作的专家系统方法,而并没有直接使用船舶的数学模型,通过研究人工操作与普通自动舵控制之间的差异,建立了规则库以便修正自动舵的特性,也就是自动舵与基于规则的专家系统之间进行交互作用。例如,舵手把两次连续的转弯当作一次长的转弯来处理,这种措施及其它类似措施都可在修正后的自动舵上实现。此文还论述了这种模拟人工操作的自动舵构造方法,当然,这里的舵手是选择对不同船舶、工作条件、环境及可能发生的情况很有处理经验的人。这种的自动舵专家系统与船舶操纵模型无关。
通过查阅老师推荐的相关资料,我们了解了关于船舶的控制相关的方法的知识,包括PID控制、自适应控制、智能控制等。不仅扩充了船舶控制系统相关的知识，更学会了和熟练了查找相关文献资料的技能。为我们以后的学习和工作打下了良好的基础。
参考文献：
[1]周祥龙，赵景波.欠驱动非线性控制方法综述[J]，工业仪表与自动化装置，2004 [2]LMANOVSKY K,MCCLAMROCH N H.Development in non-holonomic control problems.IEEE Control System Magazine,1996 [3]张显库，贾欣乐.船舶运动控制，国防工业出版社，2006.2 [4]杨承恩等.船舶舵阻摇及鲁棒控制,大连海事大学出版社,2001
第二篇：第一章 船舶动力装置概述
第一节
船舶动力装置的组成、类型和发展
一、船舶动力装置的组成
现在的船舶动力装置主要由推进装置、辅助装置、管路系统、甲板机械、防污染设备和自动化设备等六部分组成。1．推进装置
推进装置是指发出一定功率、经传动设备和轴系带动螺旋桨，推动船舶并保证一定航速航行的设备。它是船舶动力装置中最重要的组成部分，包括：（1）主机。主机是指提供推动船舶航行动力的机械。如柴油机、汽轮机、燃气轮机等。
（2）传动设备。传动设备的功用是隔开或接通主机传递给传动轴和推进器的功率；同时还可使后者达到减速、反向或减振的目的。其设备包括离合器、减速齿轮箱和联轴器等。
（3）轴系。轴系是用来将主机的功率传递给推进器。它包括传动轴、轴承和密封件等。
（4）推进器。推进器是能量转换设备，它是将主机发出的能量转换成船舶推力的设备。它包括螺旋桨、喷水推进器、电磁推进器等。2．辅助装置
辅助装置是指提供除推进船舶运动所需能量以外，用以保证船舶航行和生活需要的其他各种能量的设备。主要包括：（1）船舶电站。（2）辅锅炉装置。（3）压缩空气系统。3．管路系统
管路系统是用来连接各种机械设备，并输送相关流体的管系。由各种阀件、管路、泵、滤器、热交换器等组成，它包括：
（1）动力系统。为推进装置和辅助装置服务的管路系统。主要包括燃油系统、滑油系统、海淡水冷却系统、蒸汽系统和压缩空气系统等。
（2）辅助系统。为船舶平衡、稳性、人员生活和安全服务的管路系统。主要包括压载系统、舱底水系统、消防系统、日用海/淡水系统、通风系统、空调系统和冷藏系统等。4．甲板机械 为保证船舶航向、停泊、装卸货物所设置的机械设备。它主要包括：舵机、锚机、绞缆机、起货机、开/管舱盖机械、吊艇机及舷梯升降机等。5．防污染设备
用来处理船上的含油污水、生活污水、油泥及各种垃圾的设备。它包括油水分离装置（附设有排油监控设备）、生活污水处理装置及焚烧炉等。6．自动化设备
为改善船员工作条件、减轻劳动强度和维护工作量、提高工作效率以及减少人为操作失误所设置的设备。主要包括：遥控、自动调节、监控、报警和参数自动打印等设备。
二、船舶动力装置的类型 1．蒸汽动力装置
根据运动方式的不同，蒸汽动力装置有往复式蒸汽机和汽轮机两种。汽轮机推进装置的优点：
（1）由于汽轮机工作过程的连续性有利于采用高速工质和高转速的工作轮，因此单机功率比活塞式发动机大。
（2）汽轮机叶轮转速稳定，无周期性扰动力，因此机组振动小、噪声低。（3）磨损部件少，工作可靠性大。
（4）可使用劣质燃油，滑油消耗率也很低。汽轮机推进装置的缺点：（1）装置的总重量、尺寸大。
（2）燃油消耗大，装置效率较低，额定经济性仅为柴油机装置的1/2-2/3；在相同的燃油储备的情况下续航力降低。（3）机动性差，备车时间长。2．燃气动力装置
在燃气动力装置中，根据发动机运动方式的不同，有柴油机动力装置和燃气轮机动力装置两种。1）柴油机动力装置
柴油机动力装置具有如下优点：（1）具有较高的经济性。（2）重量轻。
（3）具有良好的机动性，操作简单、启动方便、正倒车迅速。柴油机动力装置也存在如下缺点：
（1）由于柴油机的尺寸和重量按功率比例增长快，因此单机组功率受到限制。（2）工作时噪声和振动较大。
（3）中、高速柴油机的运转部件磨损较严重。
（4）传统的柴油机在低速时稳定性差，因此不能有较低的最低稳定转速，影响船舶的低速航行性能。另外，柴油机的过载能力也较差。2）燃气轮机动力装置
燃气轮机动力装置有如下优点：
（1）单位功率的重量尺寸较小，机组功率也较大。
（2）良好的机动性，从冷态起动至全负荷时间仅需几分钟的时间。燃气轮机动力装置也有如下缺点：
（1）燃气轮机自身不能反转，如果作为主机，倒车时必须设置专门的变向设备。
（2）必须借助于电机或其他起动机械起动。
（3）由于燃气的高温作用，使叶片工作可靠性较差，寿命短。
（4）由于燃气轮机工作时空气流量大，因此进、排气管道尺寸较大，舱内布置困难，甲班上有较大的管道通过切口，影响船体强度。（5）燃油消耗率较高。3．核动力装置
核动力装置是以原子核的裂变反应所产生的巨大能量，通过工质（蒸汽或燃气）推动汽轮机或燃气轮机工作的一种装置。核动力装置有如下优点：
（1）核动力装置以少量的核燃料能释放出巨大的能量，这就可以保证船舶以较高的航速航行很远的距离。
（2）核动力装置在限定的舱室空间内所能供给的能量，比一般其他型式的动力装置要大很多。
（3）核动力装置的最大特点是不消耗空气而获得能量，这就不需要进、排气装置。
核动力装置的缺点：
（1）核动力装置的重量、尺寸较大。
（2）核动力装置的操纵管理、检查系统比较复杂。（3）核动力装置的造价昂贵。
三、柴油机动力装置发展趋势及管理重心的变化 1．船舶动力装置发展的趋势
1）柴油机动力装置继续占主导地位，并在不断发展（1）大型低速机向两极发展，即开发多缸、大缸径和少缸、小缸径的机型，以适应大型、超大型船舶和小型船舶。
（2）大功率中速柴油机仍然是大型客船、滚装客船、滚装船的推进动力装置的首选。
（3）船舶柴油机的控制技术向电子化、智能化方向发展。（4）双燃料发动机用于特种船舶推进装置的前景可观。
LNG船的动力装置基本上是蒸汽轮机，蒸汽轮机输出功率大、排出废气少、维护量少、可靠性高，但是蒸汽轮机的热效率低、燃油消耗率高。近年来，各种替代方案应运而生，例如天然气—燃油的双燃料二冲程和四冲程发动机的诞生等。与常规动力装置相比，双燃料发动机最大限度地利用了气体燃料，大大降低了燃油消耗（节约燃料20％～30％），同时，双燃料发动机的NOX排放量只相当于普通柴油机的1/10，,CO2的排放也相当低。双燃料发动机是LNG船主机的首选。目前主要机型有瓦锡兰公司生产的Wartsila的DF系列双燃料发动机、MAN B&W公司生产的ME-GI及四冲程双燃料发动机。随着人们对不污染海洋环境和大气的“绿色船舶”的期望，世界上众多的科研部门正在努力，以期减少柴油机动力装置的排放污染。
2）大型豪华旅游船的建造促进了电力推进系统的发展。
电力推进系统是通过电子变频技术，采用简单的交流电动机带动定螺距螺旋桨，根据需要从零到满负荷自由选择转速，以满足机动性和操纵性的要求。电力推进系统的优点：
①可省去中间轴及轴承，机舱布置灵活。
②可选用中高速柴油机，可使螺旋桨的转速得到均匀、大范围的调节。③倒车功率大，操纵容易，倒航迅速，船舶机动性提高。④主电机对外界负荷变化适应性好，甚至可短时堵转。3）高速船的发展为燃气轮机动力装置带来了生机。
由于燃气机在单位功率重量和尺寸方面的优势，加上其优良的加速性能、可靠性、振动小和低的NOX排放量等优点，被高速客船等采用。与柴油机相比，燃气轮机的不足之处主要是其较低的经济性。因此在作为推进动力时经常配备柴油机，而利用燃气轮机具有良好的起动性能用于加速工况，配上柴油机组成联合动力装置克服低工况油耗高的缺点，是高速船较合适的动力装置。实践表明燃气轮机机组可靠性达99.5％，热效率已达39％，加上其特有的NOX排放量低的优势，因此特别适合渡轮的使用要求。
4）推进装置一改以往单一供货方式而成套供货方式发展。5）环境保护要求更安全、更低排放的船舶动力装置。（1）安全要求动力装置的冗裕配置。
除将化学品船、液化气体船、油船等设计成双壳船体，还应采用冗裕配置推进装置及舵系，或设置应急动力装置，可保证主推进一旦失效，船舶仍能在恶劣海况下以6kn航速前进。最常见的方式是轴带发电机，当需要时主机与齿轮箱脱开，轴带发电机转为电动机，以发电机的电力带动螺旋桨实现船舶应急推进。更进一步的发展，是双套主推进系统。（2）低排放的船舶动力装置
人类对保护环境质量要求的日益严格，使船用柴油机废气排放对大气污染的影响亦受到了密切的关注。根据《MARPOL73/78公约》附则Ⅵ对功率大于130KW的柴油机NOX的排放的规定，现今的智能柴油机通过控制燃烧，能够满足低排放和经济性的要求，此外，燃烧良好还可减少颗粒物排放。在低排放方面，电力推进及燃气轮机更具有优势。2．轮机管理重心的变化
由于船舶自动化程度大幅度提高，计算机技术迅速发展，与20世纪的船舶相比较，轮机管理工作的重心发生了根本性的改变，因此，对轮机管理人员提出了更高的要求，其重点体现在以下几个方面：
（1）对轮机设备的检修方面。由于对船舶设备的工况检测仪器、仪表、故障诊断方法的日益完善，设备的维护、检修将从定时、定期模式向视情模式发展。（2）对船机设备的使用方面。由于船机设备的自动控制、自动故障监测的广泛使用，设备的使用管理已由传统的“管机为主”、“管电为辅”向“机电综合管理”方向发展。
（3）对轮机人员的业务要求方面。要求轮机人员不但有精湛的船机方面的知识，还要加强掌握船电方面专业知识和自动化方面的知识，这对于在现代化船舶上担任轮机管理工作的轮机人员显得尤为重要。
（4）对轮机人员的业务培训方面。要加强轮机人员的业务培训工作，使轮机人员尽快掌握和更新机电一体化方面的新技术和相关知识。
（5）对机电设备故障远程诊断方面。要加强专家故障诊断系统的建设和完善。（6）对机舱的资源更要加强管理。包括人力资源和设备等，使得机舱的资源能够充分发挥各自应有的作用。
第二节
一、对动力装置的要求
船舶动力装置的要求及性能指标
对船舶动力装置的要求，主要包括可靠性、经济性、机动性、重量和尺度、续航力、生命力等相关指标。1．可靠性
影响可靠性的因素主要有三个方面：设计制造（包括修复）的质量、安装工艺的水平、使用管理技术能力。使用管理技术能力对可靠性的影响表现在：严格按照造船规范建造是取得可靠性的先决条件；备件的数量和保管是提高可靠性的有力保障；管理人员的业务能力是影响可靠性的重要因素。2．经济性
船舶在营运中，船舶动力装置的维护费用占船舶总费用的比例很大，现在已超过50％。为了提高船舶的营运效益，必须尽量提高动力装置的经济性。3．机动性
机动性是指改变船舶运行状态的灵敏性，它是船舶安全航行的重要保证。船舶起动、变速、倒航和回转性能是船舶机动性能的主要体现，而机动性取决于动力装置的机动性，动力装置的机动性由以下几个指标来体现。（1）起航时间
从接到起航命令开始，经过暖机、备车和冲试车，使发动机达到随时可用状态的时间。这段时间越短的船舶其机动性越好。（2）发动机由起动开始至达到全功率的时间
这是加速性能的指标，这段时间的长短主要取决于发动机的型式、船体形状、螺旋桨形式、吃水及外界阻力大小等因素。影响发动机加速的因素是它的运动部件的质量惯性和受热部件的热惯性，热惯性更为突出，中速机优于低速机。船舶本身的阻力大小对发动机的加速性能也有很大的影响，由于调距桨对外界条件有很好的适应性，它的加速性能明显好于定距桨。（3）发动机换向时间和可能的换向次数
发动机换向所需的时间是指主机在最低稳定转速时，由发出换向指令到主机以相反方向开始工作所需的时间。换向时间越短，发动机的机动性越好。主机换向时间不得大于15s。
（4）船舶由全速前进变为倒航所需时间（滑行距离）
这是体现主机紧急倒车性能的指标。由于船舶惯性大，由全速前进变为后退所需的时间，总是大大超过发动机换向所需的时间。船舶开始倒航前滑行的距离主要取决于船舶的装载量、航速、主机的起动换向性能、空气瓶空气压力和主机倒车功率。
（5）发动机的最低稳定转速和转速禁区
在多缸柴油机中，由于各缸喷油泵柱塞偶件、喷油器针阀偶件的间隙和喷孔孔径间的差别，以及一般油量调节杆安装间隙的不同，使得船用主柴油机在低转速（低负荷）运转时，各缸供油量显著不均。严重时个别缸不能发火而使转速不稳，甚至自动停车。因而船用主柴油机都有一个使各缸都能够均匀发火的最低转速，称最低（工作）稳定转速。
船用主柴油机（尤其是直接驱动螺旋桨的主柴油机）的最低稳定转速直接影响船舶微速航行性能。一般低速柴油机的最低稳定转速不高于标定转速的30%，中速机不高于40%，高速机不高于45%。在主机使用转速范围内如果存在引起船舶或轴系共振的临界转速，则应规定为转速禁区，并以红色在主机转速表上标示。在主机使用转速范围内，转速禁区越窄越好。4．重量和尺度 5．续航力
续航力是指船舶在加足航行所需物资（燃油、滑油、淡水等，主要指燃油）后所能航行的最大距离或最长时间。它是根据船舶的用途和航区确定的。续航力不但和动力装置的经济性、物资储备量有关，也和航速有很大关系。6．生命力
生命力是指船舶在船机发生故障的情况下最大限度地维持工作的能力。
二、船舶动力装置的基本性能指标
动力装置的基本特性指标是指技术指标、经济指标和性能指标。这些指标是我们对船舶进行选型、设计和判断性能优劣的重要依据。1．船舶动力装置的技术指标
技术指标指标识动装置的技术性能和结构特性的参数。它主要指下列几个指标：
1）功率指标
功率指标表示船舶做功的能力。为了保证船舶具有一定的航速，就要求推进装置提供足够的功率。动力装置的功率是按船舶的最大航速确定的。在船舶以一定的航速前进时，螺旋桨产生的推力，必须克服船体对水和风的阻力，这些阻力取决于船舶线型、尺寸、航行速度，以及风浪大小和航道深浅等。（1）船舶有效功率PR 船舶有效功率PR指推进船舶航行所需功率。运行阻力R(N)，船舶的航行速度vs（m/s），则有效功率
PR= R×vs×1/1000 KW PR常称为拖曳功率，可以从船模或实船的静水试验中得出。阻力R，相当于速度vs拖动船模（或实船）时绳索上的拖曳力。
（2）主机的输出功率
主机的输出功率即主机的制动功率或主机的有效功率。如果考虑了推进轴系的传动损失，主机的供给功率实际上就是主机的额定功率。
新船设计时，估算船舶的有效功率PR可用“海军常数法”进行估算。（3）相对功率
相对功率就是对应于船舶每吨排水量所需的主机有效功率。
Pr= Pe/ D kW/t D—船舶排水量，t 2）重量指标
（1）主机的单位重量gm
主机的单位重量gm是指主机单位有效功率的重量，即
gm= Gm/ Pe kg/kW 式中，Gm—主机重量，kg；Pe——主机有效功率，kW（2）动力装置的单位重量gz
动力装置的单位重量gz是指主机单位有效功率所需动力装置的重量，即
gz= Gz/ Pe kg/kW 式中，Gz—主机重量，kg；Pe——主机有效功率，kW（3）主机的相对重量am
主机的相对重量am是指主机重量Gm与船舶排水量D之比，即
am= Gm/ D kg/t 式中，Gm—主机重量，kg； D—船舶满载排水量，t（4）动力装置的相对重量az
动力装置的相对重量az是指动力装置重量Gz与船舶满载排水量D之比，即
az= Gz/ D kg/t 式中，Gz—主机重量，kg； D—船舶满载排水量，t 3）尺寸指标
对于不同船舶，机舱尺寸要求也不统一，为了表征机舱的面积和容积利用率，特引用面积饱和度和容积饱和度两个指标。（1）面积饱和度Ks： 面积饱和度是指每平方米机舱面积所分配的主机有效功率，即
Ks= Pe/ S kW/㎡
式中，Pe—主机有效功率，kW； S—机舱所占的面积，㎡（2）容积饱和度Kv：
容积饱和度是指每立方米机舱容积所分配的主机有效功率，即
Kv= Pe/ V kW/m3
式中，Pe—主机有效功率，kW； V—机舱所占的容积，m3 2．船舶动力装置的经济性指标
船舶动力装置的经济指标常用六个指标表示。1）动力装置的总效率
动力装置的总效率主要由推进装置的热效率、柴油发电机组的热效率和燃油锅炉的热效率组成。（1）推进装置的热效率
推进装置的热效率是指推进装置所产生的有效功的热当量与主机所消耗热量之比。
（2）柴油发电机组的热效率
柴油发电机组的热效率是指柴油发电机组电功率的热当量与其所消耗热量之比。
（3）燃油辅助锅炉的热效率
燃油辅助锅炉的热效率是指燃油辅助功率有效利用的热量与其 所消耗热量之比。
2）柴油机的燃油消耗率ge
柴油机的燃油消耗率是指在单位时间内柴油机额定功率所消耗的燃油量，即
ge=Ge/Pe kg/(kW.h)式中，Ge——柴油机每小时燃油消耗量，kg/h;Pe——主机有效功率，kW 3）船舶主机日耗油量Ge
船舶主机日耗油量是指主机在24h内的燃油消耗量 4）船舶日耗油量GD
船舶日耗油量是指每24h全船主机、辅机、辅助锅炉的所消耗的燃油总量。5）船舶每海里燃油消耗率gn
船舶每海里燃油消耗量指船舶航行每海里所消耗的燃油总量，即
gn= GT / vs = GTe+ GTg + GTb + GTo / vs t/n mile GT——船舶每小时燃油消耗量，t/h；vs——航速；GTe、GTg、GTb、GTo——分别表示主机、发电柴油机、燃油辅助锅炉及焚烧炉等其他耗油设备每小时的耗油量，Kg/h 一般情况下GTg、GTb、GTo与航速无关。
主机每海里燃油消耗gTe = Pe.ge/ vs kg/n mile gTe既与ge有关又与vs有关。这项经济指标与船舶营运管理水平和轮机管理水平密切相关。图1-2为主机燃料消耗率和每海里航程船舶燃料消耗量随船速变化的关系图。当船舶处于慢速航行时，虽然主机燃油消耗率ge较高，但船舶每海里燃油消耗率gn较低；随着船速的增加，虽然ge有所降低，但gn却明显增加。图中gn的最小值所对应的航速称为节能航速。
图1-2 燃料消耗随航速变化关系图
ge——燃油消耗率（红线）；gn——每海里燃油消耗率（蓝线）
6）船舶经济航速
经济航速是指船舶营运时取得某种经济效果的航速，常用的经济航速有以下几种：节能航速、最低营运费用航速和最大盈利航速。（1）节能航速
节能航速是指每小时燃油消耗量最低时的静水航速，它常由主机按推进特性运行时能维持正常工作的最低稳定转速所决定。营运船舶在实现减速航行时，主机所输出的功率大大减少，其每海里燃油消耗率大幅度降低。但航速降低后，营运时间被延长，运输的周转量也少了，故当船舶须实现减速航行时，尚应结合企业的货源、运力及完成运输周转量的情况综合考虑后再决策。（2）最低营运费用航速 船舶航行1天的费用，主要由其固定费用（折旧费、修理费、船员工资、港口驶费、管理费、利息、税金以及船舶停泊期间燃、润油费等）和船舶航行时燃、润油费用构成。最低营运费用航速是指船舶每航行1n mile上述固定费用及航行费用最低时的航速，可供船舶及其动力装置的性能评价及选型用。在满足完成运输周转量的前提下，船舶按最低营运费用航行，其成本费最省，但它并未考虑停港时间及营运收入的影响，故不够全面。（3）最大盈利航速
最大盈利航速是指指每天（或船舶在营运期间）能获得最大利益的航速。此航速的大小，往往与每海里（或公里）运费收入、停港天数及船舶每天付出的固定费用有关。一般在运费收入低、停港时间长、运距短、油价高的情况下，其最大盈利航速相对较小。
第三节 船舶动力装置的可靠性
一．船舶的特殊性
船舶动力装置的可靠性与船舶的特殊性密切相关。船舶的特殊性主要表现在：（1）船舶大部分时间在海上航行。
（2）设备发生故障时，往往处于复杂的航区和严酷的气象条件，局部故障可能影响全局，甚至导致严重后果。
（3）船舶动力装置的使用环境苛刻多变、运行时工作参数变化范围较大，随时能要船员进行操纵，有时还要求采取应急措施，因此对船员要求较高。（4）船用机械特别是主机制造台数少，而且母型机的试验难以在陆地上充分进行。
（5）主机型式更新换代速度较快。
（6）机器部件和元件以及它们的质量和功能各异，所需知识面较广。（7）现场数据主要由船员整理和提供。
二、可靠性在船舶动力装置中的应用
船舶的特殊性，不仅体现出动力装置可靠性的重要性，而且也说明动力装置的可靠性是个复杂的课题。它既与各组成设备的可靠性、维修性有关，也涉及到参与管理的人的因素，因此它和人机工程学、劳动管理学、心理学等领域交错在一起，使问题难以解决。
三、船舶各种机械的故障统计
1．动力装置中各种机械发生故障的比例 在世界四大柴油机制造公司近几年的统计资料表明，在柴油机船上，主机故障占总故障数的比例达到四成，主机是动力装置中最重要的，但也是可靠性最薄弱的环节。在主机发生故障的原因中，约一半是由于材料质量不良和机件污损，前者是制造阶段的原因，后者是使用阶段的原因。所以从设计者到管理者，对主机可靠性都要给予足够的重视。2．柴油机部件的故障统计
根据劳氏船级社、中国远洋运输总公司、日本相关机构等相关机构对船舶主机故障统计表明，低速柴油机发生故障最多的部件是活塞、气缸盖和十字头轴承。中速柴油机（包括柴油发电机）中曲轴及其轴承故障比较突出。这些部件应作为可靠性技术中的重点问题给予研究，在运行管理中也应格外注意。
第四节 提高船舶动力装置可靠性的措施
要保证和提高船舶动力装置的可靠性，首先在设计时就应满足可靠性要求，然后，在制造和工艺方面尽可能达到设计时规定的可靠度。只有这样在使用中才能体现出转子是否可靠。显然船舶动力装置的可靠性问题贯穿于整个设计、制造和工艺阶段以及全部运转期间。因此，我们可以把影响动力装置可靠性的因素分为设计、制造工艺和管理三个方面。下面我们将着重从管理与维修保养方面探讨如何提高动力装置的可靠性。
一、提高管理水平
一个产品工作是否可靠，除决定于出厂质量外，使用管理维护的好坏对其可靠性也有决定性影响。因此，管理人员的业务水平，对于保证船舶的可靠性具有头等重要的意义。统计表明，许多故障是由于船员采取了不正确的措施和违反技术操作规程所导致的。随着船舶的设备日趋复杂，对船员业务水平、熟练程度、操作技能、发现和排除故障等的能力要求越来越高，其完成任务的职责也在加强。业务水平高的船员，可以保证船舶技术设备的使用和维护的质量始终处于较好状态；能正确执行操作规程，充分做好设备起动前的准备工作，正确判断设备的技术状态和正确地确定负荷高低；还可以迅速发现和排除故障，用较短的时间完成维修工作。在拆装机械、更换零部件时，如果船员水平不高，则可能使部件遭受异常负荷和额外应力，从而导致故障次数增加。
国内外的故障统计资料表明，人为故障所占比例越来越大。在人为原因造成的故障中，属于责任心不强（工作不仔细、检查不及时和违章操作）与属于管理水平低（保养维护不良、指挥命令不当、判断错误、操作错误等）所引发的几乎各占一半，而且低职船员的人为事故所占比例高于高职船员。这些事实说明了提高船员管理水平的重要性和迫切性，并应从职业道德教育和业务水平提高两方面去努力。
二、提高维修质量
维修是恢复和保证产品可靠性的一个重要措施。为了使产品发生故障后能很快修好，除了要求有先进的维修手段、熟练的维修人员之外，产品本身也应该有良好的可维修性。可维修性包括易拆卸性、可达性、可还原性、通用性、互换性、适检性等，因此维修时应着重考虑以下几个方面。1．对设备的维修要及时
2．在有条件的情况下，鼓励船员对设备进行自修 3．在厂修时要做好监修工作 4．做好备件的管理工作 5．要有防错措施
6．维修前应将维修时的方法、步聚及可能发生的问题考虑周全
三、充分利用技术管理指导性文件 1．利用这些技术资料制定操作规程
遵守操作过程可以避免或减少误操作，减少事故和有利于延长设备使用寿命。2．根据文件资料判断设备的实际技术状态
主机的推进特性曲线和柴油发电机的负荷特性曲线，都是发动机实际工作状态好坏的衡量标准，依据它们可尽早发现故障的隐患，及时采取有效措施。3．制定维修计划与标准
依据技术文件制定出设备维护、维修计划及标准。利用这些计划及标准，对设备进行维修保养，可以使设备保持在最佳的技术状态。对复杂、重要、技术维护所用平均年劳动量高的设备，若采用事后维修则会造成较大的经济损失、可靠性损失（质量损失）和安全事故。因此，应该依靠平时的检查和维修，使系统和设备始终保持在最佳状态，防止事故的发生，这就是预防性维修。为了做好这项工作，必须对作业的内容、时间，判断缺陷的方法和缺陷特征，应达到的标准等，按指导性文件的要求，结合设备的具体状态，进行周密计划并实施。
4．指导对设备的维修保养
在对设备进行维修保养时，可根据相应的技术文件提供的技术参数、拆卸与安装的步骤、安全注意事项和检修操作注意事项等，对设备进行正确地维修保养，确保设备恢复到最佳的技术性能。
四、做好可靠性数据的收集与管理
可靠性数据的收集与管理是开展提高可靠性活动的基础工作和主要内容。通过对可靠性数据的收集、整理、分类、统计和分析，可达到两个目的： ①了解整个动力装置、装置中各种机械设备和各种零部件的可靠性状况，为新型船舶的开发设计、对有关设备和部件的改进提供可靠的依据，促进造船事业的发展。
②通过故障发生的时间、产生原因、维护和管理工作量的统计分析，正确制定使用和维修的标准及规范，改进管理维修工作，提高管理水平。
第五节 船舶动力装置的余热利用
一． 船舶动力装置的余热利用方案 1．船舶动力装置热平衡方程式
柴油机船舶动力装置的动力设备主要是主柴油机、柴油发电机组和辅助锅炉等。它们都以液态燃料为能源。船舶航行工况所需要的总热量为
Q=Qm +Qg+ Qb
式中，分别为主机、柴油发电机组和辅助锅炉所消耗的热量，KJ/h。船舶动力装置热平衡方程式为/
x+y+z=1 式中，x= Qm/Q，y= Qg/Q，z= Qb/Q分别为主机、柴油发电机组和辅助锅炉消耗热量的百分比。动力装置的能量平衡各成分的值x，y，z与船舶用途和动力装置的类型有关。
在进行船舶动力装置设计时，必须考虑整个船舶的能量平衡和各个耗能设备的热平衡，以便找出能量综合利用的途径，决定所采用能量综合利用的装置和方案，从而提高动力装置能量平衡中有效利用热量的比例，以达到节约燃料的目的。
2．船舶动力装置余热利用方案
根据柴油机的热平衡，能量转换的数值范围如下： ①转变为机械功的热为35％～40％。②排气带走的热为27％～50％。
③冷却介质（缸套冷却水、增压空气冷却水、润滑油等）带走的热15％～30％。
④其他热损失（辐射热、摩擦损失热）2％～8％。余热利用是提高船舶动力装置经济性的措施之一。废热利用的方法是按废热特点进行的。主机排气废热温度高，可利用的单位热量大；而冷却水的温度较低、量大，可利用的热量也不少。不同类型船舶的余热利用形式是很多的，几种余热利用装置的原理图：
（1）用废气锅炉全部或部分代替辅助锅炉。
（2）用废气锅炉全部代替辅助锅炉，且还可用废气涡轮发电机部分代替柴油机发电。
（3）用废气锅炉产生的蒸汽驱动的汽轮发电机，全部或部分代替柴油机发电。（4）用废气锅炉产生的蒸汽驱动的汽轮发电机全部代替柴油机发电，并且废气锅炉还可以部分代替辅助锅炉。
（5）用废气锅炉产生的蒸汽驱动的汽轮发电机全部代替柴油机发电，并且用废气锅炉全部代替辅助锅炉。
（6）如冷却水温度较高，则冷却水的热量可用来产生蒸汽，以驱动汽轮发电机。也可用于其他需要加热的设备。
（7）把冷却水直接或间接为冷却预热，作燃油加热、制淡、制冷和生活杂用等的热源。
目前在船上较普遍地实现了余热利用（1）和（2），以及把冷却水的热量部分地用于海水淡化装置和加热空调系统中的空气。利用废热产生蒸汽和热水，可以减少辅柴油机和辅锅炉的耗油，提高装置经济性。然而，装置上是否被采用以及如何采用，必须结合船舶动力装置的具体情况加以综合平衡，尤其要对下列三个方面问题进行仔细分析研究后才能作出决定：
（1）区别船舶类型和装置功率范围
（2）要用专门措施保证废热供应和废热消耗两者的平衡（3）废热利用一定要综合考虑经济性 3．最大限度利用余热的联合装置
随着柴油机废气涡轮增压器效率的提高和废气动力涡轮的利用，使柴油机排出废气可利用能量减少，其可利用部分和以前相比约下降50％，所以仅靠废气锅炉所提供的热量，难以满足船舶动力装置及辅助系统的要求，这就要求对能量平衡必须进行研究。另一方面柴油机实现了超高增压，增压空气压力超过0.4MPa，温度超过180℃，其能量、质量和数量增加，利用价值大大提高，这部分过去未加利用的能量和废气能量的联合利用就可满足新的能量平衡。废热回收装置的主要设备是多级蒸汽经济器、混压蒸汽涡轮、增压空气冷却器（即炉水预热器）。
图1-4为三菱重工（Mitsubishi）的超级透平发电系统（STG）示意图。该系统在双压废气经济器和混压蒸汽透平发电机的基础上补充了一个热水闪发能量发电系统。另外该系统还将增压空气的废热回收，用于对废气锅炉的给水加热。三菱的MET-SC涡流增压器由于效率提高，只需较少的废气，剩余的废气则提供给一个径流式废气透平。该废气透平的热水闪蒸蒸汽透平通过一个齿轮装置共同驱动发电机。
STG系统比带有热水闪蒸的蒸汽发电系统多获得40％～60％的电能，并且使整个装置的燃油消耗减少2％～3％。当主机在低负荷运转时，所产生的辅助能量能够满足船上用电需要，而不必使用柴油发电机或轴带发电机装置和辅锅炉产生的蒸汽。最早的STG系统已安装在VLCC油船上，主机是装有MET-SC型涡轮增压器的7RTA84M低速柴油机；废气/蒸汽联合驱动的发电机功率为1350KW；轴带发电机/马达为500KW；两台1000KW的柴油发电机组；空气冷却器作为炉水预热器；废气锅炉产生的低压蒸汽供加热器使用。
图1-5为瓦锡兰公司推出的典型的柴油机余热回收系统，简称WHRS(Waste Heat Recovery System)。该系统除了有效地利用柴油机排出的废气能量，还将柴油机缸套冷却水和扫气空气的余热回收利用，有效地节约了燃油的消耗及废气的排放。
二、船舶动力装置的效率
为了评定和比较柴油机船舶动力装置的经济性，应计算整个动力装置的效率。目前较常用的计算方法有下列几种。1．柴油机船舶动力装置的总效率
在评价不同形式船舶柴油机动力装置的余热利用效率时，先要明确热量有效利用的范围，不仅包括与螺旋桨功率等值的热量，还包括全船各种耗能装置和动力装置本身需要的热量。在这种情况下，评价船舶柴油机动力装置的经济性标准就是总效率。总效率为所有耗能设备的有效热之和与所消耗总热量之比。2．船舶能量利用效率
船舶动力装置的主要功用是保证额定航速，所以相对于螺旋桨功率的能量与船舶消耗的总能量之比，可以作为船舶热能利用效率的综合性标准。这个比值称为船舶能量利用效率，即推进轴上总有效功率与所有耗能设备总消耗热能之比。船舶能量利用效率不仅反应动力装置本身的热工完善程度，而且表征综合推进装置的工作效率。3．推进装置的推进效率
现代大功率柴油机船舶动力装置本身（滑油泵、燃油泵、冷却水泵、分油机、热交换器、通风机等）需要消耗大量的能量，因此推进轴上总有效功率与推进装置消耗的热量之比可用来评定各类船舶动力装置的经济性。因为它仅考虑推进装置的燃料消耗，故可评定各类船舶动力装置的经济性，而不能评定利用废热的经济性。
三、废气锅炉的管理 1．典型的废气锅炉系统
目前MC机型在正常额定负荷下透平后的排气温度为250～270℃，降低负荷运转时将会更低些，因此可利用的排气余热减少，使废气锅炉产生的饱和蒸汽不能满足船舶加热系统的需要，此时燃油辅助锅炉可作为补充。
MAN B&W公司推出两种典型的废气锅炉系统。其一为标准的废气锅炉系统，它用于产生饱和蒸汽供加热之需，废气锅炉有单一的蒸发器组成，是简单的单压蒸汽系统。给水直接泵送到燃油锅炉，废气锅炉与燃油锅炉之间有循环水泵并共用一个水鼓。
该系统具有明显的简单性和低投资成本，又完全满足船舶加热蒸汽量的要求，因而得到广泛应用。
其二为带涡轮发电机的废气锅炉系统，如图1-7所示，它是带有给水预热器、蒸发器和过热器的单压蒸汽系统，其蒸汽除用于加热之外还可以用于驱动涡轮发电机，系统中燃油辅助锅炉的汽鼓一般也作为共用汽鼓。该废气锅炉系统将更加先进些。
2．废气锅炉烟灰积垢与着火的原因分析
在NK所统计的82艘船舶中，多数为二冲程柴油机和水管锅炉，其中53艘船舶的废气锅炉发生烟垢着火和损坏。废气锅炉着火分为小的烟垢着火和高温着火。
（1）小的烟垢着火
在有充分氧气存在时，烟垢的可燃成分在高温下（高于闪点）自由蒸发，被火花或火焰点燃，并保持小范围和有限的燃烧，称为小的烟垢着火。在柴油机机动操纵和低负荷运转期间容易发生。
烟垢潜在着火温度一般为300～400℃，但存在未燃烧的燃油时着火温度约为150℃，极端情况下甚至低到120℃。这意味着着火也可发生于主机紧急停车之后，因为灼热颗粒（火花）还残留在管路管上。（2）高温着火
高温着火有氢着火和铸铁着火，可导致废气锅炉损坏。如温度在1000℃以上氢着火可以发生。铸铁着火即高温下发生的铸铁氧化反应，在温度超过1100℃时，铸铁着火可以发生，使锅炉自身燃烧。
废气锅炉烟垢着火的条件：只有在烟垢、火源和氧气同时存在时才可以发生着火现象。烟垢着火的原因往往是由于柴油机燃油燃烧后产生的含油的烟灰微粒所引起的。
主机的型号及制造工艺对烟垢着火无明显影响，甚至和短行程和长行程也没有多大关系。另外，废气锅炉使用水管的形式对烟垢着火也没有明显影响，实际上锅炉安装的简单管件与带有扩展管表面的管件有几乎同样数目的着火问题。最新开发的柴油机排气温度又比较低，容易导致废气锅炉烟灰沉积。统计表明废气锅炉的进口和出口温度对烟垢着火的发生都没有任何明显影响。在现代柴油机较低排气温度下，为了仍能维持船舶蒸汽消耗的需求，促使与其匹配的废气锅炉被设计得更加高效，这包括利用大受热面、锅炉设计为扩展管表面和低燃气流速。上述高效与超扩展锅炉的设计和劣质燃油的使用，使废气锅炉管上烟灰沉积有增加的趋势，并导致烟垢着火。此外，近年来船舶装载不足，也造成着火事故的上升。
3．废气锅炉与柴油机的匹配，锅炉窄点的影响，允许的废气压力损失 图1-9是图1-10可以说明与高效率柴油机匹配的高效率废气锅炉的一些参数对烟垢着火的影响。1）锅炉的窄点
废气锅炉窄点是废气与饱和蒸汽之间的最小温度差，即废气离开蒸发器时的温度和饱和蒸汽之间的温度差。窄点是可以用来表示废气锅炉利用效率的一个参数。温度/热传导图称为T/Q图，图1-9是图1-7所示废气锅炉系统实例的T/Q图。一般蒸汽压力为0.7MPa（绝对）或以上，相应的最低蒸发温度为165℃，按T/Q图废气出口温度不能低于180℃，则15℃或以上用作窄点。（1）锅炉窄点对锅炉受热面和蒸汽量的影响。从图1-10的曲线可看出，废气锅炉窄点由15℃改变为10℃和5℃时，蒸汽量增加5％和10％，而废气锅炉受热面增加1.41倍和2.32倍，当流经废气锅炉的压力损失太大时可降低废气流速。
（2）锅炉窄点对锅炉压力损失和废气流速的影响。较低的窄点可提高废气锅炉的利用效率，但废气锅炉须有较大受热面，因此压力损失也较大。对最大允许废气压力损失有一定限制，设计废气锅炉的废气流速必须降低。低废气流速对形成烟垢有特别明显的影响趋势，现今劣质渣油运转使这种趋势变得更糟。（3）低窄点和烟垢。当窄点及其废气流速低时，窄点是影响烟垢发生的一个参数，相反，高窄点锅炉不必设计成高废气流速的锅炉，原则上，这种锅炉也可以设计成低废气流速，即有低废气压力损失。2）废气锅炉允许的废气压力损失
如前所述，通过锅炉的允许废气压力损失，对通过废气锅炉的废气流速有重大影响。高压力损失如能接受，那么要设计高废气流速的锅炉就是可能的，但是如果只允许小的压力损失，则废气流速必然是低的。
通过锅炉的允许压力损失依赖于柴油机增压器后总的排气系统的压力损失。（1）MC型柴油机排气系统的允许背压。在柴油机的约定MCR工况下，增压器后排气系统总背压最大不超过0.0035MPa，可用增压器后测量的静压力表示。为了系统尾部有背压储备，在约定MCR工况下推荐为0.0030MPa。
排气系统的背压与废气流速有关，即与废气流速的平方成比例，从而与管径4次方成比例。在约定MCR工况下，建议废气管内流速不超过50m/s,实际上为避免压力损失太大，废气流速约为35m/s。
（2）废气锅炉的允许压力损失，在约定MCR工况下，废气锅炉推荐的最大压力损失一般为0.0015MPa。
4．废气锅炉烟灰沉积和着火的预防措施（1）废气流速不能太低 废气锅炉流速低是烟灰沉积着火的主要影响参数之一。设计废气流速低于10 m/s者几乎都有着火故障，而高于20 m/s很少发生着火故障。考虑到柴油机在部分负荷运转流速高达25～30 m/s，烟灰很少沉积，也无需安装吹灰器。火管锅炉的设计废气平均流速高于20 m/s时，对烟管也具有自动清洗的作用。（2）烟灰黏性的预防
含有灰分、残炭和硫分的劣质渣油的使用，使烟灰具有黏性，这是烟灰发生沉积的重要因素。使用含有氧化铁的燃油添加剂，可使烟灰失去黏性，导致烟灰沉积趋势的减少。这样对烟垢沉积的废气流速限制也可降低，即烟垢沉积将失去对低废气流速的敏感性。（3）锅炉受热面废气温度不能太低
锅炉废气出口温度应不低于155℃，锅炉进口给水循环温度，对有预热器的应高于120～130℃，否则凝结的硫酸可使烟灰有黏性，增加烟垢形成的趋势。（4）锅炉循环水流速度和流量比不能太低
应保持锅炉管表面边界层的废气低于烟灰着火温度，减少烟垢点燃的危险。温度高于150℃可发生烟垢着火危险，极端情况下在120℃时也有着火危险。（5）柴油机排气不允许恶化（6）水管锅炉应装自动吹灰器
在船舶经常停航待命和降速航行时，应尽量使用最低燃油费用航速。若柴油机在航行时经常处于较高负荷下工作，应尽量使用最低耗油率航速。从节约燃料费用的角度出发，应尽量使用最低燃油费用航速。最佳经济航速即最大盈利航速。
Sulzer RTA柴油机布置区由R1、R2、R3、R4围成，由经济运转工况点R2可知，平均有效压力降低1%,燃油消耗可降低0.2%～0.25%。
在常用航速范围内，桨转速降低1%，在航速及载货量不变的条件下，一般可减少油耗0.2～0.3% 动力装置选型确定之后，一般应进行船舶经济性的总体论证以确定最佳航速。Sulzer RTA柴油机布置区由R1、R2、R3、R4围成，R2是经济运转工况点,其特点是A．Ⅰ+Ⅱ+Ⅴ
Ⅰ．最高燃烧压力不变；Ⅱ．平均有效压力降低；Ⅲ．平均有效压力为标定；Ⅳ．功率和转速降低；Ⅴ.转速不变。
船速与航速的概念不同，船速是指船舶相对水的速度，航速是船舶相对陆地的速度；航速等于船速与流速矢量之和。
关于续航力、油耗及航速三者的关系——燃油储备一定时，续航力与航速的平方成反比；续航力相同时，油耗率与航速的平方成正比。
废气锅炉的产气量与蒸汽压力有关，蒸汽压力高，产汽量下降。为了达到节能的目的，应根据使用对象确定——仅用于供热系统的，选用饱和蒸汽可产生更多的蒸汽量；需带动辅助机械的，可以将压力提高。废气锅炉出口排烟温度t2不得低于160～170℃；
目前，废气锅炉是按进气温度为255℃，排出温度为188℃标定工况设计的。废气锅炉出口排温t2越低，能够回收的热量就越多。理论上可降至环境温度，但事实上这是不可能的。废气锅炉进口排气温度t1越高，可回收的排气热量就越多。
要想获得更多的余热和废气锅炉蒸发量，必须使蒸汽压力和饱和温度都降低 对船舶余热利用方案中利用发动机冷却水的余热途径理解错误的是________。A．冷却水的冷却器是制冷机的发生器 B．冷却水的冷却器作为汽轮机给水的加热器 C．冷却水的冷却器作为制淡系统的蒸发器 D．中央冷却水的冷却器作为制淡系统的蒸发器
废气锅炉的窄点是用来表示废气锅炉利用率的一个参数。
第三篇：船舶制造过程概述
船舶制造过程概述
船舶由成千上万种零件构成,几乎与各个工业部门都有关系.除特有的船体建造技术外,造船还涉及到机械,电气，冶金,建筑,化学以至工艺美术等各个领域.因此,造船是以全部工业技术为基础的一门综合技术,反映一个国家的工业技术水平.由于船舶的航区,任务和要求不同,船舶产品具有品种多,生产批量小的特点.为了有节奏地生产,缩短制造周期,造船厂从接受订货至完工交船为止,都必须有周密的生产管理和技术管理.造船用的材料品种多,数量大,其中以钢材的使用量为最大.例如,制造一艘装载量为 1万吨的货船需要钢材3000～4000吨.船体结构用的材料主要是碳素钢和低合金高强度钢(见钢).采用高强度钢可减轻船体自重,降低推进功率,达到多装客货,增加装备或提高航速的目的.小型舰艇还采用铝合金,玻璃钢或钛合金作为船体材料.船舶需要在严酷的环境下营运,对于船用材料,除保证冶炼方法,化学成分和机械性能外,在可焊性能和耐蚀性能等方面都有较高的要求.造船工序
造船的主要工艺流程如下.1.钢材预处理
钢材预处理即在号料前对钢材进行的矫正,除锈和涂底漆工作.船用钢材常因轧制时压延不均,轧制后冷却收缩不匀或运输,储存过程中其他因素的影响而存在各种变形.为此,板材和型材从钢料堆场取出后,先分别用多辊钢板矫平机和型钢矫直机矫正,以保证号料,边缘和成型加工的正常进行.矫正后的钢材一般先经抛光除锈,最后喷涂底漆和烘干.这样处理完毕后的钢材即可送去号料.这些工序常组成预处理自动流水线,利用传送滚道与钢料堆场的钢料吊运,号料,边缘加工等后续工序的运输线相衔接,以实现船体零件备料和加工的综合机械化和自动化.2.放样和号料
船体外形通常是光顺的空间曲面.由设计部门提供的用三向投影线表示的船体外形图,称为型线图,一般按1:50或1:100的比例绘制.由于缩尺比大,型线的三向光顺性存在一定的误差,故不能按型线图直接进行船体施工,而需要在造船厂的放样台进行1:1的实尺放样或者是1:5,1:10的比例放样,以光顺型线,取得正确的型值和施工中所需的每个零件的实际形状尺寸与位置,为后续工序提供必要的施工信息.船体放样是船体建造的基础性工序.号料是将放样后所得的船体零件的实际形状和尺寸,利用样板,样料或草图划在板材或型材上,并注以加工和装配用标记.最早的放样和号料方法是实尺放样,手工号料.20世纪40年代初出现比例放样和投影号料,即按1:5或1:10的比例进行放样制成投影底图,用相应 的低倍投影装置放大至实际尺寸;或将投影底图缩小到1/5～1/10摄制成投影底片,再用高倍投影装置放大50～100倍成零件实形,然后在钢材上划线.比例放样还可提供仿形图,供光电跟踪切割机直接切割钢板用,从而省略号料工序.投影号料虽在手工号料的基础上有很大改进,但仍然未能摆脱手工操作.60年代初开始应用电印号料,即利用静电照相原理,先在钢板表面喷涂光敏导电粉末,进行正片投影曝光,经显影和定影后在钢板上显出零件图形.适用于大尺寸钢板的大型电印号料装置采用同步连续曝光投影方式,即底图和钢板同步移动,在运动过程中连续投影曝光.适用于小尺寸钢板的小型电印号料装置,则在钢板上一次投影出全部图形.这种号料方法已得到较广泛的应用.随着电子计算机在造船中的应用,又出现数学放样方法.即用数学方程式表示船体型线或船体表面,以设计型值表和必需的边界条件数值作为原始数据,利用计算机进行反复校验和计算,实现型线修改和光顺,以获得精确光顺和对应投影点完全一致的船体型线.船体的每条型线都由一个特点的数学样条曲线方程表示,并可通过数控绘图机绘出图形.数学放样可取消传统的实尺放样工作,还可为切割和成形加工等后续工序提供控制信息,对船体建造过程的自动化具有关键的作用,是造船工艺的一项重要发展.3.船体零件加工
包括边缘加工和成形加工.边缘加工就是按照号料后在钢材上划出的船体零件实际形状,利用剪床或氧乙炔气割,等离子切割进行剪割.部分零件的边缘还需要用气割机或刨边机进行焊缝坡口的加工.气割设备中的光电跟踪气割机能自动跟踪比例图上的线条,通过同步伺服系统在钢板上进行切割,它可与手工号料,投影号料配合使用.采用数控气割机不但切割精度高,而且根据数学放样资料直接进行切割,可省略号料工序,实现放样,切割过程自动化.对于具有曲度,折角或折边等空间形状的船体板材,在钢板剪割后还需要成形加工.主要是应用辊式弯板机和滚压机进行冷弯，或采用水火成形的加工方法,即在板材上按预定的加热线用氧-乙炔烘炬进行局部加热,并用水跟踪冷却,使板材产生局部变形,弯成所要求的曲面形状.对于用作肋骨等的型材,则多应用肋骨冷弯机弯制成形.随着数字控制技术的发展,已使用数字控制肋骨冷弯机,并进而研制数字控制弯板机.船体零件加工已从机械化向自动化进展.4.船体装配和焊接
将船体结构的零部件组装成整个船体的过程.普遍采用分段建造方式,分为部件装配焊接,分段装配焊接和船台装配焊接3个阶段进行.① 部件装配焊接:又称小合扰.将加工后的钢板或型钢组合成板列,T 型材,肋骨框架或船首尾柱等部件的过程,均在车间内装焊平台上进行.② 分(总)段装配焊接:又称中合拢.将零部件组合成平面分段,曲面分段或立体分段,如舱壁,船底,舷侧和上层建筑等分段;或组合成在船长方向横截主船体而成的环形立体分段,称为总段,如船首总段,船尾总段等.分段的装配和焊接均在装焊平台或胎架上进行.分段的划分主要取决于船体结构的特点和船厂的起重运输条件.随着船舶的大型化和起重机能力的增大,分段和总段也日益增大,其重量可达800吨以上.③船台(坞)装配焊接:即船体总装,又称大合拢.将船体零部件,分段,总段在船台(或船坞)上最后装焊成船体.排水量10万吨以上的大型船舶,为保证下水安全,多在造船坞内总装.常用的总装方法有:以总段为总装单元,自船中向船首,船尾吊装的称总段建造法,一般适用于建造中小型船舶.先吊装船中偏尾处的一个底部分段,以此作为建造基准向船首,船尾和上层吊装相邻分段,其吊装范围呈宝塔状的称塔式建造法;设有2～3个建造基准,分别以塔式建造法建造,最后连接成船体的称岛式建造法;在船台(或船坞)的末端建造第一艘船舶时,在船台的前端同时建造第二艘船舶的尾部,待第一艘船下水后,将第二艘船的尾部移至船台末端,继续吊装其他分段,其至总装成整个船体,同时又在船台前端建造第三艘船舶的尾部,依此类推,这种方法称为串联建造法;将船体划分为首,尾两段,分别在船台上建成后下水，再在水上进行大合拢的称两段建造法.各种总装方法的选择根据船体结构特点和船厂的具体条件而定.船体装配和焊接的工作量,占船体建造总工作量的75%以上,其中焊接又占一半以上.故焊接是造船的关键性工作,它不但直接关系船舶的建造质量,而且关系造船效率.自20世纪50年代起,焊接方法从全手工焊接发展为埋弧自动焊,半自动焊,电渣焊,气体保护电弧焊.自60年代中期起,又有单面焊双面成形,重力焊,自动角焊以及垂直焊和横向自动焊等新技术.焊接设备和焊接材料也有相应发展.由于船体结构比较复杂,在难以施行自动焊和半自动焊的位置仍需要采用手工焊.结合焊接技术的发展,自60年代起,在船体部件和分段装配中开始分别采用 T型材装焊流水线和平面分段装焊流水线.T 型材是构成平面分段骨架的基本构件.平面分段在船体结构中占有相当的比重,例如在大型散装货船和油船上,平面分段可占船体总重的50%以上.平面分段装焊流水线包括各种专用装配焊接设备,它利用输送装置连续进行进料,拼板焊接以及装焊骨架等作业,能显著地提高分段装配的机械化程度,成为现代造船厂技术改造的主要内容之一.世界上有些船厂对批量生产的大型油船的立体分段也采用流水线生产方式进行装焊和船坞总装.船体总装完成后必须对船体进行密闭性试
验,然后在尾部进行轴系和舵系对中,安装轴系,螺旋桨和舵等.在完成各项水下工程后准备下水.5.船舶下水
船舶下水是将在船台(坞)总装完毕的船舶从陆地移入水域的过程.船舶下水时的移行方向或与船长平行,或与船长垂直,分别称为纵向下水和横向下水.下水滑道主要为木枋滑道和机械化滑道.前者依靠船舶自重滑行下水,使用较普遍;后者利用小车承载船体在轨道上牵引下水,多用在内河中小型船厂.纵向下水之前先将搁置在墩木上的船体转移到滑板和滑道上,滑道向船舶入水方向有一定倾斜.当松开设置于滑板与滑道间的制动装置后,船舶由于自重连同滑板和支架一起滑入水中,然后靠自身的浮力飘浮于水面.为减少下滑时的摩擦阻力,在滑板与滑道之间常涂上一定厚度的下水油脂;也可用钢珠代替下水油脂,将滑动摩擦改为滚动摩擦,进一步减少摩擦力.在船坞内总装的船,只要灌水入坞即能浮起,其下水操作比在船台下利用滑道下水简单和安全得多.下水意味着船舶建造已完成了关键性的,主要的工作.按传统习惯,大型船舶下水常举行隆重的庆祝仪式.船舶下水后常是靠于厂内舾装码头,以安装船体设备,机电设备,管道和电缆,并进行舱室的木作,绝缘和油漆等工作，称为码头安装.码头安装涉及的工种很多,相互影响也较大.而随着船舶设备和系统 的日趋复杂,安装质量的要求也不断提高,故安装工作直接关系下水后能否迅速试航和交船.为了缩短下水后的安装周期,应尽可能将上述安装工作提前到分段装配和船体总装阶段进行,称为预舾装.将传统的单件安装改为单元组装,也可大大缩短安装周期,即根据机舱和其他舱室设备的布置和组成特点确定安装单元的组成程度,如主机冷却单元可包括换热器,泵,温度调节器,带附件的有关管道和单元所必需的电气设备.在车间内组成安装单元,然后吊至分段,总段或船上安装,这样可使18～25%的安装工作量由船上提前到内场进行,能使船上的安装周期缩短15～20%.6.系泊试验和航行试验
在船体建造和安装工作结束后,为保证建造的完善性和各种设备工作的可靠性,必须进行全面而严格的试验,通常分为两个阶段,即系泊试验和航行试验.系泊试验俗称码头试车,是在系泊状态下对船舶的主机,辅机和其他机电设备进行的一系列实效试验,用以检验安装质量和运转情况.系泊试验以主机试验为核心,检查发电机组和配电设备的工作情况,以便为主机和其他设备的试验创造条件.对各有关系统的协调,应急,遥测遥控和自动控制等还需要进行可靠性和安全性试验.系泊试验时
船舶基本上处于静止状态,主机,轴系和有关设备系统不能显示全负荷运转的性能,所以还需要进行航行试验.航行试验是全面地检查船舶在航行状态下主机,辅机以及各种机电设备和系统的使用性能.通常有轻载试航和重载试航.在航行试验中测定船舶的航速,主机功率以及操纵性,回转性,航向稳定性,惯性和指定航区的适航性等.试验结果经验船机构和用户验收合格后,由船厂正式交付订货方使用.船舶的制造过程是复杂的，这里只作简单叙述。
第四篇：毽子运动概述
第一章 毽子运动概述
现代毽球运动是一项集健身、娱乐、竞技和观赏于一体的民族传统体育项目，有着悠久历史，是中华民族传统体育宝库中的一颗璀璨的明珠。1984年被批准列入全国少数民族传统体育运动会正式比赛项目，以来，已在全国各地蓬勃开展起来，现在被列为亚洲室内运动会、全国体育大会、全国少数民族运动会、全国农民运动会等运动会比赛项目。
一、毽子运动的起源与发展
踢毽子，是我国一项流传很广，有着悠久历史的民族体育活动。踢毽与蹴鞠同宗、同源，是蹴鞠的一个分支。据文物考证，蹴鞠起源于五千多年前新石器时代的黄河流域，其原始形态为用脚在地面蹭蹴石球相撞击。据历史文献和出土文物证明，踢毽子形成于我国汉代，盛行于六朝、隋、唐。宋朝高承在《事物记源》一书中，对踢毽子有较详细的记载：“今时小儿以铅锡为钱，装以鸡羽，呼为毽子，三四成群走踢，有里外廉、拖抢、耸膝、突肚、佛顶珠等各色。
毽子的发展： 明、清时期：踢毽子在此时期进一步发展。明代进士、我国历史上有名的散文学家刘侗在《帝京景物略》中写道： “杨柳儿青放空锺，杨柳儿死踢毽子。”可见踢毽子已成为民谚的内容，而且发展到数人同踢的技巧运动。至清未踢毽子已达到鼎盛时期，参加的人越来越多，不仅用来锻炼身体，作养生之道，而且把踢毽子和书画、下棋、放风筝、养花鸟、唱二黄等并提，一些人以会踢毽子为荣。因此，踢毽子的活动更加广泛，特别是青少年参加者更为普遍，当时就有这样的童谣：“一个毽儿，踢两半儿，打花鼓，绕花线儿，里踢外拐，八仙过海，九十九，一百。”说明踢毽子已经到了相当普及的程度。民间踢毽爱好者更是用功苦练，以口传身授的方法代代相传。
本世纪三十年代：涌现了一批全国闻名的踢毽子能手。如北京的谭俊川、金幼申、溥子衡、林少庵，上海的周柱国、陈鸿泰，河北的杨介人，浙江的谢叔安，河南的路锦城等等，数不胜数。
踢毽技术在普及的基础上得到了提高，各种踢法丰富多采，高难翻新的动作层出不穷，不同风格争奇斗胜，使观者眼花缭乱，惊叹不已。我国传统的踢毽运动，日趋完善。
现代毽类运动的诞生和发展：起步于二十世纪中期，包括毽球和花样踢毽两个项目。现代毽类运动从初兴就得到了政府及社会各界的积极倡导和大力支持。到二十世纪八十年代，现代毽类运动得到迅速普及，广泛开展于工厂、学校和机关事业单位当中。随着毽类运动的蓬勃兴旺，全国和地方性毽球组织相继成立。
二、毽球运动的特点与价值
（一）毽球运动的特点
踢毽子运动是一项灵巧、简便、有趣和十分竞技的健身活动，它可以一人踢，两人踢或多人轮流不断地用各种动作姿势接传，活动时间可长可短，所用活动场地可大可小，男女老少皆宜参加，普及性很强。毽球运动要求踢毽者在一刹那来控制毽球，在空中完成各种接、落、跳、绕、踢等动作，这能大大提高毽者的反应性、灵敏性和动作协调性。
毽球运动融入了足球的教法、羽毛球的场地和排球的战术。发展毽球运动，对其他体育项目运动技术的提高具有促进作用，它可以作为足球、武术、体操、跑步等运动训练的辅助练习。毽球运动将个人技艺变为集体对抗，既显示了个人的技术，又把古老项目发展为隔网对抗的竞技项目，使之更有朝气、生机和青春的活力，给人们一种强烈的时代感、艺术美感，极大地刺激和调动了人们的参与意识，培养人们勤奋、进取、开拓及创新的精神。
（二）毽球运动的价值
踢毽球不仅可促进身体的背、腿、躯干及骨骼肌肉的正常发育，还可以增强心脏功能、扩大肺活量、锻炼神经系统、提高机体功能、改善代谢能力，培养人们对时间、空间的立体感，提高定向能力与判断能力；而且更有助于提高踝、膝、和关节的灵活性，使身体的协调性、柔韧性进一步得到全面锻炼，以达到增强体质的目的。
随着社会生活水平的不断提高，人们体育锻炼意识不断增强，毽球运动作为人民群众喜闻乐见的体育项目，在全民健身活动中发挥着重要作用。同时，也显示出我国民间体育的独有特色，增添民族自豪感，继承与发扬我国民族文化遗产的光荣传统、第二章 运动保护
“生命在于运动”，但是盲目、不科学的运动非但不能起到强身健体的作用，反而会给身体带来一定的伤害。只有掌握体育锻炼的一般性生理卫生知识，科学地进行体育锻炼，才能起到健身强体、防病治病的作用
第一节 生理卫生
青少年在进行毽球运动时，除了应进行一般性的身体检查和必要的咨询外，还要注意培养运动兴趣和把握适当的运动强度。
一、培养运动兴趣
在进行毽球运动前，首先必须培养自己对毽球 的兴趣。培养对毽球运动兴趣的方法有很多，如观看毽球比赛，与同学、朋友一起进行毽球运动等。有了浓厚的兴趣，就能自觉地投入到毽球运动之中，从而达到理想的体育锻炼效果。
二、把握运动强度
青少年进行毽球运动，主要是在运动的过程中增强体质，提高健康水平，而不是为了创造运动成绩，所以运动强度不宜过大。控制运动强度最简单的办法是测定运动时的脉搏控制在每分钟140次左右较为合适。
活动时运动强度小，运动时间就应相对延长，每天活动时间以半小时以上为宜。对于刚参加毽球运动的人来说，一开始活动的时间宜短不宜长，以后随着身体功能的适应，运动时间可以逐渐延长。
第二节 运动前准备
运动前进行充分的准备活动，对于青少年来说是非常重要的。一些青少年毽球运动爱好者，常常不重视运动前的准备活动，导致各种运动损伤，影响运动效果，也容易失去对毽球运动的兴趣，甚至造成对毽球运动的畏惧。因此，青少年在进行毽球运动前，必须进行充分的准备活动。
一、准备活动作用
运动前充分的准备活动能够对肌肉、内脏器官有很大的保护作用，同时还可以提前调节运动时的心理状态。
（一）提高肌肉温度，预防运动损伤
运动前进行一定强度的准备活动，不仅可以使肌肉内的代谢功能加强，温度增高，粘滞性下降，提高肌肉的收缩和舒张速度，增强肌力，同时还可以增加肌肉、韧带的单行和伸展性，减少由于肌肉剧烈收缩而造成的运动损伤。
（二）提高内脏器官功能水平
内脏器官功能特点之一就是生理惰性较大，即当适动开始、肌肉发挥最大功能水平时，内脏器官并不能立刻进入最佳活动状态。在正式开始体育锻炼前进行适当的准备活动，可以在一定程度上预先动员内脏器官的功能，使内脏器官从活动一开始就达到较高水平。另外，进行适当的准备活动，还可以减轻开始运动时由于内脏器官的不适应而造成的不舒服感觉。
（三）调节心理状态
青少年进行体育锻炼不仅是身体活动，同时也是心理活动。研究证明，心理活动在体育锻炼中起着非常重要的作用。体育锻炼前的准备活动，可以起到心理调节的作用，即建立各运动中枢间的神经联系，使大脑皮层处于最佳兴奋状态。
二、如何进行准备活动
一般来说，准备活动主要应考虑内容、时间和运动量等问题。
（一）内容
准备活动可分一般性准备活动和专项准备活动。一般性准备活动主要是一些全身性的身体练习，如跑步、踢腿、弯腰等。一般性准备活动的作用是在于提高整体的代谢水平和大脑皮层的兴奋状态，减少运动损伤的发生。专项准备活动是指与所从事的体育锻炼内容相适应的动作练习。下面介绍一套一般性准备活动操，供我校的学生运动前使用。这套活动操主要包括头部运动、肩部运动、扩胸运动、体侧运动、体转运动、髋部运动和踢腿运动等。
1、头部运动
头部运动的动作方法（见图一）是：
1、两手叉腰，两脚左右开立，做头部向前、向后、向左、向右，以及绕环运动。
2、肩部运动
肩部运动的动作方法(见图二)是
手扶肩部，屈臂向前、向后绕环，以及直臂绕环。
3、扩胸运动
扩胸运动的动作方法（见图三）是： 屈臂向后振动及直臂向后振动。
4、体侧运动
体侧运动的动作方法（见图四）是：
两脚左右开立，一手叉腰，另一臂上举，开随上体向对侧振动。
5、体转运动
体转运动的动作方法（见图五）是：
两脚左右开立，两臂体前屈，身体向左。向右有节凑地扭转。
6、髋部运动
髋部运动的动作方法（见图六）是：
两脚左右开立，两手叉腰，髋关节放松，做向左，向右360度旋转。
7、踢腿运动
踢腿运动的动作方法（见图七）是：
两臂上举后振，同时一腿向后半步，然后两臂下摆后振，同时向前上方踢腿。
（二）时间个运动量
准备活动的时间和运动量随体育锻炼的内容和量而定。由于以健身为目的的体育运动量较小，所以准备活动的量也相对较小，时间也是不宜过长，否则，还未进行体育锻炼身体就疲劳了。半小时的体育锻炼，准备活动时间一般以10分钟左右为宜。
另外，与运动员正式参加比赛不同，青少年进行准备活动后就可马上从事毽球运动。这是因为运动员准备活动后适当的休息是为了使身体功能有所恢复，以便在比赛中创造优异成绩，而青少年参加毽球运动是为了增强体质，不是创造成绩。
第三节 运动后放松
进行剧烈的毽球运动后，有些同学习惯坐在地上，或是直接躺下来要休息，认为这样可以快捷消除疲劳、其实不然，这样做的结果不仅不能尽快地恢复身体功能，反而会对身体产生不良影响。正确的做法应该是运动后做一些整理活动，放松身体。
一、运动后整理活动必要性
运动后的整理活动不但可以避免头晕等症状，还可以有效地消除疲劳。
（一）避免头晕
在进行毽球运动时，心血管功能活动时加强，骨骼肌等外周毛细血管开放，骨骼肌血流量增加，以适应身体功能的需要。而运动时骨骼肌的节律性收缩，又可以对血管产生挤压作用，促进静脉血回流。
人体在停止运动后，如果停下来不动，或是坐下来休息，静脉血管失去了骨骼肌的节律性收缩，血液会由于受重力作用滞留在下肢静脉血管中，导致回心血量减少，心血输出量下降，造成暂时性脑缺血，出现头晕、眼前发黑等一系列症状，严重者甚至出现休克。为了避免这些症状的发生，整理活动是非常必要的。
（二）消除疲劳
除了避免头晕等症状的发生，运动后的整理活动还可以改善血液循环状态，达到快速消除疲劳的目的。
二、放松方法
（运动放松应注意一下几个问题：
（1）做一些放松跑、放松走等形式的下肢运动，促进下肢静脉血的回流，防止体育锻炼后心血输出量的过度下降；
（2）在下肢活动后进行上肢整理活动，右臂活动后做左臂的整理活动，通过这种积极性休息，使身体功能得到尽快恢复；
（3）整理活动的两部要过大，否则整理活动又会引起新的疲劳；（4）进行整理活动时，应当保持心情舒畅、精神愉快的感觉。
第四节 恢复养护
人体在运动后，除采用休息和积极性体验手段加速身体功能的恢复外，还可以根据毽球运动的特点，补充不同的营养物质，以尽快消除疲劳。
毽球运动结束后，人体内会产生一种叫做乳酸的酸性物质，它的积累会造成机体的疲劳，使恢复时间延长。所以，我们在毽球运动后，应多补充一些碱性食物，如 蔬菜、水果等，而动物性蛋白等肉类食品偏“酸”，在运动后的当天可适当减少。
第三章 器材与装备
毽球运动受场地和设施的限制比较小，单人玩、双人玩、多人玩都可以。一个毽球可以满足五六人乃至更多人的参与。
第一节 器材
毽球运动的器材就是毽球，毽球主要由毽毛和毽垫等构成。
一、规格
（1）毽球高13—15厘米，重13—15克；（2）每支毽毛宽3.2—3.5厘米；
（3）毽垫直径3.8—4厘米，厚1.3—1.5厘米，毛管高2.5厘米（如图一）
二、材质
毽毛由鹅翎制成，毽垫由上垫、下垫和毛管构成均用橡胶制作。
三、构成
（1）毽毛由4支白色或彩色鹅翎呈十字形插在毛管内；
（2）上垫和下垫中间套有由三层以上硬质薄形皮革或类似材料制成的垫圈；（3）上垫套在毛管上，下垫和毛管连一起。
第三节 装备
一、服装
（1）服装要宽松舒适，便于活动，面料一般为吸汗性和透气性较好的棉制品；（2）场上队员上衣的前后须有明显的号码，号码颜色一致，并与上衣颜色有明显的区别；
（3）队员不的穿戴任何危及其他队员的服饰
二、毽球鞋
选手应穿专门的毽球鞋，在鞋底的设计上一般用牛筋底做底，鞋底能耐磨合防滑。鞋底和鞋帮之间加一层防震材料，选手腾跳落地时，能保护脚跟、腰及后脑不受伤害。
教学目标
总目标：
在体育课中实施“七彩毽球”。让学生在活动中求愉快，在愉快中求发展，从而激活学生参与毽球学习的热情，启发学生掌握毽球锻炼的方法，提高学生自主锻炼的能力，培养学生经常锻炼的习惯，形成有益的毽球品质，促进学生身体健康发展，为终身体育奠定基础。具体目标：
1、熟悉球性，增强本体感受，较熟练地掌握盘踢、磕踢、拐踢、绷踢等毽球基本动作的基本知识、基本技术、基本技能和方法，并能在运动中加以运用，了解毽球运动的一般常识和基本动作要领，懂得毽球运动的锻炼身体价值。
2、通过毽球活动，提高身体基本活动能力，改善身体形态和身体机能，促进学生生长发育，全面锻炼身体，发展身体素质，增进身心健康，增强体质。提高运动中控制球的能力和协调能力，并逐步提高基本动作的综合运用能力。
3、建立以球育德。以球强智、以球养性、以球会友、以球兴校的思想。在学练中发展学生个性，形成竞争意识和顽强拼博精神，培养运动美感和审美情趣；形成公平竞争的道德规范和团结协作的集体主义精神。
第四章 水平一
第五篇：运动饮料概述
第一章 运动饮料概述
第一节 运动饮料定义
第二节 运动饮料行业发展历程
第三节 运动饮料分类情况
第四节 运动饮料产业链分析
一、产业链模型介绍
二、运动饮料产业链模型研究报告
第二章 2010-2011年中国运动饮料行业发展环境分析
第一节 2010-2011年中国经济环境分析
一、宏观经济
二、工业形势
三、固定资产投资
第二节 2010-2011年中国运动饮料行业发展政策环境分析
一、行业政策影响分析
二、相关行业标准分析
第三节 2010-2011年中国运动饮料行业发展社会环境分析
一、居民消费水平分析
二、工业发展形势分析
第三章 中国运动饮料生产现状分析
第一节 运动饮料行业总体规模
第二节 运动饮料产能概况
一、2006-2011年产能分析
二、2012-2015年产能预测
第三节 运动饮料市场容量概况
一、2006-2011年市场容量分析
二、产能配置与产能利用率调查
三、2012-2015年市场容量预测
第四节 运动饮料产业的生命周期分析
第五节 运动饮料产业供需情况
第四章 运动饮料国内产品价格走势及影响因素分析
第一节 国内产品2008-2010年价格回顾
第二节 国内产品当前市场价格及评述
第三节 国内产品价格影响因素分析
第四节 2012-2015年国内产品未来价格走势预测
第五章 2008-2010年中国运动饮料行业总体发展状况
第一节 中国运动饮料行业规模情况分析
一、行业单位规模情况分析
二、行业人员规模状况分析
三、行业资产规模状况分析
四、行业市场规模状况分析
五、行业敏感性分析
第二节 中国运动饮料行业产销情况分析
一、行业生产情况分析
二、行业销售情况分析
三、行业产销情况分析
第三节 中国运动饮料行业财务能力分析
一、行业盈利能力分析
二、行业偿债能力分析
三、行业营运能力分析
四、行业发展能力分析
第六章 2010年中国运动饮料行业发展概况
第一节 2010年中国运动饮料行业发展态势分析
第二节 2010年中国运动饮料行业发展特点分析
第三节 2010年中国运动饮料行业市场供需分析
第七章 运动饮料行业市场竞争策略分析
第一节、行业竞争结构分析
一、现有企业间竞争
二、潜在进入者分析
三、替代品威胁分析
四、供应商议价能力
五、客户议价能力
第二节、运动饮料市场竞争策略分析
一、运动饮料市场增长潜力分析
二、运动饮料产品竞争策略分析
三、典型企业产品竞争策略分析
第三节、运动饮料企业竞争策略分析
一、2012-2015年我国运动饮料市场竞争趋势
二、2012-2015年运动饮料行业竞争格局展望
三、2012-2015年运动饮料行业竞争策略分析
第八章 运动饮料行业投资与发展前景分析
第一节 2011年运动饮料行业投资情况分析
一、2011年总体投资结构
二、2011年投资规模情况
三、2011年投资增速情况
四、2011年分地区投资分析
第二节 运动饮料行业投资机会分析
一、运动饮料投资项目分析
二、可以投资的运动饮料模式
三、2011年运动饮料投资机会
四、2011年运动饮料投资新方向
第三节 运动饮料行业发展前景分析
一、金融危机下运动饮料市场的发展前景
二、2011年运动饮料市场面临的发展商机
第九章 2012-2015年中国运动饮料行业发展前景预测分析
第一节 2012-2015年中国运动饮料行业发展预测可行性分析
一、未来运动饮料发展分析
二、未来运动饮料行业技术开发方向
三、总体行业“十二五”整体规划及预测
第二节 2012-2015年中国运动饮料行业市场前景分析
一、产品差异化是企业发展的方向
二、渠道重心下沉
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