1、要點回顧,船舶操縱性概述 航向穩(wěn)定性與保向性 航向穩(wěn)定性與保向性的概念 航向穩(wěn)定性的概念、保向性的概念、航向穩(wěn)定性與保向性的關(guān)系 航向穩(wěn)定性的判別 直接判別參數(shù)、間接判別參數(shù) 影響船舶保向性的因素,船舶操縱性基礎(chǔ),船舶操縱性概述 航向穩(wěn)定性與保向性 船舶變向性能 船舶變速性能 船舶操縱性試驗 船型參數(shù)對操縱性的影響,船舶變向性能,變向性能概述 旋回性(Turning ability) 初始回轉(zhuǎn)性(Initial turning ability) 首搖抑制性(Yaw checking ability),船舶變向性能,變向性能概述 旋回性(Turning ability) ： 船舶勻速直航時，轉(zhuǎn)舵

2、使船舶作圓弧運動的性能,稱為船舶回轉(zhuǎn)性。 船舶旋回性最能代表船舶的變向性能，歷史上對旋回性的研究也是最多的。 船舶重心所描繪的軌跡俗稱“旋回圈”。通過對旋回圈的分析，可以獲得多種船舶變向操縱性能指標。,船舶變向性能,變向性能概述 初始回轉(zhuǎn)性(Initial turning ability) 初始回轉(zhuǎn)性也稱為改向性，指船舶對中等舵角的反應能力，是衡量直航船舶改變航向能力的性能指標。 衡量：船舶航行單位距離內(nèi)航向角變化大小，或在給定航向角變化量時船舶所航行的距離長短 旋回性與初始回轉(zhuǎn)性既有區(qū)別又有聯(lián)系：兩者初始運動過程是一樣；所用舵角不同；旋回性評價船舶運動所占用的最小水域，而初始回轉(zhuǎn)性是評價船舶

3、改變航向的效率。,船舶變向性能,變向性能概述 首搖抑制性(Yaw checking ability) 首搖抑制性能是指船舶進入旋回狀態(tài)，角速度達到一定時向旋回相反方向操舵，船首向?qū)Χ娴姆磻芰Φ男阅?，即指操反舵后船首向?qū)Χ娴捻憫杆俪潭鹊男阅堋?初始回轉(zhuǎn)性和首搖抑制性都是船舶轉(zhuǎn)動慣性的一種度量，但初始回轉(zhuǎn)性是度量直航中的船舶開始轉(zhuǎn)動的慣性，而首搖抑制性是度量轉(zhuǎn)動中的船舶停止轉(zhuǎn)動的慣性。,船舶旋回性能,船舶旋回運動過程分析 旋回圈（turning circle）及旋回圈要素 旋回運動的運動要素 旋回圈要素在實際操船中的應用,船舶旋回運動過程,船舶以一定航速直進當中操某一舵角并保持之，船舶將進入旋

4、回過程。根據(jù)船舶在旋回運動過程中所受外力特點之變化，以及運動狀態(tài)之不同，可將船舶旋回過程劃分為三個階段： 轉(zhuǎn)舵階段 過渡階段 定常階段,船舶旋回運動過程,轉(zhuǎn)舵階段,過渡階段,定常階段,船舶旋回運動過程,轉(zhuǎn)舵階段,過渡階段,定常階段,轉(zhuǎn)舵階段,轉(zhuǎn)舵階段: 從轉(zhuǎn)舵開始到舵轉(zhuǎn)至規(guī)定角度為止，時間很短(約15s) 受力情況：由舵角引起橫向力和力矩，使船產(chǎn)生橫向加速度和回轉(zhuǎn)角加速度。 運動特點 ： 由于船體本身的慣性很大，還來不及產(chǎn)生明顯的橫向速度和回轉(zhuǎn)角速度； 船舶重心G操舵相反一舷的小量橫移； 船舶橫向向操舵一舷傾斜（內(nèi)傾）；,過渡階段,過渡階段：轉(zhuǎn)舵結(jié)束起到船舶進入定?；剞D(zhuǎn)運動為止的動態(tài)過程 受力

5、情況：隨船舶橫移、漂角增大，作用于船體的流體力和力矩增大； 運動特點 ： 斜航運動； 旋回加速； 縱向速度下降； 內(nèi)傾漸漸向外傾變化。,定常階段,定常階段（steady turning） : 受力與運動處于穩(wěn)定狀態(tài) 受力情況：作用于船體的力和力矩將最后達到平衡。 運動特點 ： 船舶以一定的橫向速度和回轉(zhuǎn)速度繞固定點作定常回轉(zhuǎn)運動。 船舶的橫向運動為外傾,運動變量歷時曲線,旋回圈及旋回圈要素,旋回圈 (turning circle) ： 定速直航（一般為全速）時，操一定的舵角（一般為滿舵）后，其重心G的運動軌跡叫做旋回圈。,旋回圈及旋回圈要素,旋回圈要素： 表征旋回圈大小的幾何要素 . 包括：

6、進距、橫距、旋回初徑、旋回直徑、滯距、反移量等,進距（Advance）,進距也稱縱距，是指從從轉(zhuǎn)舵開始時刻船舶重心點所在的位置，至船首轉(zhuǎn)向900時船舶縱中剖面的距離。 約為34L(應4.5L)，約為旋回初徑DT的0.61.2倍， Ad表示船舶對操舵反應得快慢，即應舵速度。,橫距（Transfer）,橫距為船舶從操舵開始轉(zhuǎn)首90時，重心距原航線的距離，以Tr表示。 Tr大約為旋回初徑DT的一半。 Tr值越小，則回轉(zhuǎn)性就越好。,旋回初徑,Tactical diameter：從船舶原來航線至船首轉(zhuǎn)向180時，船縱中剖面所在位置之間的距離。 一般為2.84.2L，最大不應超過5L。 DT值越小，則回轉(zhuǎn)

7、性越好。,旋回初徑,在航海實踐中，旋回圈的大小常常用其旋回初徑DT表示。 采用其旋回初徑與其船長L（一般為兩柱間長）的比值DTL來表示，稱為相對旋回初徑。,旋回直徑,Final diameter：旋回直徑是指船舶作定常旋回時重心軌跡圓的直徑，亦稱旋回終徑或定常旋回直徑。 D0大約為旋回初徑DT的0.9-1.2倍。 運輸船舶相對旋回直徑約為3.,滯距（Reach）,亦稱心距。從發(fā)令位置起，船舶重心至定常旋回曲率中心的縱向距離。 Re大約為12L，表示操舵后到船舶進入旋回的“滯后距離”，也是衡量船舶舵效的標準之一。,反移量（Kick）,亦稱偏距，是指船舶重心在旋回初始階段向操舵相反一舷橫移的最大距

8、離。,反移量（Kick）,大?。?通常，反移量值較小，其最大量在滿載旋回時僅為船長的1%左右。 但操船中應注意的是，船尾的反移量卻不容忽視，其最大量約為船長的11015，約出現(xiàn)在操舵后船舶的轉(zhuǎn)頭角達一個羅經(jīng)點左右的時刻。 影響因素： 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。,旋回要素應用,旋回初徑： 用來估算船舶用舵旋回掉頭所需的水域； 橫距 用來估算轉(zhuǎn)首后，船舶與岸或其它船舶是否有足夠的間距； 滯距 用來推算兩船對遇時無法旋回避讓的距離，即兩船對遇時的距離小于兩船的滯距之和，則用舵無法避讓； 進距 兩船的進距之和可用來推算對遇時的最晚施舵點。

9、,旋回要素應用,反移量(Kick)的應用 本船航行中發(fā)現(xiàn)有人落水時，應立即向落水者一舷操舵，使船尾迅速擺離落水者，以免使之卷進船尾螺旋槳流之內(nèi)。 在船首較近的前方發(fā)現(xiàn)障礙物時，為緊急避開，應立即操滿舵盡量使船首讓開，當估計船首已可避開時，再操相反一舷滿舵以便讓開船尾。 當船舶前部已離出碼頭，擬進車離泊時，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)生事故應適當減速，待駛出一段距離后再使用小舵角慢慢轉(zhuǎn)出。,船舶旋回運動要素,表征船舶旋回運動狀態(tài)的運動要素： 轉(zhuǎn)心； 漂角； 旋回中的降速； 旋回中的橫傾等， 運動要素與船舶的旋回性能有著密切的關(guān)系。,轉(zhuǎn)心（pivot point）,定義：

10、 從幾何學上講，轉(zhuǎn)心P的位置是旋回圈的曲率中心O作船舶首尾面的垂線的垂足。 位置： 轉(zhuǎn)心的位置大約在離船首柱后1/31/5船長處，也可能出于船首前某一點。旋回性能越好、旋回中漂角越大的船舶，旋回時轉(zhuǎn)心越靠近船首。,漂角（Drift angle）,大小： 一般船舶重心漂角大約在3-15之間，超大型船舶最大可達到25左右。 漂角越大的船舶，其旋回性越好，旋回直徑也越小。,旋回中的降速,降速原因： 舵阻力增加； 船體的斜航阻力增加與旋回初徑DT有密切的關(guān)系，DT/L值越小，旋回性越好，降速越顯著。 主機特性，推進效率降低 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

11、。 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到原航速的80%。,橫傾（list）,橫傾變化 船舶操舵不久，將因舵力橫傾力矩而出現(xiàn)少量內(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； 因橫向搖擺慣性的存在將產(chǎn)生最大的外傾角max，最大外傾角一般為定常外傾角的1.21.5倍，max的大小與操舵時間有關(guān)，操舵時間越短，max越大； 達到最大外傾角后，船舶經(jīng)過12次搖擺，最后穩(wěn)定于某一定常外傾角上。,橫傾（list）,橫傾（list）,影響因素： 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)。 注意

12、事項： 操船過程中應特別注意回轉(zhuǎn)突傾，避免用急舵特別是急回舵。 1999年10月17日盛魯輪在避讓漁船時因操舵造成橫傾過大，引起汽車碰撞起火，最后沉沒。,旋回時間,旋回時間是指船舶旋回360所需的時間。它與船舶的排水量有密切關(guān)系，排水量大，旋回時間增加。萬噸級船舶快速滿舵旋回一周約需6min，而超大型船舶的旋回時間則幾乎要增加一倍。,影響旋回性的因素,船型因素：Cb,L/B,舵面積,船體水線下側(cè)面形狀； 操縱因素：載態(tài)、吃水差、舵角、操舵時間、船速、船舶的螺旋槳轉(zhuǎn)速等； 受水深、風、流的影響，旋回圈的大小也有很大變化。,變向性的間接判斷,旋回性的間接判別 直航船舶操滿舵后，不考慮操舵所用時間(階躍操舵)，并設初始條件t0，r0，求解一階船舶操縱運動方程，則旋回運動過程中瞬時角速度表示為： K 指數(shù)稱為“旋回性指數(shù)”，表示船舶受單位持續(xù)舵角作用下產(chǎn)生的最終旋回角速度。 T 指數(shù)稱為“追隨性指數(shù)”，是系統(tǒng)的時間常數(shù)(s)，決定船舶達到定常旋回角速度的時間。,變向性的間接判斷,K 、T 大小的四種組合區(qū)分船舶旋回性,變向性的間接判斷,