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第一章船舶操縱性能第一節(jié)船舶旋回性能根據(jù)船舶在旋回運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受外力特點(diǎn)之變化,以及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之不同,可將船舶旋回過(guò)程劃分為三個(gè)階段--轉(zhuǎn)舵階段、過(guò)渡階段和定常旋回階段。?勻速直航船舶做舵后,舵角δ、橫移速度v、轉(zhuǎn)向角速度r、角加速度r和橫移加?速度v的變化曲線見(jiàn)圖1-1。旋回圈是指定速直航中的船舶操左(或右)滿舵后重心描繪的軌跡。旋回圈是表征船舶旋回性能的曲線。1.反移量:在旋回轉(zhuǎn)舵階段,由于船舶轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很大還來(lái)不及產(chǎn)生較大的旋轉(zhuǎn)角速度,則在舵產(chǎn)生的橫向力的作用下,產(chǎn)生橫向移動(dòng)加速度,一定時(shí)間后產(chǎn)生橫向移動(dòng)速度,使船舶重心產(chǎn)生向轉(zhuǎn)舵相反方向的橫移量,其稱為反移量。一般情況下,滿舵旋回反移量約為船長(zhǎng)的1/100左右,但操船中應(yīng)注意的是,船尾的反移量卻不容忽視,其最大量約為船長(zhǎng)的1/10~1/5,約出現(xiàn)在操舵后船舶的轉(zhuǎn)頭角達(dá)一個(gè)羅經(jīng)點(diǎn)左右的時(shí)刻。反移量的大小與船速、舵角、操舵速度、排水狀態(tài)及船型等因素有關(guān);船速、舵角越大,反移量越大。2.進(jìn)距:也稱縱距,是指從操舵開(kāi)始到船舶的航向轉(zhuǎn)過(guò)任一角度時(shí)重心所移動(dòng)的縱向距離,通常將航向角變化90°時(shí)船舶重心的縱向移動(dòng)距離稱為進(jìn)距,一般用Ad表示。它是判斷旋回過(guò)程中船舶縱向占用水域范圍的依據(jù)。顯然,進(jìn)距是船舶初始回轉(zhuǎn)性的特例,即航向角變化90°時(shí)船舶航進(jìn)的距離。進(jìn)距越小,表示船舶對(duì)操舵的反應(yīng)越迅速,即船舶初始回轉(zhuǎn)性能越好。反之,進(jìn)距越大,表示船舶對(duì)操舵的反應(yīng)越遲鈍,即初始回轉(zhuǎn)性能越差。據(jù)統(tǒng)計(jì),進(jìn)距大約為旋回初徑的0.6~1.2倍,一般運(yùn)輸船舶的相對(duì)進(jìn)距(Ad/L)在2.8~4.0之間,最大不應(yīng)超過(guò)4.5。3.橫距:是指從操舵開(kāi)始到船舶的航向轉(zhuǎn)過(guò)任一角度時(shí)船舶重心所移動(dòng)的橫向
距離,通常,將航向角變化90°時(shí)船舶重心的橫向移動(dòng)距離稱為橫距。橫距是衡量船舶航向角變化90°時(shí)橫向占用水域范圍的判據(jù)。橫距越小,表示船舶對(duì)操舵的反應(yīng)越迅速,即船舶初始回轉(zhuǎn)性能越好。橫距大約為旋回初徑的一半。4.旋回初徑:是旋回運(yùn)動(dòng)的船舶航向角變化180°時(shí)船舶重心的橫向移動(dòng)距離,一般用DT表示。旋回初徑是判斷旋回過(guò)程中船舶橫向占用水域范圍的依據(jù)。旋回初徑越小,船舶旋回性能越好,反之,船舶旋回性能越差。據(jù)統(tǒng)計(jì),一般運(yùn)輸船舶的相對(duì)旋回初徑T/L)(D為3~6,為保證良好的航向機(jī)動(dòng)性,通常應(yīng)保證DT/L在2.8~4.2之間,最大不應(yīng)超過(guò)5.0,否則旋回性能較差。5.旋回直徑:是指船舶進(jìn)入定常旋回時(shí)的旋回圈直徑。它是判斷船舶定常旋回過(guò)程中占用水域范圍的依據(jù)。對(duì)于運(yùn)輸船舶來(lái)說(shuō)通常D≈(0.9~1.2)DT。6.滯距:亦稱心距。正常旋回時(shí),船舶旋回軌跡曲率中心O總較操舵時(shí)船舶重心位置更偏于前方。滯距是該中心O的縱距,大約為1~2倍船長(zhǎng),它表示操舵后到船舶進(jìn)入旋回的“滯后距離”,也是衡量船舶舵效的標(biāo)準(zhǔn)之一。7.漂角:船舶旋回中首尾線上某一點(diǎn)的線速度與船舶首尾面的交角叫作漂角。通常,漂角指重心處的漂角,一般船舶重心處漂角大約在3°~15°之間,超大型船舶最大可達(dá)到25°左右。漂角越大的船舶,其旋回性越好,旋回直徑也越小。8.轉(zhuǎn)心:是旋回圈的曲率中心O作船舶首尾面的垂線的垂足。船舶前進(jìn)中轉(zhuǎn)心的位置大約在離船首柱后1/5~1/3船長(zhǎng)處,也可能處于船首前某一點(diǎn)。前進(jìn)中的船舶開(kāi)始做舵時(shí)的轉(zhuǎn)向位于船舶重心處,在船舶旋回的過(guò)渡階段中,轉(zhuǎn)心逐漸前移,至船舶進(jìn)入定常旋回時(shí)轉(zhuǎn)心穩(wěn)定于船舶首尾面上某一點(diǎn)。船舶轉(zhuǎn)心處的漂角為零,且該處船舶的橫移速度也為零。旋回性能越好、旋回中漂角越大的船舶,旋回時(shí)轉(zhuǎn)心越靠近船首。9.旋回時(shí)間:是指船舶旋回360°所需的時(shí)間。它與船舶的排水量有密切關(guān)系,排水量大,旋回時(shí)間增加。萬(wàn)噸級(jí)船舶快速滿舵旋回一周約需6min,而超大型船舶的旋回時(shí)間則幾乎要增加一倍。10.旋回降速:船舶旋回中,由于舵阻力增加、船體的斜航阻力增加和主機(jī)特性導(dǎo)致推進(jìn)效率降低,使得船速下降。降速幅度與旋回初徑DT有密切的關(guān)系,DT/L值越小,旋回性越好,降速越顯著。一般船舶旋回中的降速幅度大約為旋回操舵前船舶速度的25%~50%,而旋回性能很好的超大型油輪最大可達(dá)到原航速的65%。11.橫傾:直航船舶操舵不久,將因舵力橫傾力矩而出現(xiàn)少量?jī)?nèi)傾,接著由于船舶旋回慣性離心力矩的作用,內(nèi)傾將變?yōu)橥鈨A,達(dá)到最大外傾角后,船舶經(jīng)過(guò)1~2次搖擺,最后穩(wěn)定于某一定常外傾角上。船舶旋回橫傾大小與船速、所操的舵角、船舶的旋回性能和船舶的初穩(wěn)性高度GM等有關(guān)。做舵后船舶有大的橫傾且危及船舶安全時(shí),不應(yīng)回舵,更不應(yīng)操反舵,應(yīng)采取減速措施,以便減小橫傾。1.方形系數(shù):船舶的方形系數(shù)越大,船舶的旋回性越好,旋回圈越小。2.船體水線下側(cè)面積形狀及分布:船首部分分布面積較大如有球鼻首者,或船尾比較瘦削的船舶,水線下側(cè)面積幾何形心靠前,水動(dòng)力作用中心靠近船首,航向穩(wěn)定性較差,但旋回性較好,旋回圈較?。欢膊糠址植济娣e較大者如船尾有鈍材,或船首比較削進(jìn)的船舶,水動(dòng)力作用中心靠近船尾,航向穩(wěn)定性較好而旋回性較差,旋回圈較大。3.舵面積比:舵面積比是指舵面積與船體浸水側(cè)面積(LPP·d)的比值。舵面
積與船長(zhǎng)吃水比越大,越提高船舶的旋回性,旋回圈變小。但增加舵面積的同時(shí)又增加了旋回阻尼力矩,當(dāng)舵面積超過(guò)一定值后,旋回性就不能提高。也就是說(shuō),就一定船型的船舶而言,舵面積比的大小在降低旋回初徑方面存在一個(gè)最佳值。4.吃水:若縱傾狀態(tài)相同,吃水增加時(shí),旋回進(jìn)距增大,橫距和旋回初徑也將有所增加。5.吃水差:尾傾增大,旋回圈將增大;對(duì)于Cb=0.8的船舶,若尾傾增大量為船長(zhǎng)的1%,旋回初徑將可增加10%左右;對(duì)于Cb=0.6的船舶,若尾傾增大量為船長(zhǎng)的1%,旋回初徑將可增加3%左右。6.橫傾:低速時(shí),推力-阻力轉(zhuǎn)矩起主要作用,推首向低舷側(cè)偏轉(zhuǎn)。此時(shí),若操舵向低舷側(cè)旋回則其旋回圈較小,反之如操舵向高舷側(cè)旋回則其旋回圈較大。高速時(shí),首波峰壓力轉(zhuǎn)矩起主要作用,推船首向高舷側(cè)偏轉(zhuǎn)。此時(shí),如操舵向低舷側(cè)旋回其旋回圈較大,反之如操舵向高舷側(cè)旋回則其旋回圈較小。7.船速:一般說(shuō)來(lái),船速對(duì)船舶旋回所需時(shí)間的長(zhǎng)短具有明顯的影響,但對(duì)旋回初徑大小的影響卻呈現(xiàn)較為復(fù)雜的情況。8.操舵時(shí)間:操舵時(shí)間主要對(duì)船舶的進(jìn)距影響較大,進(jìn)距隨操舵時(shí)間的增加而增加,而對(duì)橫距和旋回初徑的影響不大,旋回直徑則不受其影響。9.旋回方向:對(duì)于右旋固定螺距螺旋槳單車船而言,在其他條件相同的情況下,向左旋回時(shí)的旋回初徑要比向右旋回時(shí)的旋回初徑要小一些。但對(duì)于超大型船舶而言,這一差別很小。1.旋回初徑:用來(lái)估算船舶用舵旋回掉頭所需的水域;2.橫距:用來(lái)估算轉(zhuǎn)首后,船舶與岸或其他船舶是否有足夠的間距;3.滯距:用來(lái)推算兩船對(duì)遇時(shí)無(wú)法旋回避讓的距離,即兩船對(duì)遇時(shí)的距離小于兩船的滯距之和,則用舵無(wú)法避讓;4.進(jìn)距:①兩船的進(jìn)距之和可用來(lái)推算對(duì)遇時(shí)的最晚施舵點(diǎn)。②緊急避讓時(shí)可用來(lái)確定避讓措施,如滿舵進(jìn)距小于倒車沖程時(shí),采用滿舵避讓;反之,則采取倒車避讓。5.反移量:①本船航行中發(fā)現(xiàn)有人落水時(shí),應(yīng)立即向落水者一舷操舵,使船尾迅速擺離落水者,以免使之卷進(jìn)船尾螺旋槳流之內(nèi)。②在船首較近的前方發(fā)現(xiàn)障礙物時(shí),為緊急避開(kāi),應(yīng)立即操滿舵盡量使船首讓開(kāi),當(dāng)估計(jì)船首已可避開(kāi)時(shí),再操相反一舷滿舵以便讓開(kāi)船尾。③當(dāng)船舶前部已離出碼頭,擬進(jìn)車離泊時(shí),如操大舵角急欲轉(zhuǎn)出,則由于尾外擺而將觸碰碼頭。為避免發(fā)生事故應(yīng)適當(dāng)減速,待駛出一段距離后再使用小舵角慢慢轉(zhuǎn)出。6.滯距:可作為確定新航向距的依據(jù),用來(lái)確定轉(zhuǎn)向時(shí)機(jī),以便船舶轉(zhuǎn)向后行駛在計(jì)劃航航線上。第二節(jié)船舶航向穩(wěn)定性及船舶操縱性指數(shù)直航中的船舶受到瞬時(shí)的外力干擾,如果干擾過(guò)去后,在不用舵糾正的前提下,船舶最終能夠停止偏轉(zhuǎn)恢復(fù)直線運(yùn)動(dòng),則稱為直線運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定或動(dòng)航向穩(wěn)定。穩(wěn)定得較快、慣性轉(zhuǎn)頭角較小的船,其動(dòng)航向穩(wěn)定性較好;穩(wěn)定得較慢、慣性轉(zhuǎn)頭角較大的船舶,其動(dòng)航向穩(wěn)定性較差。如船舶不能穩(wěn)定在新的航向上作直線運(yùn)動(dòng),而一直偏轉(zhuǎn)下去時(shí),則該船舶不具備動(dòng)航向穩(wěn)定性。
干擾過(guò)去后,在不用舵糾正的前提下,如果船舶最終能夠恢復(fù)到與原航向相同的直線運(yùn)動(dòng),則稱為方向穩(wěn)定。干擾過(guò)去后,在不用舵糾正的前提下,如果船舶最終能夠恢復(fù)到原航跡線的延長(zhǎng)線上作直線運(yùn)動(dòng),則稱為位置穩(wěn)定。一艘航向穩(wěn)定性較好的船舶,直航中即使很少操舵也能較好地保向;而當(dāng)操舵改向時(shí),又能較快地應(yīng)舵;轉(zhuǎn)向中回正舵,又能較快地把航向穩(wěn)定下來(lái)。其特點(diǎn)是對(duì)舵的響應(yīng)運(yùn)動(dòng)來(lái)得快,耗時(shí)短,因而舵效比較好,追隨性也較好。正螺旋試驗(yàn)得到的r-δ曲線存在兩種基本類型,航向穩(wěn)定的船舶,試驗(yàn)結(jié)果為r與δ具有單值關(guān)系;航向不穩(wěn)定的船舶,r-δ曲線系構(gòu)成一個(gè)滯后環(huán),其高度和寬度越大,表明船舶航向穩(wěn)定性越差。逆螺旋試驗(yàn)獲得的r-δ曲線同樣存在兩種基本類型,航向穩(wěn)定的船舶,試驗(yàn)結(jié)果為r與δ具有單值關(guān)系;如果船舶不具備航向穩(wěn)定性,則r-δ關(guān)系存在一個(gè)多值對(duì)應(yīng)的S曲線,其高度和寬度越大,表明船舶航向穩(wěn)定性越差。一般說(shuō)來(lái),方形系數(shù)較低、長(zhǎng)寬比較高的船舶具有較好的航向穩(wěn)定性。類似超級(jí)油輪之類的肥大型船舶,其航向總帶有不穩(wěn)定性,因此,這種船舶在小舵角保向航行中,船首的偏擺角度往往較大,并給人以穩(wěn)不住的感覺(jué)。水下船體側(cè)面積對(duì)航向穩(wěn)定性影響也較大。船首側(cè)面積較大(例如帶有球鼻首)的船舶,斜航(向前)時(shí)航向穩(wěn)定性較差,船尾側(cè)面積較大(例如帶有舭龍骨或舵面積較大、舵寬較大)的船舶航向穩(wěn)定性較好。對(duì)于給定船舶,空載或壓載時(shí)往往尾傾較大,尾部水下側(cè)面積較首部大得多,水動(dòng)力作用中心要比滿載平吃水時(shí)明顯后移,表現(xiàn)為航向穩(wěn)定性變好。船舶在直線航行過(guò)程中受到某種擾動(dòng)而改變了原航向或航跡,通過(guò)操舵抑制或糾正首搖并使船舶恢復(fù)在原航向或航跡上作直線運(yùn)動(dòng),這種運(yùn)動(dòng)性能稱為船舶保向性。通過(guò)操舵(小舵角)使船舶在短時(shí)間內(nèi)能夠恢復(fù)到原航向的直線運(yùn)動(dòng),我們就說(shuō)該船保向性好,反之則保向性差。一般來(lái)說(shuō),航向穩(wěn)定性好的船舶其保向性也相應(yīng)較好,反之則保向性較差。但不具有航向穩(wěn)定性的船舶,通過(guò)頻繁操舵或大舵角也可能保向,但其保向性較差,即需要在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)才能使船舶保持新的直線運(yùn)動(dòng)或只能保持近似的直線運(yùn)動(dòng)。影響船舶保向性的因素:(1)方形系數(shù)較低、長(zhǎng)寬比較高的瘦削型船舶,其保向性較好;淺吃水的寬體船保向性較差。(2)船體側(cè)面積在尾部分布較多者,如船尾有鈍材,其保向性較好;船首水下側(cè)面積分布較多者,如船首有球鼻首將降低保向性。(3)較高的干舷將降低船舶在風(fēng)中航行時(shí)的保向性。(4)船舶輕載較滿載時(shí)保向性好(受風(fēng)時(shí)另當(dāng)別論)。(5)船舶尾傾較首傾時(shí)的保向性好。(6)增大所操的舵角,能明顯地改善船舶的保向性。超大型油輪小舵角狀態(tài)下有航向不穩(wěn)定趨勢(shì),需用較大舵角才能保向。
(7)對(duì)于同一艘船而言,由于船速的提高船舶保向性將變好。(8)保向性將因水深變淺而提高,船舶順風(fēng)浪或順流航行中保向性反而降低。第三節(jié)船舶變速運(yùn)動(dòng)性能船舶在靜止?fàn)顟B(tài)中開(kāi)進(jìn)車,使船舶達(dá)到與主機(jī)功率相應(yīng)的穩(wěn)定船速所需的時(shí)間和航進(jìn)的距離,稱為船舶的啟動(dòng)性能。船舶從靜止?fàn)顟B(tài)逐級(jí)動(dòng)車,直至達(dá)到定常速度V所航行的距離與排水量成正比,與航速V的平方成正比,與航速V時(shí)的阻力成反比。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),從靜止?fàn)顟B(tài)逐級(jí)動(dòng)車,直至達(dá)到定常速度,滿載船舶約需航進(jìn)20倍船長(zhǎng)左右的距離,輕載時(shí)約為滿載時(shí)的1/2~2/3。以某一速度航行的船舶,從發(fā)出主機(jī)停止車令起到船舶對(duì)水停止移動(dòng)時(shí)止所需的時(shí)間和滑行的距離,稱為停車沖時(shí)和停車沖程。實(shí)船試驗(yàn)時(shí),船舶對(duì)水停止移動(dòng)一般以船舶維持舵效最小速度為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算,萬(wàn)噸級(jí)船取2kn,超大型船取3kn左右;停車后,船速開(kāi)始下降較快,隨船速降低,阻力減小,船速下降趨緩;船舶在常速航行中停車,降速到能維持其舵效的速度時(shí),一般貨船的停車沖程為船長(zhǎng)的8~20倍,超大型船舶則超過(guò)20倍的船長(zhǎng)。船越大,停車慣性越大。船舶在前進(jìn)三中開(kāi)后退三,從發(fā)令開(kāi)始到船對(duì)水停止移動(dòng)所需的時(shí)間及航進(jìn)的距離,稱為倒車沖時(shí)和倒車沖程。在對(duì)主機(jī)進(jìn)行換向操縱時(shí),為不致造成主機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分出現(xiàn)過(guò)大應(yīng)力或損傷,在關(guān)閉油門后,通常要等到船速降至全速的60%~70%、主機(jī)轉(zhuǎn)速降至額定轉(zhuǎn)速的25%~35%時(shí),將壓縮空氣通入氣缸,迫使主機(jī)停轉(zhuǎn)后,再進(jìn)行倒車啟動(dòng)。從前進(jìn)三到后退三所需換向時(shí)間的長(zhǎng)短因主機(jī)類型而異:內(nèi)燃機(jī)船約需90~120s;汽輪機(jī)船約需120~180s;蒸汽機(jī)船約需60~90s。根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果,一般中型至萬(wàn)噸級(jí)貨船的緊急停船距離可達(dá)6~8倍船長(zhǎng);載重量5萬(wàn)噸左右的船舶達(dá)8~10倍船長(zhǎng);載重量10萬(wàn)噸的船舶可達(dá)10~13倍船長(zhǎng);載重量15~20萬(wàn)噸級(jí)的船舶可達(dá)13~16倍船長(zhǎng)。(1)船舶排水量:在其他條件相同的情況下,排水量越大,停船距離越大。(2)船速:若其它因素一定時(shí),船速越高,停船距離越大。(3)主機(jī)倒車功率、轉(zhuǎn)速和換向時(shí)間:若其他條件相同,主機(jī)倒車轉(zhuǎn)速越高、主機(jī)倒車功率越大,緊急停船距離越?。恢鳈C(jī)換向時(shí)間越短,緊急停船距離也越小。(4)船體的污底程度:船體污底越嚴(yán)重,船體阻力越大,停船距離越小。(5)外界條件。順風(fēng)、順流時(shí)停船距離增大;頂風(fēng)、頂流時(shí)停船距離減??;在淺水中由于船舶阻力增加,其停船距離較深水中小。第四節(jié)船舶操縱性能試驗(yàn)
旋回試驗(yàn)是指在試驗(yàn)船速直航條件下,操左35°舵角和右35°舵角或設(shè)計(jì)最大舵角并保持之,使船舶進(jìn)行左、右旋回運(yùn)動(dòng)的試驗(yàn)。旋回試驗(yàn)的目的是,獲得船舶的旋回圈和評(píng)價(jià)船舶的旋回性能。船舶沖程測(cè)定也稱停船試驗(yàn),是指船舶在試驗(yàn)速度時(shí),進(jìn)行全速倒車,直至船舶對(duì)水完全停止的試驗(yàn)。其目的是評(píng)價(jià)船舶的停止慣性。沖程測(cè)定時(shí)應(yīng)在風(fēng)流影響較小,且水深不小于3Bd的情況下進(jìn)行,通常采用投板法測(cè)定沖程。由于倒車橫向力的影響采用倒車至船舶停住的過(guò)程中船首向改變90°左右。螺旋試驗(yàn)包括正螺旋試驗(yàn)和逆螺旋試驗(yàn)兩種。螺旋試驗(yàn)的目的是判定船舶航向穩(wěn)定性的好壞。正螺旋試驗(yàn)是指求取船舶操某一舵角時(shí)船舶所能夠達(dá)到的定常旋回角速度的試驗(yàn)方法。逆螺旋試驗(yàn)是指求取為使船舶達(dá)到某一旋回角速度而需操的平均舵角的試驗(yàn)方法。其試驗(yàn)方法與正螺旋試驗(yàn)正好相反。Z形操縱試驗(yàn)是一種評(píng)價(jià)船舶首搖抑制性的試驗(yàn)??捎脕?lái)判斷船舶旋回性能、追隨性和航向穩(wěn)定性,獲得船舶操縱性能指數(shù)。第五節(jié)IMO船舶操縱性衡準(zhǔn)的基本內(nèi)容1.旋回性:旋回圈的進(jìn)距應(yīng)不超過(guò)4.5倍船長(zhǎng)(垂線間長(zhǎng),下同),相應(yīng)的旋回初徑應(yīng)不超過(guò)5.0倍船長(zhǎng)。2.初始回轉(zhuǎn)性:船舶操左10°舵角或右10°舵角后,船首向角從原航向改變10°時(shí),船舶在原航向上的縱向行進(jìn)距應(yīng)不超過(guò)2.5倍船長(zhǎng)。3.首搖抑制性能和保向性(1)10°/10°Z形操縱試驗(yàn)測(cè)得的第一超越角應(yīng)不超過(guò):10°,當(dāng)L/V<10s時(shí);20°,當(dāng)L/V>30s時(shí);(5+1/2(L/V))°,當(dāng)10s<L/V<30s時(shí)。(2)10°/10°Z形操縱試驗(yàn)測(cè)得的第二超越角應(yīng)不超過(guò):25°,當(dāng)L/V<10s時(shí);40°,當(dāng)L/V>30s時(shí);(17.5+0.75(L/V))°,當(dāng)10s<L/V<30s時(shí)。(3)20°/20°Z形操縱試驗(yàn)測(cè)得的第一超越角應(yīng)不超過(guò)25°。4.停船性能:船舶全速倒車停船試驗(yàn)中的航跡進(jìn)距(CrashStoppingDistance)不超過(guò)15倍船長(zhǎng)。但是,對(duì)于超大型船舶,主管機(jī)關(guān)認(rèn)為該標(biāo)準(zhǔn)不能滿足時(shí),可進(jìn)行修訂,但任何情況下不應(yīng)超過(guò)20倍船長(zhǎng)。
第二章車、舵、錨、纜、拖輪在操船中的運(yùn)用第一節(jié)螺旋槳的性能航行中的船舶所受的阻力包括基本阻力與附加阻力兩個(gè)部分。基本阻力是指新出塢的裸體船(不包括附屬體,如舵、螺旋槳等)在平靜水面行駛時(shí)水對(duì)船體產(chǎn)生的阻力?;咀枇τ赡Σ磷枇?、渦流阻力和興波阻力構(gòu)成。附加阻力由污底阻力、附體阻力、空氣阻力(airresistance)和洶濤阻力組成。船舶的附加阻力與船體的污底程度、附體的多少及結(jié)構(gòu)、風(fēng)浪的大小、航道的淺窄等因素有關(guān)。對(duì)于給定的船舶,其基本阻力的大小與船舶吃水、航速密切相關(guān)。當(dāng)吃水一定時(shí),基本阻力與船速有關(guān),在船速較低時(shí),基本阻力與船速的關(guān)系近似于線性變化,但當(dāng)船速較高時(shí),則基本阻力隨船速的增加急劇增加,且船速越高增加的幅度越大?;咀枇χ?,摩擦阻力的大小取決于船體的濕水面積、船體的粗糙度和船速,在一般商船速度范圍內(nèi)約占總阻力的70%~80%,并與船速的1.852次方成正比。流向螺旋槳盤(pán)面的流稱為吸入流;離開(kāi)螺旋槳盤(pán)面的流稱為排出流。吸入流的特點(diǎn)是流速較慢,范圍較寬,流線幾乎相互平行;排出流的特點(diǎn)是流速較快,范圍較小,水流旋轉(zhuǎn)激烈。船速一定時(shí),螺旋槳轉(zhuǎn)速越高產(chǎn)生的推力越大;反之,轉(zhuǎn)速越低螺旋槳產(chǎn)生的推力越小。螺旋槳的轉(zhuǎn)速一定時(shí),船速越高,螺旋槳產(chǎn)生的推力越??;反之,船速越低,螺旋槳產(chǎn)生的推力越大;船速為零時(shí),螺旋槳產(chǎn)生的推力最大。螺旋槳的推力除與船速、轉(zhuǎn)速有關(guān)外,還與螺旋槳的結(jié)構(gòu)、螺旋槳沒(méi)入水中的深度以及螺旋槳的滑失有關(guān)?;侵嘎菪龢獙?duì)水的實(shí)際速度與理論上應(yīng)能前進(jìn)的速度之差?;c螺旋槳在理論上應(yīng)能前進(jìn)的速度的比值稱之為滑失比。對(duì)于給定的船舶在給定的狀態(tài)下,螺旋槳的推力和轉(zhuǎn)矩的大小主要取決于螺旋槳的轉(zhuǎn)速和螺旋槳的滑失比。當(dāng)船速一定時(shí),螺旋槳的推力和轉(zhuǎn)矩均與螺旋槳轉(zhuǎn)速的平方成正比;當(dāng)螺旋槳的轉(zhuǎn)速一定時(shí),船速越低,螺旋槳的滑失比越大,螺旋槳的推力和轉(zhuǎn)矩也越大,當(dāng)船速為零時(shí),螺旋槳的推力和轉(zhuǎn)矩達(dá)到船舶前進(jìn)中的最大值。在實(shí)際操船中,船舶駕引人員常常通過(guò)降低船速、增加主機(jī)轉(zhuǎn)速提高螺旋槳的滑失比來(lái)提高舵效。當(dāng)螺旋槳處的伴流增加時(shí),螺旋槳的滑失比增加,提高螺旋槳的推力,從而提高了螺旋槳的推進(jìn)效率。但伴流降低了舵處的來(lái)流速度,因而降低了舵效。機(jī)器功率,是指主機(jī)發(fā)出的功率。
收到功率,是指機(jī)器功率經(jīng)過(guò)傳動(dòng)裝置和其他機(jī)件的摩擦損失,傳至主軸尾端與螺旋槳連接處的功率。有效功率,指克服船舶阻力而保持一定船速所需要的功率,它等于船舶阻力與船速的積。螺旋槳收到功率與機(jī)器功率的比值稱為傳遞效率,其值通常為0.95~0.98。有效功率與收到功率之比稱為推進(jìn)器效率,該值約為0.60~0.75。有效功率與主機(jī)機(jī)器功率之比稱為推進(jìn)系數(shù),該值約為0.5~0.7。這就是說(shuō),主機(jī)發(fā)出功率變?yōu)榇巴七M(jìn)有效功率后已損失了將近一半。通常船舶阻力與船速的平方成正比,則主機(jī)功率與船速的3次方約成正比。新船驗(yàn)收后的主機(jī),可供海上長(zhǎng)期使用的最大功率稱為額定功率,與其相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)數(shù)稱為額定轉(zhuǎn)數(shù)。在額定功率、額定轉(zhuǎn)速條件下,船舶在平靜的深水域中取得的船速稱為額定船速。額定船速是船舶在深水域中可供使用的最高船速。主機(jī)按海上常用輸出功率、常用轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),在平靜深水域中取得的船速即為海上船速。海上功率通常為額定功率的90%,相應(yīng)的海上常用主機(jī)轉(zhuǎn)速則為額定轉(zhuǎn)速的96%~97%。港內(nèi)船速指主機(jī)按港內(nèi)各級(jí)轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),在平靜深水域中取得的船速。一般港內(nèi)的最高主機(jī)轉(zhuǎn)速約為海上常用轉(zhuǎn)速的70%~80%左右。通常港內(nèi)“后退三”時(shí)的主機(jī)轉(zhuǎn)速約為海上常用轉(zhuǎn)速的60%~70%。微進(jìn)船速是主機(jī)可以輸出的最低功率和最低轉(zhuǎn)速時(shí)的船速。螺旋槳盤(pán)面中心距水面的垂直距離稱為螺旋槳的沉深。沉深與螺旋槳直徑之比稱為沉深比。沉深橫向力的產(chǎn)生機(jī)理是由于流體靜壓力隨深度的增加而增大,當(dāng)螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),上下槳葉所處的深度不同,在周向(即切線方向)的橫向力方向相反,但大小不同,因此產(chǎn)生橫向力。試驗(yàn)表明,當(dāng)沉深比小于0.65~0.75時(shí),螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將產(chǎn)生沉深橫向力,沉深橫向力推船尾的方向與螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致。對(duì)于右旋固定螺距螺旋槳而言,進(jìn)車時(shí),沉深橫向力推尾向右,船首左偏;倒車時(shí)相反,推尾向左,船首右偏。沉深橫向力的大小除了與沉深及螺旋槳轉(zhuǎn)速有關(guān)外,受船速的影響較大,在轉(zhuǎn)速不變的情況下,隨船速的提高,沉深橫向力逐漸減小。伴流是伴隨船體運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的追隨性水流,也稱追跡流。它主要由摩擦伴流、勢(shì)伴流和興波伴流組成。伴流在螺旋槳處的分布是不均勻的,其分布特點(diǎn)是左右對(duì)稱、上大下小。伴流沿船舶首尾方向的分布也是不均勻的,船舶前進(jìn)時(shí),船首處伴流流速小,船尾處伴流流速大;而船舶后退時(shí),船首處伴流流速大,船尾處伴流流速小。船舶在前進(jìn)中,當(dāng)螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),由于受縱向伴流影響,螺旋槳上部槳葉相對(duì)于水的進(jìn)速比下半部槳葉要低,因此水流的沖角相對(duì)較大,所受到的升力也相對(duì)較
大,因而偏轉(zhuǎn)力也要比下部槳葉的轉(zhuǎn)力要大,該轉(zhuǎn)力之差即為伴流橫向力。當(dāng)螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng),且螺旋槳處有伴流時(shí),螺旋槳所產(chǎn)生伴流橫向力推船尾的方向與螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。對(duì)于右旋單槳船而言,前進(jìn)中進(jìn)車時(shí),推尾向左,船首右偏;船舶在前進(jìn)中倒車時(shí)相反,伴流橫向力推尾向右,船首左偏。伴流橫向力除隨螺旋槳處伴流流速的增大而增大外,還隨螺旋槳轉(zhuǎn)速的提高而增大,由于船速較低時(shí)伴流相應(yīng)減弱,伴流橫向力隨船速的降低而減小。在船舶靜止或后退中,船尾伴流可以忽略,伴流橫向力也可以忽略。右旋螺旋槳船前進(jìn)中進(jìn)車,排出流作用在舵上。正舵時(shí),由于旋轉(zhuǎn)作用,螺旋槳上半部排出流作用在舵葉右下部,下半部排出流作用在舵葉左上部。受伴流影響,上半部排出流軸向速度較小,因此作用在舵上的沖角較大,使舵葉右側(cè)的水動(dòng)力大于左側(cè),造成推尾向左的橫向力--排出流橫向力。右旋螺旋槳船進(jìn)速較低或后退中倒車時(shí),螺旋槳的排出流打在船體的尾部,由于船體尾部線型的上肥下瘦,相比較而言,在船尾右舷尾外板上不僅排出流沖角較大,而且沖擊的外板面積較為寬廣,所以形成較強(qiáng)的沖擊力,使船尾向左偏轉(zhuǎn),船首向右偏轉(zhuǎn)--產(chǎn)生排出流橫向力。右旋固定螺距螺旋槳單槳船的排出流橫向力推尾方向均相左,使船首向右偏轉(zhuǎn)。左旋固定螺距螺旋槳單槳船的排出流橫向力推尾方向均相右,使船首向左偏轉(zhuǎn)。在螺旋槳轉(zhuǎn)速一定的前提下,排出流橫向力的大小主要受船速的影響,船速較低時(shí)排出流橫向力在螺旋槳橫向力中是一個(gè)比較大的量,特別是船舶在輕載狀態(tài)且倒車情況下尤為突出。1.船舶進(jìn)車并有一定速度的排出流時(shí),船首的偏轉(zhuǎn)方向服從于舵。2.船舶倒車時(shí),如船速較快,船首的偏轉(zhuǎn)方向服從于舵,即此時(shí)可用舵克服橫向力;船速較慢時(shí),船首的偏轉(zhuǎn)方向服從于橫向力。對(duì)于雙槳船而言,為了抵消正車前航時(shí)的螺旋槳致偏作用,不論是FPP或CPP,兩個(gè)槳的旋轉(zhuǎn)方向總是相反的。在港內(nèi)操縱時(shí),為了充分發(fā)揮螺旋槳致偏作用在操縱中的優(yōu)越性,固定螺距螺旋槳雙車船多采用外旋式。雙槳船兩螺旋槳同速進(jìn)車或同速倒車時(shí),兩螺旋槳的橫向力相互抵消,正舵時(shí),船舶保持直航。雙槳船一側(cè)槳進(jìn)車而另一側(cè)槳倒車時(shí),船首向倒車側(cè)偏轉(zhuǎn)。雙槳船一側(cè)槳進(jìn)車速度慢或倒車速度快,船首則向該進(jìn)車速度慢或倒車速度快一舷偏轉(zhuǎn)。側(cè)推器作為船舶的輔助操縱裝置,廣泛應(yīng)用于港內(nèi)船舶操縱??侩x碼頭中船舶的橫向移動(dòng)、航道內(nèi)低速航行時(shí)調(diào)整航向、抑制倒車過(guò)程中的船首偏轉(zhuǎn)等都是側(cè)推器在船舶操縱中的具體應(yīng)用。側(cè)推器效應(yīng)取決于船舶運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和側(cè)推力的大小、方向及作用點(diǎn)。其中影響最大的是船舶運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。經(jīng)驗(yàn)表明,側(cè)推器發(fā)揮作用的航速應(yīng)控制在4kn以下。第二節(jié)舵的作用
將舵力可以分解為垂直于舵葉縱剖面的垂向分力(舵的正壓力)和平行于舵葉縱剖面的舵阻力。舵力的大小與舵速、舵面積和舵角有關(guān),舵速越大、舵的濕面積越大以及所做舵角越大時(shí),舵產(chǎn)生的舵力也越大。舵速,是指舵相對(duì)于水的速度,其構(gòu)成為:船速+排出流在舵處的軸向分速度舵處的伴流速度。舵壓力的大小與舵速的平方成正比。航行中,船舶操舵后,舵葉上將產(chǎn)生正壓力,其支點(diǎn)是船舶的重心,所以正壓力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)船力矩為正壓力與力臂的乘積。舵力臂為重心至舵正壓力作用線的垂直距離。船舶舵效是指舵力作用(在船體)效果的簡(jiǎn)稱。廣義的舵效指,航行中的船舶操舵后,舵力使船首向做舵方向偏轉(zhuǎn)、船體向做舵相反方向橫移、船體先內(nèi)傾后外傾和船速下降。通常所說(shuō)的舵效為狹義的舵效,指操一舵角后船舶在一定時(shí)間、一定水域內(nèi)船首轉(zhuǎn)過(guò)的角度大小。若船舶在操舵后,能在較短時(shí)間內(nèi)、較小的水域內(nèi),轉(zhuǎn)過(guò)較大的角度,則船舶的舵效較好,反之則認(rèn)為舵效較差。(1)舵角:舵角越大,舵力轉(zhuǎn)船力矩越大,引起的轉(zhuǎn)向幅度越大。在實(shí)際轉(zhuǎn)向操縱中,增大舵角是提高船舶舵效的有效措施。但在小角度保向操縱時(shí),并不是在任何情況下都是使用大舵角時(shí)的效果好。(2)舵速:在給定舵角下,舵速越大,舵效越好。舵速受船速、伴流和螺旋槳排出流共同作用,在實(shí)際操船中,尤其是在受限水域內(nèi),降低船速、提高螺旋槳轉(zhuǎn)速是提高船舶舵效的有效途徑。(3)船舶的排水量:船舶的排水量越大,舵效變差。對(duì)于同一船舶而言,當(dāng)吃水增加時(shí),舵效變差。滿載大船,舵效比較差,其表現(xiàn)為起轉(zhuǎn)遲鈍,停轉(zhuǎn)不易。因此在港內(nèi)操縱滿載大型船舶時(shí)要特別注意,一般宜早用舵、早回舵,而且所用的舵角也比較大。(4)船舶縱傾:在保持吃水不變的情況下,船舶首傾時(shí)舵的濕水面積變小,舵力減小,舵效變差,尾傾時(shí)相反。(5)船舶橫傾:船舶橫傾高速航進(jìn)中,粘性壓差阻力較大,如向低舷一側(cè)轉(zhuǎn)向,由于低舷側(cè)水阻力較大,舵效較差。如向高舷側(cè)轉(zhuǎn)向,則舵效較好。相反,但船速比較低時(shí),摩擦阻力起主要作用,向低舷側(cè)轉(zhuǎn)向時(shí)舵效較好,而向高舷側(cè)轉(zhuǎn)向時(shí)舵效較差??偠灾?,船舶橫傾對(duì)舵效的影響不大。(6)舵機(jī)性能:船舶操舵所需的時(shí)間越短,舵效越好。從實(shí)際使用情況來(lái)看,液壓舵機(jī)的性能較好,舵來(lái)得快,回得也快;蒸汽舵機(jī)來(lái)得慢,回得快,容易把定;而電動(dòng)舵機(jī)來(lái)得快,回得慢,不易把定。
第三節(jié)錨的運(yùn)用1.港內(nèi)操縱用錨分為:拖錨制動(dòng)、拖錨靠泊、拖錨掉頭、拖錨倒行和拋開(kāi)錨控制船首擺動(dòng)等。2.錨泊用錨分為:?jiǎn)五^泊和雙錨泊,雙錨泊又分為一字錨、八字錨和平行錨(一點(diǎn)錨)。3.應(yīng)急用錨分為:緊急避讓用錨、防止擱淺觸礁用錨、擱淺后固定船舶用錨、協(xié)助脫淺用錨和大風(fēng)浪中漂滯用錨。操縱用錨一般出鏈長(zhǎng)度比較短,沒(méi)有錨鏈平臥在海底,因此操縱用錨的抓力僅僅為錨本身的抓力。操縱用錨的抓力除決定于錨的重量和錨型外,還受許多因素的影響,如海底底質(zhì)、水深、出鏈長(zhǎng)度、拋錨方法以及海底地形等。一般來(lái)說(shuō)。操縱用錨的出鏈長(zhǎng)度應(yīng)控制在水深的2.5倍左右,拖錨制動(dòng)時(shí),錨的抓力約為水中錨重的1.6倍,如水深為10m,可采用出鏈一節(jié)入水或一節(jié)甲板。如擬靠妥后將開(kāi)錨絞起,靠泊在10m水深泊位時(shí)的出鏈長(zhǎng)度不宜超過(guò)2kn;而拋開(kāi)錨為離泊創(chuàng)造條件時(shí),出鏈長(zhǎng)度應(yīng)不小于4kn。船舶錨泊時(shí),錨泊力由錨本身的抓力和臥底鏈長(zhǎng)抓力兩部分組成:P=Pa+Pc=λaWa+λcWcL(2-1)式中:Pa--錨抓力;Pc--錨鏈抓力;λa--錨的抓力系數(shù)(霍爾錨在不同底質(zhì)中,錨抓力系數(shù)可取3.0~5.0);Wa--錨重;λc--錨鏈的抓力系數(shù)(根據(jù)底質(zhì)不同,錨鏈抓力系數(shù)可取0.75~1.5);Wc--每米錨鏈的重量;L--臥底鏈長(zhǎng)。單錨泊抓力除取決于錨的重量和錨型外,還受海底底質(zhì)、水深、出鏈長(zhǎng)度、錨鏈重量、拋錨方法以及海底地形等的影響。拖錨淌航距離的估算式為:2D?KS?0.0135Pa(2-2)式中:D--船舶質(zhì)量(t);νK--拋錨時(shí)船舶的余速(kn);Pa--拖錨時(shí)錨的抓力(t);S--拖錨淌航距離(m)。
通常情況下,萬(wàn)噸左右的船舶,2kn余速拖單錨,3kn余速拖雙錨,拖錨淌航距離在接近滿載時(shí)將大致接近于船長(zhǎng);2kn余速拖雙錨,1.5kn余速拖單錨,前者較后者略短,兩者均接近0.5倍船長(zhǎng)。為保證單錨泊安全所需總的出鏈長(zhǎng)度為S?s?l?h0?(h0?2?T0T0??aWa)?wc?cWc(2-3)式中:S--錨泊所需出鏈長(zhǎng)度(m);s--懸鏈長(zhǎng)度(m);l--臥底鏈長(zhǎng)(m);T0--船舶所受的水平外力(t);h0--錨鏈孔至海底的垂直距離(m);Wc——單位鏈長(zhǎng)在水中的重量(約為0.87倍空氣中的重量)。實(shí)踐中單錨泊出鏈長(zhǎng)度常采用下列經(jīng)驗(yàn)公式:S=3×h+90風(fēng)速≈20m/s(8級(jí))時(shí)S=4×h+145風(fēng)速≈30m/s(11級(jí))時(shí)式中:S--出鏈長(zhǎng)度(m)h--水深(m)。(2-4)(2-5)第四節(jié)纜的運(yùn)用1.船舶配有多條系船纜,按照其控制船舶的作用進(jìn)行分類,可將其分為首纜、首倒纜、尾纜、尾倒纜以及橫纜等,各系船纜名稱和作用如下:(1)首纜或頭纜:其作用是防止船舶向后移動(dòng)和船首向外舷偏轉(zhuǎn)。(2)首倒纜或前倒纜:其作用是防止船舶向前移動(dòng)和船首向外偏轉(zhuǎn)。(3)首橫纜或前橫纜:其作用是防止船首向外舷移動(dòng)。(4)尾纜:其作用是防止船舶向前移動(dòng)和船尾向外舷偏轉(zhuǎn)。(5)尾倒纜:其作用是防止船舶向后移動(dòng)和船尾向外舷偏轉(zhuǎn)。(6)尾橫纜或后橫纜:其作用是防止船尾向外舷移動(dòng)。船舶系浮筒時(shí),纜繩根據(jù)其作用和系帶方法又可分為頭纜和回頭纜等。2.一般采用先帶首部纜繩后帶尾部纜繩的靠泊帶纜順序,而首部帶纜順序取決于風(fēng)、流的影響,通常的帶纜順序如下:(1)頂流靠泊帶纜順序:在有流港口,船舶多采用頂流靠泊方式。為了防止船舶靠岸過(guò)程中流的影響而后退,因而一般先帶頭纜,并迅速收緊挽牢。待船體靠岸并就位之后,再帶前倒纜、前橫纜。尾部先帶尾倒纜,然后帶尾纜和橫纜。(2)橫風(fēng)較強(qiáng)帶纜順序:有較強(qiáng)吹開(kāi)風(fēng)或吹攏風(fēng)影響時(shí),一般先帶首橫纜,無(wú)橫纜纜樁時(shí)可將頭纜和前倒纜同時(shí)帶上,并迅速收緊。這樣即可防止吹開(kāi)風(fēng)造成船首被吹開(kāi)而陷入困境,又可防止吹攏風(fēng)造成船尾軋攏過(guò)快而觸碰碼頭。尾部先帶尾橫纜,并盡快絞攏。
(3)靜水港靠泊帶纜順序:靜水港靠泊時(shí),應(yīng)采用頂風(fēng)靠泊方式,其帶纜順序與頂流靠泊帶纜順序相同。當(dāng)靜水港無(wú)風(fēng)靠泊時(shí),系泊的帶纜一般主要考慮如何及時(shí)抑制船舶的前沖趨勢(shì),因此先帶首倒纜,并迅速收緊挽牢,待船體靠岸并就位之后,再帶首纜、前橫纜。尾部先帶尾纜,然后帶尾倒纜和橫纜。系浮筒先帶單頭纜,后帶回頭纜。船舶系浮過(guò)程中,回頭纜不受力。單綁:?jiǎn)谓壥侵复半x泊前解除操縱中不起作用的多余纜繩。小型船舶自力離泊單綁時(shí),保留纜繩數(shù)量取決于流向,一般船首保留一根外舷頭纜和一根前倒纜,順流時(shí)保留一根尾纜,頂流時(shí)保留一根尾倒纜。中、大型船舶一般在拖船就位并發(fā)揮作用后再進(jìn)行單綁。離浮筒時(shí),先解單頭纜,后解回頭纜。(1)系泊過(guò)程中,各纜受力應(yīng)均勻,停泊中應(yīng)嚴(yán)加防范,及時(shí)調(diào)整纜繩受力情況。(2)配備纜繩時(shí),應(yīng)盡量選擇材質(zhì)相同和同尺寸的纜繩,以便獲得相同的纜繩彈簧常數(shù),保證纜繩有相同的伸縮和基本相同的受力狀況。(3)減小纜繩的磨損。系泊過(guò)程中各纜繩與碼頭、纜孔以及其他纜繩之間的摩擦部位應(yīng)加以包扎襯墊,以減小相互間的摩擦。(4)纜繩挽樁要牢固。纜繩挽樁的道數(shù)要足夠且收緊挽牢,以防受力而滑出。(5)操縱用纜時(shí)防止纜繩突然受力,避免纜繩的繃斷。應(yīng)先短暫用微進(jìn)/倒車或借助其他外力借助船的慣性使纜繩受力后,再快速用車避免纜繩突然受力的可能。(6)系纜的角度和位置應(yīng)適當(dāng)。為了保證相同外力作用時(shí)纜繩受力相對(duì)較小,首纜、首倒纜、尾倒纜或尾纜的俯角及它們與船舶首尾線的交角應(yīng)盡可能的小,即應(yīng)選擇岸上遠(yuǎn)離船舷導(dǎo)纜孔、且盡可能貼近船體的纜樁進(jìn)行系纜;作為橫纜則應(yīng)使其俯角盡可能小,而其與船舶首尾線應(yīng)接近垂直,如此應(yīng)選擇岸上遠(yuǎn)離船體而保證纜繩與船舶首尾線接近垂直的纜樁系纜。(7)風(fēng)流及外力增強(qiáng)時(shí),應(yīng)及時(shí)增加抵御外力方向的纜繩并保證各纜受力均勻。第五節(jié)拖輪的運(yùn)用目前港作拖輪的類型分為Z型、VSP型、CPP型和FPP型。其特點(diǎn)為:(1)Z型拖輪的螺旋槳可360°平面旋轉(zhuǎn)無(wú)需舵的協(xié)助,故可以向平面任意方向提供強(qiáng)有力的推力,其操縱性能非常好,幾乎可原地掉頭,可橫向推進(jìn),其耐波性也較好,相同主機(jī)功率下其拖力是最大的;(2)VSP型拖輪的耐波性也較好,其操縱性能良好,幾乎也可原地掉頭,可橫向推進(jìn),其橫向推力可達(dá)直向的45%左右,同樣無(wú)需舵的協(xié)助,但拖力比CPP型略低;(3)CPP型拖輪前進(jìn)推力比Z型為低,但高于其他兩種類型,其后退拉力和操
縱性能較差,耐波性最差;(4)FPP型拖輪的拖力很小,但高于VSP型,其后退拉力比Z型和VSP型要小,操縱性能和耐波性也差,已逐步被淘汰。(1)吊拖:由本船出纜系于拖輪拖鉤上,也可由拖輪出纜系于本船上。單拖輪吊拖是一種只可進(jìn)不能退的牽引方式。(2)頂推:指通過(guò)拖船船體首部將拖船的作用力傳遞給被拖船的一種協(xié)助方式。對(duì)于ZP和VSP拖船,多數(shù)采用單首纜系纜方式,并采用拖船拖纜,也有不系纜的情況。對(duì)于傳統(tǒng)的單螺旋槳的FPP和CPP拖船,一般也采用單拖纜,個(gè)別有雙首纜的情況。頂推作用方式適用于力的作用點(diǎn)經(jīng)常變化的情況,改變拖船首尾線與被拖船首尾線之間的交角可改變推力的方向。(3)傍拖:是指通過(guò)拖纜或拖船船體側(cè)部將拖船的作用力傳遞給被拖船的一種協(xié)助方式。傍拖的帶纜方式對(duì)于普通FPP和CPP拖船,一般采用雙拖纜或三拖纜,帶纜方式采用單首纜和單尾纜或雙首纜和單尾纜系纜方式--俗稱緊綁,船尾拖纜也稱為穩(wěn)定纜。對(duì)于操縱靈活的ZP和VSP拖船,也有僅系單首纜而傍靠于被拖船舷側(cè),必要時(shí)進(jìn)行側(cè)向推進(jìn)或直拖。傍拖作用方式適用于力的作用點(diǎn)和方向基本不變的情況,改變拖船拖力的可改變作用力的大小。(4)作舵船用:用作舵船的拖輪應(yīng)采用ZP拖輪或VSP拖輪,均系于本船船尾。根據(jù)舵船系纜方式之不同,可以使之起到控制本船航向的作用之外,還可以起到推進(jìn)或制速的作用。(5)組合拖曳:拖無(wú)動(dòng)力船時(shí),為同時(shí)解決推進(jìn)、制速、保向、變向等問(wèn)題,將多艘拖輪按所需拖帶方式予以組合的拖帶方式。單拖輪吊拖靜止中船舶的運(yùn)動(dòng)規(guī)律:拖力作用點(diǎn)位于舷側(cè)船中位置,當(dāng)垂直拖帶時(shí),不產(chǎn)生轉(zhuǎn)船效果,只產(chǎn)生橫移效果;當(dāng)拖力角α>90°或α<90°,即向前或向后拖帶時(shí),則船舶產(chǎn)生平移效果和轉(zhuǎn)船效果,拖力角α越接近0°或180°,這種轉(zhuǎn)船效果越差。拖力作用點(diǎn)位于船首的中線上,當(dāng)拖力角α=90°,即垂直拖帶時(shí),轉(zhuǎn)船效果最好,要想獲最大的轉(zhuǎn)船力矩,應(yīng)使拖力的作用點(diǎn)盡可能遠(yuǎn)離船舶的重心,并使拖力角盡可能垂直于船舶首尾線;當(dāng)α=0°,即向前直拖時(shí),不產(chǎn)生轉(zhuǎn)船效應(yīng),僅產(chǎn)生縱移效應(yīng),這相當(dāng)于為船舶提供動(dòng)力的情況。拖力作用點(diǎn)位于船尾的中線上,當(dāng)α=180°,即向后直拖時(shí),其效果與向前直拖的情況類似。當(dāng)α=90°,即垂直拖帶時(shí),其效果與拖帶船首的情況類似。單拖輪頂推靜止中船舶的運(yùn)動(dòng)規(guī)律:當(dāng)頂推作用點(diǎn)位于船中附近時(shí),船舶只產(chǎn)生橫移效果,而不產(chǎn)生轉(zhuǎn)船效果,且推力越大,橫移效果越好。當(dāng)拖船力作用于船中之前或船中之后時(shí),則船舶不僅產(chǎn)生橫移效果,而且產(chǎn)生轉(zhuǎn)船效果,且推力越大,轉(zhuǎn)船效果越好;在推力一定的情況下,拖輪作用點(diǎn)離船中越遠(yuǎn),產(chǎn)生的轉(zhuǎn)船力矩越大,故要想獲最大的轉(zhuǎn)船力矩,應(yīng)使拖力的作用點(diǎn)盡可能遠(yuǎn)離船中位置。船舶靜止中在拖輪作用下一方面發(fā)生轉(zhuǎn)頭,另一方面將發(fā)生橫移,因此船舶的轉(zhuǎn)心將不再在船中,此時(shí)轉(zhuǎn)心的位置將處于被助船舶無(wú)拖輪端的首尾線上。
單拖輪吊拖運(yùn)動(dòng)中船舶的運(yùn)動(dòng)規(guī)律:拖輪作用點(diǎn)位于船中之前時(shí),一方面船舶向拖輪作用方向轉(zhuǎn)頭,另一方面船舶向拖輪作用方向橫移;而拖輪作用點(diǎn)位于船中之后時(shí),一方面船舶向拖輪作用相反方向轉(zhuǎn)頭,另一方面船舶向拖輪作用方向橫移。采用吊拖方式協(xié)助前進(jìn)中的船舶轉(zhuǎn)向,拖力的作用點(diǎn)在船尾比在船首效果好。單拖輪頂推運(yùn)動(dòng)中船舶的運(yùn)動(dòng)規(guī)律:拖輪推力作用點(diǎn)在船中之前時(shí),一方面船舶向拖輪作用方向轉(zhuǎn)頭,另一方面船舶向拖輪作用相反方向橫移;而拖輪作用點(diǎn)在船中之后時(shí),一方面船舶向拖輪作用相反方向轉(zhuǎn)頭,另一方面船舶向向拖輪作用方向橫移。單拖輪在舷側(cè)頂推前進(jìn)中的船舶時(shí),拖輪推力作用點(diǎn)位于船尾比位于船首的轉(zhuǎn)船效應(yīng)大,且船速越高,兩者的差別越大??偣β使浪惴椒ǎ篋WT1萬(wàn)噸級(jí)船舶:DWT×10%(hp)或GT×15%(hp)DWT×7.4%(kW)或GT×11%(kW)VLCC滿載時(shí):DWT×5%(hp)VLCC空載時(shí):DWT×7%(hp)(1)拖纜及其系帶:拖纜必須選擇質(zhì)量好、強(qiáng)度大的纜繩,出纜的長(zhǎng)度應(yīng)足夠,吊拖時(shí)應(yīng)滿足吊拖時(shí)對(duì)拖纜長(zhǎng)度的要求。拖纜系于纜樁上,應(yīng)采用∞字形,且道數(shù)應(yīng)足夠,防止受力后滑出。(2)采用吊拖方式時(shí),應(yīng)使拖纜有盡可能小的俯角,一般情況下應(yīng)小于15°,即拖纜長(zhǎng)度應(yīng)大于被拖船拖纜出口至水面高度的4倍;即使被拖船拖纜出口至水面的高度很低,拖纜也不應(yīng)少于45m。實(shí)用上一般為拖輪長(zhǎng)度的2倍左右。(3)防止倒拖和橫拖:橫拖是在拖輪采用吊拖方式,且拖纜與拖輪首尾線夾角大于45°時(shí),如果被助船有大的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),由于拖纜對(duì)拖輪的拉力和拖輪本身車、舵產(chǎn)生的力兩者的合力作用,當(dāng)合力方向與拖輪的首尾面垂直或接近垂直時(shí),容易導(dǎo)致拖輪橫拖的現(xiàn)象,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致拖輪的傾覆(圖2-1a)。倒拖是在拖輪采用吊拖方式,由于被助船有明顯的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),經(jīng)由拖纜,拖動(dòng)拖輪倒行,使拖輪失去舵效,因而使拖輪在拖纜的拉力和倒行中所受的水動(dòng)力的合力的作用下,很快接近被助船的現(xiàn)象。嚴(yán)重的倒拖可能導(dǎo)致拖輪與被助船的碰撞(見(jiàn)圖2-1b)。為避免發(fā)生橫拖和倒拖的現(xiàn)象,被助船與拖輪應(yīng)行動(dòng)協(xié)調(diào),盡可能減小被助船的前沖后縮現(xiàn)象,一旦發(fā)生倒拖或橫拖現(xiàn)象,若不能立即緩解拖纜受力時(shí),立即解掉拖纜是最有效的應(yīng)急措施。
(4)為了發(fā)揮拖輪的效率,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),拖輪協(xié)助被助船轉(zhuǎn)向時(shí),被助船的運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)控制在5~6kn以內(nèi)。第三章外界因素對(duì)操船的影響第一節(jié)風(fēng)對(duì)操船的影響作用于受風(fēng)面積中心的風(fēng)壓力也稱為風(fēng)壓合力,其表達(dá)式為:1Fa???a?Va2?Ca?(AT?cos2??AL?sin2?)2(3-1)式中:Fa--風(fēng)壓力(N);ρa(bǔ)--空氣密度(1.226kg/m3);Va--相對(duì)風(fēng)速(m/s);q--風(fēng)壓強(qiáng)(N/m2);Ca--風(fēng)壓力系數(shù);AT--船舶水線以上正投影面積(m2);2AL--船體水線以上側(cè)投影面積(m);θ--相對(duì)風(fēng)舷角。風(fēng)壓力系數(shù)的大小,隨風(fēng)舷角的變化而變化,一般風(fēng)舷角為0°或180°時(shí)有最
小值,而在風(fēng)舷角為30°~40°或140°~160°時(shí)有極大值。一般來(lái)講,船舶空載時(shí)受3~4級(jí)風(fēng)影響相當(dāng)于半載時(shí)受5~6級(jí)風(fēng)的影響,也相當(dāng)于滿載時(shí)受7~8級(jí)的影響。風(fēng)壓力角α是指風(fēng)壓合力與船尾線之間的交角,風(fēng)壓力角α取決于相對(duì)風(fēng)舷角、受風(fēng)面積以及船型等因素。風(fēng)壓力的方向比相對(duì)風(fēng)向的方向更接近船舶正橫附近。風(fēng)壓力中心位置是指受風(fēng)面積中心位于船舶首尾面的位置,船型一定時(shí),風(fēng)壓力中心位置a/L隨風(fēng)舷角的增大,逐漸向后移動(dòng),a/L大約在0.3~0.8之間。當(dāng)θ<90°,即正橫前來(lái)風(fēng)時(shí),風(fēng)壓力中心位置在船中之前;當(dāng)θ≈90°,即正橫來(lái)風(fēng)時(shí),風(fēng)壓力中心位于船中附近;當(dāng)θ>90°,即正橫后來(lái)風(fēng)時(shí),風(fēng)壓力中心位置在船中之后。除橫風(fēng)外,一般風(fēng)壓力作用中心不在船中處,故風(fēng)壓力還會(huì)對(duì)船舶產(chǎn)生力矩,該力矩稱為風(fēng)壓力矩。船舶風(fēng)力轉(zhuǎn)船力矩系數(shù)與風(fēng)舷角有關(guān),當(dāng)風(fēng)舷角為0°、90°或180°時(shí),風(fēng)力矩系數(shù)接近于零,而當(dāng)風(fēng)舷角為45°或135°附近時(shí),風(fēng)力矩系數(shù)達(dá)到最大值。船舶對(duì)水運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)受到水的作用力,該力稱作水動(dòng)力。船舶所受的水動(dòng)力可用下式估算:FH=ρ·CH·L·d·v2/9.8(3-2)式中:FH--水動(dòng)力(N);ρ--水密度,為1024kg/m3;CH--水動(dòng)力系數(shù),v--船舶與水的相對(duì)速度(m/s);L--船舶水線長(zhǎng)度(m);d--船舶吃水(m)。水動(dòng)力系數(shù)的大小,隨漂角β以及船體水下形狀和水深與吃水比等因素的變化而變化,一般當(dāng)漂角為0°或180°時(shí)有最小值,而在漂角為90°時(shí)有極大值。水動(dòng)力作用中心距離船首的距離與船長(zhǎng)之比a/L隨漂角β的增大而增大。當(dāng)β<90°,即船舶有向前運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí),水動(dòng)力中心位置在船中之前;當(dāng)β≈90°,即船舶接近橫移時(shí),水動(dòng)力中心位于船中附近;當(dāng)β>90°,即船舶有向后運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí),水動(dòng)力中心位置在船中之后。水動(dòng)力轉(zhuǎn)船力矩可以表示為:NH=ρ·CNH·L2·d·v2(3-3)式中:NH--水動(dòng)力轉(zhuǎn)船力矩;ρ--水密度,為1024kg/m3;CNH--水動(dòng)力系數(shù);v--船舶與水的相對(duì)速度(m/s);L--船舶水線長(zhǎng)度(m);d--船舶吃水(m)。水動(dòng)力轉(zhuǎn)船力矩系數(shù),隨漂角、水深吃水比、船體水線以下形狀等的變化而變化,當(dāng)漂角為0°、90°或180°時(shí),水動(dòng)力矩系數(shù)接近于零;當(dāng)漂角為45°或135°
附近時(shí),水動(dòng)力矩系數(shù)達(dá)到最大值。風(fēng)作用下的船舶運(yùn)動(dòng),實(shí)質(zhì)上就是風(fēng)壓力和水動(dòng)力改變了船舶的平面運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。也就是說(shuō),船舶既有平移運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化,也有轉(zhuǎn)動(dòng)的變化。這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變與風(fēng)向、風(fēng)速、受風(fēng)面積、風(fēng)壓力中心位置、風(fēng)壓轉(zhuǎn)船力矩、水動(dòng)力中心位置、水動(dòng)力轉(zhuǎn)船力矩以及船舶運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等諸多因素有關(guān)。正橫前來(lái)風(fēng),即0°<θ<90°的某一方向時(shí),則船首向下風(fēng)偏轉(zhuǎn);正橫后來(lái)風(fēng),即90°<θ<180°的某一方向時(shí),則船首向上風(fēng)偏轉(zhuǎn);船舶最終轉(zhuǎn)至接近正橫受風(fēng)并向下風(fēng)方向漂移。平吃水時(shí),船舶側(cè)面受風(fēng)面積中心一般位于重心之后,則船舶以風(fēng)舷角θ<90°的某一方向漂移;尾傾或側(cè)面受風(fēng)面積中心位于重心之前時(shí),船舶將以風(fēng)舷角θ>90°的某一方向漂移;一般商船多維持在風(fēng)舷角θ≈100°的位置。其漂移速度的大小取決于船舶側(cè)面受風(fēng)面積、船型以及風(fēng)速等因素。正橫前來(lái)風(fēng),即0°<θ<90°的某一方向時(shí),風(fēng)壓力矩和水動(dòng)力轉(zhuǎn)船力矩的方向相反,合外力矩方向取決于水動(dòng)力中心和風(fēng)壓力中心的相對(duì)位置。船速越高,水動(dòng)力中心越向前移,則船首向上風(fēng)偏轉(zhuǎn)。反之,船速越低,水動(dòng)力中心越向后移,則船首向下風(fēng)偏轉(zhuǎn);船體水上側(cè)面積中心越靠近船首,如壓載狀態(tài)的大、中型散貨船,風(fēng)壓力中心前移,則船首向下風(fēng)偏轉(zhuǎn),反之,船體水上側(cè)面積中心越靠近船尾,如VLCC滿載時(shí),風(fēng)壓力中心后移,則船首向上風(fēng)偏轉(zhuǎn)。正橫后來(lái)風(fēng),即90°<θ<180°的某一方向時(shí),風(fēng)壓力矩和水動(dòng)力轉(zhuǎn)船力矩的方向相同,合外力矩的方向?yàn)橄嘛L(fēng)方向,則船首向上風(fēng)偏轉(zhuǎn)。正橫附近來(lái)風(fēng)時(shí),一般表現(xiàn)為船首迎風(fēng)偏轉(zhuǎn),且橫風(fēng)越強(qiáng)、船速越快、船舶吃水越大,首迎風(fēng)的趨勢(shì)越明顯。在一定風(fēng)速和船舶一定退速的前提下,船舶后退中受風(fēng)一般表現(xiàn)為“尾找風(fēng)”,即尾迎風(fēng)。正橫前來(lái)風(fēng)的“尾迎風(fēng)”現(xiàn)象比正橫后來(lái)風(fēng)明顯;對(duì)于右旋單螺旋槳船來(lái)講左舷來(lái)風(fēng)的“尾迎風(fēng)”現(xiàn)象比右舷來(lái)風(fēng)顯著,有時(shí)右舷來(lái)風(fēng)且風(fēng)速小和船舶退速較慢時(shí),因倒車橫向力的影響,船尾不一定迎風(fēng)。靜止中受風(fēng)漂移速度:v??aBaCaY???Va?L?dCHY(3-4)式中:v--船舶橫向漂移速度(m/s);Va--相對(duì)風(fēng)速(m/s),因Va遠(yuǎn)大于v,則近似等于真風(fēng)速。式(3-4)中,ρa(bǔ)/ρ≈0.0012,CaY/CHY≈1.2,則在開(kāi)敞的深水中的漂移速度可按下式估算:Ba1v??Va?1.820壓載時(shí),L?d
Ba?1.8滿載時(shí),L?dv?1?Va30在水深和相對(duì)風(fēng)速一定的情況下,船速越高,漂移速度越??;隨著船速的降低,漂移速度將逐漸增大。特別在低速情況下,漂移速度將隨船速的降低而急劇增大。當(dāng)船速v=0時(shí),漂移速度最大。在水深和船速一定的情況下,相對(duì)風(fēng)速越大,漂移速度越高,反之,相對(duì)風(fēng)速越小,則漂移速度越低。強(qiáng)風(fēng)中,要想使船舶處于保向狀態(tài),則需滿足:NR=Na-NH(3-5)式中:NR--舵力矩;Na--風(fēng)壓轉(zhuǎn)船力矩;NH--水動(dòng)力轉(zhuǎn)船力矩。舵力轉(zhuǎn)船力矩與舵角和船速等因素有關(guān),風(fēng)壓力矩又與風(fēng)舷角、相對(duì)風(fēng)速、船型以及船速等因素有關(guān),故船舶在風(fēng)中的保向界限取決于舵角、船速、風(fēng)舷角、相對(duì)風(fēng)速、船型、載況以及船速等諸多因素的影響。由于船舶前進(jìn)中操舵可以產(chǎn)生舵力轉(zhuǎn)船力矩,故可以克服風(fēng)造成的航向偏轉(zhuǎn),使船舶保持航向。保持航向所用舵角的大小取決于合外力矩的大小。正橫前來(lái)風(fēng)比正橫后來(lái)風(fēng)的合外力矩小,則正橫前來(lái)風(fēng)更容易保向。第二節(jié)流對(duì)操船的影響船舶在均勻流場(chǎng)中航行時(shí),流速只能改變船對(duì)地的速度,而不能改變船舶對(duì)水的速度。船舶頂流時(shí)對(duì)地的速度,比順流時(shí)對(duì)地的速度慢兩倍的流速。頂流時(shí)沖程較小,流速越大沖程越?。豁樍鲿r(shí)沖程較大。故實(shí)際應(yīng)用時(shí),為保證船舶在預(yù)定位置停住,順流時(shí)采取停船時(shí)機(jī)應(yīng)適當(dāng)提前;頂流時(shí)采取停船時(shí)機(jī)應(yīng)適當(dāng)延遲。無(wú)論頂流還是順流,舵對(duì)水的相對(duì)速度保持不變,故在舵角相等的條件下,均勻流場(chǎng)中的舵力將保持不變,其舵力轉(zhuǎn)船力矩也不發(fā)生變化。因船舶在相同的時(shí)間,頂流時(shí)航行的距離小,順流時(shí)大,從船舶轉(zhuǎn)過(guò)一定角度的時(shí)間內(nèi)對(duì)地前進(jìn)距離的角度衡量舵效,顯然頂流時(shí)舵效好,順流時(shí)舵效差。在均勻流場(chǎng)中,船舶對(duì)水的旋回圈大小不發(fā)生變化,但對(duì)地的旋回圈將在流的方向上以流速發(fā)生漂移而變形,流越急,這種變形就越大。
船舶在有流水域中旋回時(shí),順流漂移的距離可以利用下式簡(jiǎn)單估算:Dd≈Vc·Δt×80%(3-6)式中:Dd為旋回中的流致漂移距離(m);Vc為流速(m/s);Δt為掉頭所用時(shí)間(s)。第三節(jié)受限水域的影響(1)在淺水中,船體周圍的流場(chǎng)發(fā)生較大變化,受其影響,航行阻力變大,船速下降。當(dāng)水深與吃水之比小于4~5時(shí),船舶航行阻力增加顯現(xiàn)。(2)深水中船舶的橫向附加質(zhì)量約為船舶質(zhì)量的0.75倍,縱向附加質(zhì)量約為船舶質(zhì)量的0.07倍。淺水中船舶的附加質(zhì)量和附加慣性矩將會(huì)增加,當(dāng)水深與吃水之比H/d<2時(shí),其增加量值比較明顯,當(dāng)H/d<1.5時(shí),附加質(zhì)量及附加慣性矩將成倍增大。(3)在淺水中,當(dāng)富余水深為吃水的20%(H/d=1.2)時(shí),旋回圈中的旋回初徑比深水中的明顯增大,其漂角和旋回速降也相應(yīng)減?。划?dāng)富余水深為吃水的50%(H/d=1.5)時(shí),旋回性能的變化不是很明顯。(4)淺水中,船舶的航向穩(wěn)定性變好。(5)淺水中,舵力因渦流和伴流增大將會(huì)減小,但航速的降低增加了滑失,又提高了舵力,總體來(lái)看,舵力下降的不大。淺水中,舵效變差。(6)在淺水中,船體下沉和縱傾變化均較深水中更為顯著。船速對(duì)船體下沉的影響一般表現(xiàn)為:①當(dāng)Fr≈0.06時(shí),船體開(kāi)始產(chǎn)生下沉現(xiàn)象。②當(dāng)Fr<0.3時(shí),船首尾均下沉,并且出現(xiàn)首下沉大于尾下沉的傾向。由于該速度域?yàn)橐话闵檀乃俣扔?,因此多?shù)商船在深水域航行時(shí)均表現(xiàn)為首傾的傾向(假定靜浮時(shí)為平吃水狀態(tài))。③當(dāng)0.3<Fr<0.6時(shí),尾下沉將可能超過(guò)首下沉,靜浮時(shí)為平吃水的船舶將變?yōu)槲矁A,方形系數(shù)大、短而肥的船舶出現(xiàn)上述現(xiàn)象需要的Fr值比較高。④當(dāng)Fr>0.6時(shí),船體仍保持其尾傾趨勢(shì)而逐漸上浮并超過(guò)其靜浮位置,呈滑行于水面的狀態(tài)。(7)淺水中,船舶沖程減小。船舶偏離航道中線而靠近航道一側(cè)岸壁時(shí),靠近岸壁的一側(cè)水流加速、壓力降低,產(chǎn)生使船舶靠近岸邊的附加作用力,即岸吸力,它可能導(dǎo)致船舶觸碰岸壁。同時(shí)還產(chǎn)生一個(gè)使船首偏離岸壁的力矩,即岸推力矩。岸吸力和岸推力矩通稱為“岸壁效應(yīng)”。影響岸壁效應(yīng)的因素:(1)距岸越近,偏離中心航道越遠(yuǎn),岸壁效應(yīng)越明顯;(2)水道寬度越窄,岸壁效應(yīng)越激烈;(3)水深越淺,岸壁效應(yīng)越明顯;(4)船速越高,岸壁效應(yīng)越激烈;(5)船型越肥大,岸壁效應(yīng)越明顯。
為了保證船舶航行安全,并使船體水下有足夠的空間供船舶操縱,在考慮航行水域條件和氣象條件基礎(chǔ)上,船舶龍骨下水深應(yīng)留有一定的安全余量,該余量通常稱之為“富余水深”。影響富余水深的因素包括波浪、船體下沉、縱傾、海圖精度、潮高以及其他因素等。國(guó)際上各國(guó)根據(jù)港口的具體情況,對(duì)富余水深都有具體規(guī)定:(1)歐洲引航協(xié)會(huì)(EMPA)(表3-1)航道類別富余水深(UKC)表3-1外海水道d×20%表3-2d≥12d×10%港外水道d×15%港內(nèi)d×10%(2)日本瀨戶內(nèi)海(表3-2)船舶吃水(m)富余水深(UKC)9≤d<12d×8%d<9d×5%1.接近岸壁航行時(shí)的保向接近岸壁航行時(shí),為了抵消岸吸力的作用,抑制激烈的岸壁效應(yīng),正確的操船措施是向岸壁方向壓某一舵角。運(yùn)河航行中,如上述平均壓舵角高達(dá)5°以上仍不足以保向,應(yīng)引起操船者重視,需盡可能使船舶的近岸距離增大,或降低船速,以保持船舶直航。2.駛于中心航道時(shí)的保向船舶駛于類似蘇伊士運(yùn)河的狹窄水道時(shí),即使行駛于水道中央,也需不斷操舵保持航向,且船速越高,所需操舵的平均舵角也越大。在水道寬度接近船長(zhǎng)的淺窄水道內(nèi),行駛于航道中央的船舶應(yīng)將其船速降至10kn以下,以便于保向。3.駛于海底傾斜的淺水域時(shí)的保向當(dāng)船舶駛于其海底沿船寬方向有明顯傾斜的淺水域時(shí),船舶將因海底傾斜效應(yīng)出現(xiàn)與岸壁效應(yīng)相類似的運(yùn)動(dòng),即整體向水淺的方向橫移,船首則向水深的一側(cè)轉(zhuǎn)頭。為保持航向,也需不斷地朝淺水一舷操舵。第四節(jié)船間效應(yīng)1)船間距離:兩船船間距離越小,相互作用力越大。船間作用力的大小約與兩船間橫距的4次方成反比;船間作用力矩約與兩船間橫距的3次方成反比。一般當(dāng)兩船間的橫距小于兩船船長(zhǎng)之和時(shí),就會(huì)直接產(chǎn)生這種作用;兩船間橫距小于兩船船長(zhǎng)之和的一半時(shí),相互作用明顯增加。兩船過(guò)度接近則有碰撞的危險(xiǎn)。(2)船速:船速越大,船間相互作用也越大。船間作用力和力矩約與船速的平
方成正比。(3)作用時(shí)間:雙方航向相同且船速差別較小時(shí)作用時(shí)間長(zhǎng),相互作用也更大。航向相反時(shí)則作用時(shí)間短,相互作用相對(duì)減小。(4)大小不同的兩船互相接近時(shí),小船受到的影響大。(5)在淺窄的受限水域航行時(shí),船間效應(yīng)也就比深水中更為激烈。追越和對(duì)駛過(guò)程中隨兩船相對(duì)位置的變化,船間作用力的大小和方向也相應(yīng)發(fā)生變化,產(chǎn)生不同的作用效果。定性的分析如圖3-2、圖3-3所示:圖3-2追越過(guò)程中船舶間作用圖3-3對(duì)駛過(guò)程中船舶間作用第四章港內(nèi)操船一、進(jìn)出港時(shí)操船對(duì)于中、小型船舶,通常距離停泊位置約10~15nmile時(shí)或提前1小時(shí)進(jìn)行備車;如操船環(huán)境較好時(shí)進(jìn)港備車時(shí)機(jī)應(yīng)至少在至錨地前剩余航程5nmile以上備車,并采用“港內(nèi)全速”航行;大型船舶,特別是VLCC,備車距離還要大,一般在15nmile以上。大型集裝箱船,由于其操縱性能較好,一般在至錨地剩余航程5nmile左右時(shí)或提前0.5h進(jìn)行備車;若交通條件復(fù)雜,通常在至錨地剩余航程10nmile或提前1h備車,并采用“港內(nèi)半速”航行。
一般說(shuō)來(lái):(1)自動(dòng)舵可有效控制航向的速度域?yàn)?kn以上;(2)萬(wàn)噸級(jí)船舶手操舵有舵效的最低速度約為2kn,而超大型船舶約為3kn;(3)側(cè)推器起作用的速度域范圍為4kn以下。1.根據(jù)1994年1月24生效的1991年修正案,1974年SOLAS公約第Ⅴ章(航行安全)第17條“引航員登離船裝置”規(guī)定要點(diǎn)如下:(1)引航員登離船裝置的安裝應(yīng)由負(fù)責(zé)駕駛員進(jìn)行監(jiān)督,并對(duì)安裝和操作設(shè)備的人員就安全操作程序進(jìn)行指導(dǎo);(2)負(fù)責(zé)駕駛員應(yīng)攜帶與駕駛臺(tái)進(jìn)行通信的裝置,并護(hù)送引航員經(jīng)由安全通道前往和離開(kāi)駕駛臺(tái);(3)在從海平面至船舶入口位置的距離超過(guò)9m的船舶,應(yīng)將舷梯或機(jī)械式引航員升降機(jī)與引航員梯一起供引航員登船或離船;(4)舷梯的低位平臺(tái)應(yīng)保持水平,其上架設(shè)的引航員梯最少應(yīng)保持2m的垂直長(zhǎng)度;舷梯的傾斜角度向后最大不超過(guò)55°;(5)在傳送人員時(shí),應(yīng)備有立即可供使用的兩根扶手繩,直徑不應(yīng)小于28mm;帶有自亮燈的救生圈;撇纜;(6)應(yīng)配備適當(dāng)照明,照亮舷外的登離船裝置、甲板上人員登船和離船的位置。2.接送引航員的操縱要點(diǎn)如下:(1)調(diào)整進(jìn)港船速,準(zhǔn)確預(yù)報(bào)抵達(dá)引航員登船點(diǎn)的時(shí)間。過(guò)早或過(guò)晚都不利于船舶安全進(jìn)港,尤其是過(guò)早抵達(dá)引航地點(diǎn)而引航員還未抵達(dá),由于水域狹窄,往往造成被動(dòng)局面。(2)根據(jù)引航員的要求,調(diào)整航向,將引航員梯或舷梯放在下風(fēng)舷側(cè),以利用船體的遮蔽作用減小下風(fēng)舷側(cè)的風(fēng)浪。在引航員上下船時(shí),應(yīng)保持航向和航速。(3)降低船速,以適應(yīng)引航船或拖船的并靠,但有強(qiáng)橫流影響時(shí),船速不宜過(guò)低,以免漂移過(guò)大而造成擱淺,一般以保持舵效的船速為準(zhǔn)。(4)能見(jiàn)度不良時(shí),本船位置不易被引航船識(shí)別,必要時(shí)開(kāi)啟雷達(dá)為引航船導(dǎo)航并鳴放合適的聲號(hào)供引航船識(shí)別。(5)引航船附近往來(lái)船舶交通密集,應(yīng)加強(qiáng)瞭望,注意及時(shí)用VHF與VTS和他船取得聯(lián)系并及時(shí)避讓。二、港內(nèi)掉頭自力掉頭過(guò)程中一般需要主機(jī)進(jìn)車增加舵力,則所需水域范圍較大,一般不小于3L(L為船舶總長(zhǎng))。如果船舶裝有側(cè)推器,則使用側(cè)推器進(jìn)行掉頭可減小所需水域范圍,但無(wú)論如何不得小于2L。單槳船利用錨和風(fēng)、流有利影響掉頭所需水域應(yīng)為2.0L。
小型船舶進(jìn)出港需要掉頭時(shí),在氣象條件比較惡劣的情況下,可采用單拖船協(xié)助掉頭,所需掉頭水域至少為2L。中型船舶一般使用兩艘拖船協(xié)助掉頭,所需掉頭水域至少為1.5L。大型船舶,特別是VLCC船舶,一般使用3~4艘拖船,拖船協(xié)助掉頭所需水域范圍一般不小于2L。1.接近掉頭水域的操縱:抵達(dá)掉頭水域之前約2L時(shí),船位應(yīng)擺在掉頭區(qū)中心線稍偏左的位置,船速控制在2~3kn,操右滿舵,使船首向右轉(zhuǎn)動(dòng)。2.掉頭方向:右旋FPP單槳船一般宜采用向右掉頭;遇到4~5級(jí)以上的橫風(fēng),宜采取迎風(fēng)掉頭,特別是空船更應(yīng)如此;彎曲水道處,應(yīng)向凸岸側(cè)掉頭。3.拋錨位置及出鏈長(zhǎng)度:順流拋錨掉頭的拋錨位置應(yīng)為掉頭水域的上游。抵達(dá)掉頭區(qū)拋錨位置時(shí),使船舶對(duì)水速度減至0,航向角與流向成20°~30°交角,拋下右錨,并一次送出所需鏈長(zhǎng),然后將制動(dòng)剎牢。一般出鏈長(zhǎng)度2.5~3倍水深。4.船舶轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程的控制:船舶在錨鏈力矩和水動(dòng)力矩的作用下開(kāi)始向右轉(zhuǎn)動(dòng),隨著船舶的轉(zhuǎn)動(dòng),水動(dòng)力矩逐漸增大,當(dāng)轉(zhuǎn)向至橫向受流時(shí),水動(dòng)力、錨鏈?zhǔn)芰娃D(zhuǎn)向角速度都達(dá)到最大值。這時(shí),可采取低速進(jìn)車操右滿舵的措施緩解錨鏈?zhǔn)芰Α?.進(jìn)車、起錨時(shí)的姿態(tài):船舶航向掉轉(zhuǎn)90°之后,水動(dòng)力矩逐漸減小,轉(zhuǎn)向角速度也隨之降低,當(dāng)轉(zhuǎn)向角約為150°時(shí),可進(jìn)車,操右舵協(xié)助右轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)向角約為180°時(shí),可進(jìn)行起錨操縱。在有流的水域,單拖船協(xié)助掉頭時(shí),拖船的協(xié)助方式及其作用點(diǎn)的位置取決于流向。為了減小船舶向下游漂移,頂流掉頭時(shí),宜采用拖船在船尾部頂推(推尾)或在船尾吊拖(拖尾)的協(xié)助方式;順流掉頭時(shí),宜采用拖船在船首部頂推(推首)或在船首吊拖(拖首)的協(xié)助方式;橫流掉頭時(shí),由于需要選擇向上游的掉頭方式,則宜采用拖船拖首或推首的協(xié)助方式。頂流拖首掉頭操縱要點(diǎn):(1)拖船發(fā)出拖力之前,船位應(yīng)位于掉頭水域的上游偏左的位置,且船速為0。船首拖船開(kāi)始發(fā)出拖力時(shí),為了減小船舶向下游漂移,拖纜方向應(yīng)指向船舶右后方。(2)隨著船舶航向的變化,水流造成的漂移逐漸顯現(xiàn)出來(lái),當(dāng)航向變化30°~40°時(shí),為防止船舶后退,將拖纜方向逐漸改為垂直于船舶首尾線,以增大轉(zhuǎn)船力矩。(3)隨著轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的增大,船舶逐漸轉(zhuǎn)為橫向受流。應(yīng)加大拖船拖力,迅速轉(zhuǎn)過(guò)橫流狀態(tài),以免造成過(guò)大的漂移。橫流時(shí),一旦發(fā)現(xiàn)船舶前沖或后退,及時(shí)倒車或進(jìn)車予以糾正。(4)船舶轉(zhuǎn)過(guò)橫向受流之后,拖纜方向應(yīng)逐漸向船舶右前方過(guò)渡,這樣不但可以減小轉(zhuǎn)動(dòng)角速度,而且可以借助拖纜向前的拖力來(lái)減小下游漂移。當(dāng)船首向變化約150°時(shí),拖船停車,依靠轉(zhuǎn)動(dòng)慣性轉(zhuǎn)過(guò)剩余角度。這時(shí)若轉(zhuǎn)動(dòng)角速度仍然很大,則需及時(shí)進(jìn)車、操左滿舵,以減小轉(zhuǎn)動(dòng)角速度,直至船舶穩(wěn)定在新航向上。
三、靠、離泊操1.靠泊前的準(zhǔn)備工作(1)了解有關(guān)港口信息:包括港口水域的進(jìn)出港航道信息、交通信息、水文氣象信息和碼頭泊位信息,一般泊位空檔為船長(zhǎng)的120%。(2)掌握本船信息:船舶吃水、主機(jī)工作狀況、纜繩布置情況等。(3)制定靠泊操縱計(jì)劃:在了解和掌握上述信息基礎(chǔ)上,結(jié)合本船的載重狀態(tài)和操縱性能,需在靠泊前預(yù)先制定一個(gè)完整的靠泊操縱計(jì)劃。靠泊操縱計(jì)劃一般由船長(zhǎng)或港口引航員制定。2.離泊準(zhǔn)備工作包括:制定離泊方案,檢查系纜情況,并于備車且引航員到船后單綁。1.靠泊操縱要領(lǐng)(1)控制抵泊余速:在能保持舵效的前提下,船舶抵泊位前沿的船速越低越好,一般萬(wàn)噸級(jí)船舶船首抵泊位中間時(shí)余速最好控制在2kn以下。重載船舶的慣性余速應(yīng)比壓載船舶略低;壓載船舶有橫風(fēng)影響時(shí),慣性余速不宜過(guò)低;順流時(shí)的慣性余速應(yīng)比頂流時(shí)略低;橫風(fēng)較大時(shí),船速不宜過(guò)低;順風(fēng)較大時(shí),船速不宜過(guò)高;船舶在靜水港內(nèi)靠泊時(shí)比有流港控速、倒車及拖錨時(shí)機(jī)一般均早。(2)抵泊橫距:抵泊橫距是指船舶抵達(dá)泊位前沿時(shí),船舶距泊位岸線的垂直距離。一般情況下,船舶排水量越大,橫距應(yīng)越大;有拖船協(xié)助靠泊時(shí),可適當(dāng)增加橫距。小型船舶自力靠泊時(shí),一般選擇橫距(1.5~2.0)B(B為船寬)約20m左右。中、大型由于有拖船協(xié)助靠泊,一般選擇橫距(2.0~2.5)B,但VLCC船舶由于其操縱風(fēng)險(xiǎn)較大,一般選擇橫距約2.5B以上。(3)抵泊方向:抵泊方向是指船舶接近過(guò)程中的航跡向與泊位岸線之間的交角。在可選擇抵泊角度的情況下,一般排水量大的船舶宜采用小角度抵泊方式,且排水量越大,抵泊角度應(yīng)越??;有較大吹攏風(fēng)或吹開(kāi)風(fēng)影響時(shí),為了減小船舶下風(fēng)漂移,宜采用大角度抵泊方式;泊位后方有他船停泊比無(wú)他船停泊時(shí)的抵泊角度要大;順岸流流速較高時(shí),宜采用小角度抵泊方式。(4)靠攏角度:靠攏角度是指位于靠岸區(qū)船舶向泊位靠攏過(guò)程中船首向與泊位方向之間的交角。一般來(lái)說(shuō),船舶排水量越大,靠攏角度應(yīng)越?。恢剌d船頂流較強(qiáng)時(shí),靠攏角度宜??;輕載船吹開(kāi)風(fēng)較大時(shí),靠攏角度宜大。通常,小型船舶可采用小角度靠攏方式;中、大型船舶由于其慣性巨大而難以控制,則必須采用平行靠攏方式。(5)靠攏速度:船舶向泊位靠攏的速度簡(jiǎn)稱為靠攏速度或入泊速度。一般萬(wàn)噸級(jí)船法向靠岸速度應(yīng)低于15cm/s;中型船舶應(yīng)低于10cm/s;大型船舶應(yīng)低于8cm/s。對(duì)于超大型船舶,應(yīng)控制在5cm/s以下。2.離泊操縱要點(diǎn)(1)離泊方式:按照離泊操縱時(shí)船首向與碼頭岸線之間的交角進(jìn)行分類,離泊方式可分為首離、尾離和平行離三種方式。小型船舶自力離泊時(shí),以及離泊時(shí)船首
余地不大,且風(fēng)流較強(qiáng)、順流吹攏風(fēng)時(shí),多采用尾先離方式。在頂流、吹開(kāi)風(fēng)、泊位前方清爽的情況下,當(dāng)船首擺出15°時(shí)車舵不會(huì)觸碰碼頭可采用首離泊方式。中、大型船舶需拖船協(xié)助離泊,均采用平行離泊方式。(2)掌握擺出角度:吹開(kāi)風(fēng)、順流時(shí)離泊,擺出角度宜?。淮禂n風(fēng)、頂流時(shí)離泊,擺出角度宜大;流速較小時(shí)船尾擺出角度應(yīng)比流急時(shí)為大;吹攏風(fēng)比吹開(kāi)風(fēng)船位擺出角度要大些;頂流比順流時(shí)船尾擺出角度應(yīng)大一些。一般情況下,船舶頂流拖首離泊時(shí),流急時(shí)離泊角度約為10°左右,流緩時(shí)約20°左右。(3)控制前沖后縮:控制船舶前沖后縮的方法即合理運(yùn)用車舵、溜纜及拖輪。1.系單浮筒(1)風(fēng)力較弱時(shí)頂風(fēng)系單浮:使船成頂風(fēng)狀態(tài),將浮筒置于右舷(1~1.5)B處,以保持舵效的最低船速淌航駛近,當(dāng)船首距浮筒的縱向距離約(0.5~1)L時(shí),視實(shí)際船速使用后退二或后退一將船拉停,保持船首近乎與浮筒靠上的狀態(tài),送出系浮纜或系浮鏈等。(2)頂風(fēng)較強(qiáng)時(shí)系單?。合仍诟⊥沧髠?cè)(約0.5L)上風(fēng)處拋?zhàn)箦^,出鏈1.5H為宜(視風(fēng)力而定,但應(yīng)能拖錨),利用風(fēng)力、輔以必要的倒車或進(jìn)車用舵使船首接近浮筒。完成系浮后應(yīng)盡可能將錨絞起,或待風(fēng)緩之后再行絞起。(3)橫風(fēng)較強(qiáng)時(shí)系單?。阂话銘?yīng)將浮筒置于下風(fēng)舷側(cè)約距航跡線70~80m處。于船首抵浮前0.5L左右使用后退二或后退一制速并拋出上風(fēng)舷錨,出鏈1.5H左右,依靠風(fēng)力,并輔之以倒車、進(jìn)車的調(diào)整,在船首轉(zhuǎn)向迎風(fēng)和船身向下風(fēng)漂移中使船首接近浮筒。完成系浮后也應(yīng)盡可能將錨絞起。(4)順風(fēng)時(shí)系單?。翰坏貌豁橈L(fēng)系浮時(shí),應(yīng)將船速控制至最低程度?;静倏v方法是借風(fēng)力掉頭系浮。具體作法有二:①在未抵達(dá)浮筒前掉頭系浮,使浮筒置于本船右舷,橫距保持約50m左右,以極低余速向浮筒駛近。抵浮前約70~80m處,估計(jì)已充分避開(kāi)浮筒用錨范圍之外拋出右錨,出鏈1.5H左右順風(fēng)拖錨掉頭。如果余速仍高,則可在風(fēng)向轉(zhuǎn)至右正橫之前使用短暫倒車加以抑制。掉頭后再用車舵使船首靠近浮筒,并于系浮之后將錨絞起。②當(dāng)浮筒下風(fēng)側(cè)有一定水域時(shí),也可采用駛過(guò)浮筒后掉頭系浮法。其長(zhǎng)處是仍保持了頂風(fēng)系浮船首方向易控的優(yōu)點(diǎn),而且起錨時(shí)不易出現(xiàn)與浮筒錨的干擾。這是一種變相的頂風(fēng)系浮方法。2.離單浮筒一般情況下先將系浮鏈或系浮纜中的單頭纜解掉,風(fēng)力較大時(shí),可適當(dāng)進(jìn)車并收緊回頭纜之后再解去,最后才解去回頭纜;如需原地掉頭后再離浮,一般應(yīng)有拖輪協(xié)助。
錨泊操縱1.錨地選擇(1)水深:無(wú)涌浪侵入封閉良好的錨地,低潮時(shí)的水深為不小于1.2倍吃水;水域開(kāi)闊封閉較差的錨地,低潮時(shí)水深應(yīng)大于1.5倍吃水+2/3最大波高。無(wú)論如何水深不得大于船舶一舷鏈長(zhǎng)的1/4,即不大于85m。(2)地質(zhì)和地勢(shì):軟硬適度的沙底和粘土質(zhì)海底抓力均好,泥沙混合底次之,硬泥、軟泥底質(zhì)較差,石底、珊瑚礁底不宜拋錨。錨地的海底地形以平坦為好。(3)回旋余地:港外錨地或開(kāi)闊水域錨泊時(shí),所需錨泊水域半徑為:①距固定物標(biāo):R=L+Lc(4-1)②距活動(dòng)物標(biāo):R=L+2Lc(4-2)式中:R--錨泊所需水域半徑;L--船長(zhǎng);Lc--船舶一舷全部鏈長(zhǎng)。若存在測(cè)量誤差,則港外錨地錨泊或開(kāi)闊水域錨泊時(shí),所需錨泊水域半徑為:①錨泊船間:R=L+2Lc+4r(4-3)②與固定物標(biāo)間:R=L+Lc+2r(4-4)式中:R--錨泊所需水域半徑;L--船長(zhǎng);Lc--出鏈長(zhǎng)度;r--測(cè)量誤差,在雷達(dá)定位時(shí)約為測(cè)定船位至物標(biāo)距離的2%。港口水域或遮蔽良好水域錨泊時(shí),所需錨泊水域半徑為:①單錨泊時(shí):R=L+(60~90)m(4-5)②雙錨泊時(shí):R=L+45m(4-6)式中:R--錨泊所需水域半徑;L--船長(zhǎng)。此外,錨泊船的船尾還要與航道、浮標(biāo)等固定設(shè)施以及滿足水深要求的水域邊界等保持(2~3)L的安全富余距離。大型船舶在大風(fēng)浪中錨泊時(shí),為保證錨泊安全,應(yīng)保證錨位距下風(fēng)側(cè)10m等深線3~5nmile的距離,當(dāng)條件受限時(shí)與10m等深線的距離不應(yīng)小于2nmile。(4)避風(fēng)條件:水域周圍的地形應(yīng)能成為船舶躲避風(fēng)浪的屏障,以保證錨泊水域海面的平靜。尤以可防浪涌襲擾的為最好。據(jù)當(dāng)?shù)貧庀箢A(yù)報(bào)、海浪預(yù)報(bào)和所處海區(qū)盛行的季風(fēng)選擇錨地時(shí)、應(yīng)以免受強(qiáng)風(fēng)襲擾,靠上風(fēng)水域一側(cè)為原則(避風(fēng)水域內(nèi))。(5)其他方面:所選錨地附近還應(yīng)遠(yuǎn)離航道或水道等船舶交通較密集地區(qū),還應(yīng)是無(wú)海底電纜等水中障礙物的水域,水流宜緩而方向穩(wěn)定。2.錨泊方式(1)八字錨:與單錨泊比較,八字錨泊方式具有錨泊力較大,回旋水域較小,大風(fēng)、急流情況下對(duì)偏蕩有一定的抑制作用等優(yōu)點(diǎn),適于底質(zhì)差、風(fēng)大流急、單錨泊抓力不足或?yàn)橛行Х乐癸L(fēng)流所致偏蕩的情況;其缺點(diǎn)是操作較為復(fù)雜,當(dāng)風(fēng)、流方經(jīng)常改變后兩錨鏈容易絞纏,故使其應(yīng)用范圍受到一定的限制。
(2)一字錨:一字錨泊方式具有最大程度地限制錨泊船運(yùn)動(dòng)范圍的優(yōu)點(diǎn),多用于往復(fù)流的狹水道或河道內(nèi)臨時(shí)錨泊,以及回旋余地受限的港口錨地;其缺點(diǎn)是作業(yè)較為復(fù)雜,風(fēng)、流方向經(jīng)常變化后兩錨鏈容易絞纏,且大風(fēng)、急流情況下錨泊力不足,一般僅適用于小型船舶。(3)平行錨:平行錨泊方式具有錨泊力較大(約為2倍單錨泊的錨泊力)的優(yōu)點(diǎn)。平行錨泊方式其他特點(diǎn)與單錨泊方式基本相同,但其具有所有雙錨泊方式所共同缺點(diǎn),即風(fēng)、流方向經(jīng)常變化后兩錨鏈容易絞纏,也會(huì)產(chǎn)生偏蕩現(xiàn)象。向偏蕩平衡位置開(kāi)始蕩動(dòng)時(shí)拋下,出鏈長(zhǎng)為1.5~2.5倍水深之間;(4)當(dāng)風(fēng)速急劇增大,可能超過(guò)單錨泊的外力極限時(shí),應(yīng)不失時(shí)機(jī)地改拋八字錨,以增加抓力并抑制偏蕩;(5)適當(dāng)?shù)厥褂弥鳈C(jī)和靈巧地使用側(cè)推器。1.操縱性能的特點(diǎn)(1)質(zhì)量大,單位排水量主機(jī)功率遠(yuǎn)較一般船為低,進(jìn)行機(jī)動(dòng)操縱非常困難。其停船性能、應(yīng)舵性能和舵效要比萬(wàn)噸級(jí)貨船差。因此,要早用舵、早回舵而且要用較大舵角;港內(nèi)和狹窄水域航行時(shí),通常都借助兩艘或多艘拖輪變向、變速和制動(dòng)。(2)船體肥大、方形系數(shù)大,其航向穩(wěn)定性差、旋回性好。相對(duì)旋回直徑(D/L)要比萬(wàn)噸級(jí)船舶小,但旋回直徑要大得多,旋回滯距也大。旋回中的速度降要比萬(wàn)噸級(jí)船舶大,所需旋回時(shí)間長(zhǎng)。(3)線型尺度大,淺水效應(yīng)和岸壁效應(yīng)均較突出,淺水中淌航因無(wú)排出流的作
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