船舶操纵知识点总结

船舶操纵知识点总结1{（1）定常旋回阶段第一章船舶操纵性基础1、定义：保向、改向、变速。2、船舶操纵性能：①变速性能：（1）停船性能（2）启动性能（3）倒车性能②旋回性能③保向性能④航向稳定性能3、一些主要概念：①转心：转轴与船舶首位线交点（垂足）通常位于船首之后1/3L（船长）它的位置稍有移动②通常作用在船上的力及力矩：水动力、风动力、舷力、推力③漂角：船舶运动速度与船首位线的夹角4、①水动力及其力矩：水给予船舶的运动方向相反的力②特点：船前进时，水动力中心在船中前船后退时，水动力中心在船中后③附加质量：惯性质量及惯性矩大型船舶纵向附加质量≈0.07m（m为船的质量）附加惯性矩≈1.0Iz（Iz为船的惯性矩）④水动力角：水动力方向与船首位线的夹角它是漂角的函数，随它漂角的增大而增大⑤水动力中心大概位置:前进平吃水：漂角为0时，中心在船首之后1/4L（船速越低，越靠近船中，前进速度为0时，在船中）后退平吃水：漂角为0时，中心距船中1/4L⑥水动力距：与力矩系数水线下面积、船体形状有关力矩系数是漂角的函数5、船体阻力摩擦阻力→主要阻力占70%—90%速度越大，其值越大（与V2成正比）兴波阻力（低速时：与V2成正比；船高速时：急剧增大）涡流阻力空气阻力：约占2%附体阻力6、船舶的变速性能①停船性能（冲程）：与惯性有关②冲程：往往是对水移动的距离（对水移动速度为0）③一般万吨船：倒车停船距离为6—8L倒车冲程：5万：8~10L10万吨:10~13L15—20万吨：13~16L④当船速降到60%~70%时，转速降到25%~35%倒车⑤换向时间：从前进三到后退三所需时间汽轮机：120s~180s内燃机：90s~120s蒸汽机：60s~90s7、船舶的旋回性：转船阶段①旋回圈：过渡阶段—变速旋回阶段{剩余阻力：附加阻力：{船舶操纵知识点总结2②旋回初径：操舵后航向转过180°时，重心移动的横向距离一般为3~6L③旋回直径：船定常旋回时，重心轨迹圆的直径通常为旋回初径的0.9~1.2倍④进距：开始操舵到航向转过任一角度，重心移动的纵向距离通常为旋回初径的0.6~1.2倍⑤横距：指操舵让航向转过任一角度，垂心所走的横向距离约为旋回初径的1/2倍⑥制距：操舵开始时的重心位置到定常旋回率重心的纵向距离1~2L（2）船舶旋回运动是舷力的横向分量、水动力横向分量共同作用的结果（3）船舶旋回运动中的性能：降速车旋回的初始阶段：内倾；定常旋回：外倾旋回时间：旋回360°所需的时间；万吨级船旋回时间约为：6min（4）影响旋回特性的因素：①方形系数大旋回性好旋回圈小②船首水线下面积多旋回性好旋回圈小③船尾有钝材或船首瘦削旋回性差旋回圈大④舵面积大旋回性好旋回圈小⑤吃水增大横距、旋回初径增大，反移量减小⑥横倾，影响较小：低速时，向底舷一侧旋回旋回性好高速时，向高舷一侧旋回旋回性好船速低于某一值时，旋回圈加大⑦浅水：水变浅阻力加大转船舵力作用小旋回圈大旋回性变差⑧旋回圈在实际操船中的应用：反移量（kick）：向操舵相反一舷移动的距离0.1~0.2L（10%~25%L）9、操纵指数：krrT.（T：追随性指数.r:r的导数角速度r的加速度k:旋回性指数）阻尼力矩惯性力矩T（T大，惯性大，实际操舵中T越小越好）阻尼力矩转舵力矩k（k大，转舵效应好，实际操舵k越大越好）无因次的k’、T’)(')('vLTTvLkk（k/T表示舵效）{船舶操纵知识点总结3{第二节航向稳定性及保向性1、船向稳定性定义：船受外力干扰，干扰消失后，不用舵的前提下，船能自动恢复直线运动①恢复到原航向平行的航向航向稳定性（方向稳定性）稳定性②彻底恢复到原航行完全相同的航向上③直线稳定航向稳定性：方形系数低，长/宽高的船航向稳定性好瘦船稳定性好船首侧面积大航行稳定性差（例如：球鼻首bulous）2、保向性概念：船首线运动受外力干扰通过用船纠正使其恢复到原航向与航迹上继续做直线运动一般来说：航向稳定性好的船保向性好3、影响保向性因素瘦船好浅吃水差船尾肥大（有钝材）好干舷高差尾倾较首倾好轻载比满载保向性好（如有风，另当别论）船速高好水深浅好逆风逆流好第三节变速性能补充1、启动性能：静止定常运动定常速度v、所需距离与排水量成正比，与v2成反比，与阻力成正比经验：满载启动距离20L轻载为满载的1/2~2/32、减速性能：停车冲程：对水速度为0通常对水移动能维持舵效的最低速度，即认为停船万吨级船2节、超大船3节，即认为停船一般货船停船冲程8~20L、超大船停船冲程20L3、制动性能：前进三后退三变螺距船CPP是FPP船紧急停船距离的60%~80%总结：排水量大停船距离大船速大停船距离大污底严重停船距离小主机功率大停船距离小顺流顺风停船距离大第四节船舶操纵性试验1、旋回试验：在直航情况下，左35°或右35°，使船旋回旋回试验的目的:测定旋回圈，评价船舶旋回性2、冲程试验船舶操纵知识点总结4冲程条件：风流小水深≥3Bd采用投掷法测定倒车使船停下（这种试验）要求船首改变90°3、螺旋试验、逆螺旋试验该试验目的，判断船舶航向稳定性好坏逆螺旋试验：求取船舶达某一回旋角速度所需舵角4、Z性试验该试验主要评价船舶首摇抑制性，也可测定旋回性，追随性，航向稳定性获得操纵性指数第五节IMO要求1、①对旋回性：进距＜4.5L旋回初径＜5L操10°舵角航向改变10°时的进距＜2.5L②对停船性：全速倒车停船距离＜15L超大船倒车停船距离＜20L③对于首摇抑制性、保向性3、Z型试验结果：左右10°舷角第一超越角：a、当L/v＜10s时：＜10°b、当L/v＞30s时：＜20°c、当10s＜L/v＜30s时：[5+21（L/v）]°第二超越角：a、当L/v＜10s时：＜25°b、当L/v＞30s时：＜40°c、当10s＜L/v＜30s时：＜[17.5+0.75（L/v）]°第三章车、舵、锚、缆、拖船第一节螺旋桨（propeller）1、关于阻力的补充摩擦阻力占到70%~80%，它与大约船速1.852的次方成正比2、吸入流与排出流①进入螺旋桨的流吸入流：范围广、流速慢、流线平行②螺旋桨排出的流排出流：范围小、流速快、水流旋转3、推力有船速关系（还与滑失有关）推力：排出流对船的反作用力船速一定，螺旋桨转速高推力大螺旋桨转速一定，船速高推力小船舶操纵知识点总结54、滑失：螺旋桨对水实际速度与理论上能前进速度之差理论速度滑失滑失比螺旋桨推力主要取决于其转速及滑失比。滑失比越大，推力越大推力与转速2成正比船速越低，滑失比越大通常伴流提高滑失比，降低舵效5、关于功率机四功率：机四发出的功率收到的功率：螺旋桨收到的功率有效功能：克服阻力，保持船速需要的功率=阻力×船速机四功率收到的功率传递效率0.95~0.98收到功率有效功率推进四功率0.6~0.7收到功率有效功率推进系数0.5~0.76、船速额定船速：深水中可以供用的最大船速海速：损失一部分功率以后在海上航行实际船速（功率为额定船速的90%转速为额定转速的96%~97%）港速：是海上转速的70%~80%回退转速是海上转速的60%~70%7、船舶受到的横向力（上小下大）种类：①沉深横向力②伴流横向力③排出流横向力④螺旋桨中心位置偏移形成的横向力①沉深横向力原理：流体静压力随水深的增大而增大，上下桨叶深度不同，因而，螺旋桨上下部形成的差值特征：上下桨叶形成的横向力方向相反、大小不等（上小下大）进车时，对右旋桨船而言，推尾向右右旋尾超右要求：h/D＜0.65~0.75②伴流横向力（上大下小）伴流在螺旋桨处分布不均匀，上大下小伴流特点：前进时，船首伴流小，船尾伴流大后退时，船尾伴流小，船首伴流大进车时，对右旋桨船而言，推尾向左右旋尾超左③排出流横向力桨上半部排出流作用在舵叶右下部作用小桨下半部排出流作用在舵叶左上部作用大④排出流横向力＞沉深横向力＞伴流横向力对倒车而言，主要的横向力是沉深横向力及排出流横向力船舶操纵知识点总结6总结：右下左上{例：右旋桨船，静止中倒车，使船首（向右）8、排出流补充：进车时：右下部大于左上部推船尾向左倒车时：由于船尾上肥下瘦，打在船上的力左上部＞右下部推船尾向左沉深横向力：进车时，推尾向右；倒车时，推尾向右伴流横向力：进车时，推尾向左；倒车时，推尾向右排出流横向力：无论进车还是倒车，均推尾向左9、单桨船综合效应进车时，并有一定速度的排出流，船首的偏转服从于舵倒车时，速度较快，船首的偏转服从于舵，如速度慢，则不从与舵10、双桨船效应两桨旋转方向总是相反11、侧推器侧推器发挥作用要求船速低于4节船速高，侧推器会失去作用第二节舵的作用1、舵压力及其影响因素舵力可分为：①垂直于舵叶的力②平行于舵叶的力舵力的大小与船速。舵角、舵面积有关舵面积越大，舵力越大舵速：指舵相对于水的速度舵速=船速+排出流在舵角处的轴向分量—伴流速度2、舵压力转船力矩舵压力转船力矩=正压力×力臂力臂为重心到舵正压力作用线的垂直距离3、舵效①舵力作用的效果：操舵以后船速下降②影响舵效的因素舵角大舵效好船速大舵效好排水量大舵效差尾倾舵效好横倾：高速中向高舷一侧操船舵效好低速中向底舷一侧操舵舵效好操船时间短舵效好③关于舵机液压舵机：舵来得快，回得也快电动舵机：来得快，回得慢，不易把定蒸汽舵机：来得慢，回得快，容易把定④常识伴流使舵力下降，排出流使舵力增大船舶操纵知识点总结7{{}12消航距离大致是0.5L消航距离大致是L变螺距桨船（CPP）比固定螺距桨船（FPP）的舵效差原因船停以后CPP车叶仍以原转速转动成了水流屏障，降低了船速第三节锚的作用1、锚的作用：制动、稳住船体2、锚的种类单锚泊一字锚：两张角在180°双锚泊八字锚平行锚（一点锚）：两锚泊张角0°一字锚主要用于狭窄的水域，受力较大的叫做力锚，另一个叫惰锚平行锚优点：锚泊力较大（约2倍单锚泊的锚泊力）3、操纵用锚的抓力一般来说：操纵用锚出链长度应控制在水深的2.5倍锚的抓力约为水中锚量的1.6倍在靠10m水深泊位时，出链长度不超过两节抛开锚时出链长度不小于4节4、锚泊用锚时的抓力Le21wwp锚、：与地质、锚类型有关：每米链重L:卧底链长走猫时，抓力急剧减小到正常抓力的2/3以下霍尔锚的抓力一般为锚重的3~5倍5、消航距离：PDS2v0135.0S：cmD：船舶质量（t）P：锚的抓力（t）v：节一般船2节余速拖单锚一般船3节余速拖双锚2节余速拖双锚1.5节余速拖单锚6、出链长度：cccwwTwTS0a002hh）（出链长度与锚重无关，与船舶受到的外力有关20m水深左右，出链长度较缓流多1节简单的公式：s=3h+90风速≈20m/sS=4h+145风速≈30m/s①一般万吨级：最佳抛锚水深15~20m②41的链长＞选择抛锚水深＞1.5×吃水+32的最大波高③单锚所需的水域：L+（60~90）m八字锚所需的水域：L+45sew}船舶操纵知识点总结8{④锚泊船与他船距离至少：链长+L锚位与滩边的距离：2L锚位与浅滩、岸边的距离：链长+2L⑤万吨级船抛锚时距10m等深线至少2海里例如：当风速为20m/s，水深20m，单锚泊出链长度（）A：180mB：150mC：120mD：100m第四节缆的运用1、顶风顶流带缆顺序：首缆、首倒缆、尾倒缆、尾缆2、系靠浮筒时：先带单头缆（绞紧受力），后带回头缆（不受力）3、单绑（singleup）：离泊时先解掉不起作用的多余缆绳船单绑一般留下头缆、倒缆离双浮时单绑：解除单头缆，留回头缆4、倒缆的位置：首倒缆带至船中较好第五节拖船的运用1、拖船的种类Z型：无舵，可360°内旋转，耐波性好，拖力最大VSP型：无舵，操纵性好，横向推力可达直向的45%，拖力比CPP略小CPP型：推力比Z型小，耐波性较差FPP型：拖力小（但高于VSP），其他性能较差2、拖船协助作业的方式：吊拖：只可进不可退的牵引方式倾推：拖船通过首部将作用力传递给被拖船傍拖：通过缆或拖船的侧体将作用力传递给被拖船拖带角：拖缆方向与拖船首尾线的夹角3、根据需要选择拖船：拖力大小：Z＞CPP＞FPP＞VS