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船舶操縱概論船舶操縱性能船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!章船舶操縱性能節(jié)船舶的旋回性能船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!章船舶操縱性能操縱性能主要包括船舶的旋回性、船舶的航向穩(wěn)定性、改向性及保向性以及船舶的變速運動性能等。節(jié)船舶的旋回性能分為小舵角的保向操縱,一般舵角的轉(zhuǎn)向操縱及大舵角的旋回操縱三種。一、船舶旋回的運動過程1.階段(初始、內(nèi)傾階段)G:原航向;尾:外移;r=0;?(max);φ=0;阻力=0;內(nèi)傾;V不變船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!2)橫距(transfer)橫距是指從操舵開始到船舶的航向轉(zhuǎn)過任一角度時船舶重心所移動的橫向距離。通常,旋回資料中所說的橫距,特指當航向轉(zhuǎn)過900時的橫距,并以了,表示之,它大約為旋回初徑的一半。3)旋回初徑(tacticaldiameter)旋回初徑是指從操舵開始到船舶的航向轉(zhuǎn)過1800時重心所移動的橫向距離,并以Dr表示之。它大約為3~6倍的船長。4)旋回直徑(finaldiameter)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,并以D表示之,它大約為旋回初徑的0.9~1.2倍。船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!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.描述船舶旋回運動狀態(tài)的運動要素主要有漂角、轉(zhuǎn)心及其位置、旋回中的降速和旋回中的橫傾等。1)漂角船舶首尾線上某一點的線速度與船舶首尾面的交角叫做漂角。通常所說的漂角是指船舶重心處的線速度u(與船舶首尾面的交角,也就是船首向與重心C點處旋回圈切線方向的夾角,用夕表示之。一般船舶的漂角大約在30~150之間。船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!大約在離船首柱后1/3~1/5船長處;船處于后退中,轉(zhuǎn)心位置則在船尾附近。對于不同船舶而言,旋回性能越好、旋回中漂角β越大的船舶,其旋回時的轉(zhuǎn)心越靠近船首。3)旋回中的降速首轉(zhuǎn)過900左右船舶進入定常旋回后,速度不再下降。減速的幅度與旋回初徑Dr與船長L的比值有密切的關(guān)系,Dr/L值越小,旋回性越好,減速越顯著。一般船舶降速幅度大約為25%~50%,超大型油船降速幅度最大可達到原航速的65%。4)旋回中船舶出現(xiàn)的橫傾(1ist)
船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!5)旋回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。三、影響旋回圈大小的因素旋回圈的大小與船型、舵面積、所操舵角、操舵時間、載態(tài)、水深、船速、船舶的縱傾和橫傾、螺旋槳轉(zhuǎn)速等密切相關(guān)。另外,受風、流的影響,旋回圈的大小也有很大變化。1.方形系數(shù)Cb船舶的方形系數(shù)越大,船舶的旋回性越好,旋回圈越小。
船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!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者或船尾比較瘦削的船舶,旋回性較好,旋回圈較小,但航向穩(wěn)定性較差;而船尾部分分布面積較大者,旋回性較差,旋回圈較大,但航向穩(wěn)定性較好。3.舵角
對于不同的船舶,隨著舵角的減小,旋回初徑的增加率是不一樣的,其中舵的高寬比小的船舶,其旋回初徑的增力n率較大。4.操舵時間操舵時間主要對船舶的進距影響較大,進距隨操舵時間的增加而增加,而對橫距和旋回初徑的影響不大,旋回直徑則不受其影響。
船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!9.橫傾1)低速時,推力一阻力轉(zhuǎn)矩>首波峰壓力轉(zhuǎn)矩
,推首向低舷側(cè)偏轉(zhuǎn)。2)高速時,首波峰壓力轉(zhuǎn)矩>推力一阻力轉(zhuǎn)矩,推船首向高舷側(cè)偏轉(zhuǎn)。10.淺水影響橫向阻力明顯增大,漂角β明顯下降,在淺水中的旋回圈明顯增大。當水深吃水比小于2時,旋回圈有所增大(特別是對高速船而盲);當水深吃水比小于1.5時,旋回圈明顯增大;當水深吃水比小于1.2時,旋回圈急劇增大。11.螺旋槳的轉(zhuǎn)動方向
船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!2.反移量在實際操船中的應(yīng)用船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!一、船舶操縱運動方程I?=N(δ)-N(r)I?=a*δ-b*rI\b?+r=a\bδI\b=T;a\b=K二、船舶操縱性指數(shù)及其意義r=Kδ0(1-e-t\T)?=K\Tδ0e-t\T?=Kδ0(t-T+t*e-t\T)船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!1.K、T指數(shù)的無因次化數(shù)值范圍
K’=K*L/VsT’=T*Vs/L可直接用來比較不同船舶或同一船舶在不同條件下的操縱性優(yōu)劣及其變化趨勢;反過來說,當兩船的K、了指數(shù)相等時,要使其操縱性能也相同,其船長和船速也應(yīng)相同。(K,T相等,比較K’,T’;K’,T’相等,比較K,T)船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!2.影響K’,T’值的因素船舶的操縱性指數(shù)K’、T’,值是同時減小或同時增大的,即提高船舶旋回性的結(jié)果將使其追隨性受到某種程度的降低,而追隨性的改善又將導(dǎo)致船舶旋回性的某些降低。值得注意的是,當舵角增加時,K’、T’,值同時減小,但T’值減小的幅度要比K’值減小的幅度大,因此船舶的舵效反而變好。四、船舶操縱性指數(shù)K、T的具體運用1.按K、T指數(shù)區(qū)分船舶操縱性船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!3.改向中轉(zhuǎn)頭慣性角的估算φ=r0*T1)滿載船舶適當?shù)卦缬枚妗⒃缁囟妫俣娼且脖容^大。2)為提高在淺窄水域中操船的安全度,降低船速是完全必要的。3)尺度較大的船舶,一般說來也具有轉(zhuǎn)頭慣性角較大的特點.4)為提高壓舵有效性或較為明顯地降低轉(zhuǎn)頭慣性角,操縱人員應(yīng)隨時注意觀察轉(zhuǎn)頭趨勢,并要牢記,只有采用較大的壓舵角,才能有效地降低T.5)壓舵角一般可取轉(zhuǎn)向時所操舵角的1/2。船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!第三節(jié)船舶的航向穩(wěn)定性與保向性
當干擾過去后,偏離原來直航運動的船舶能否自行恢復(fù)到原來航線上去(位置穩(wěn)定),能否自行恢復(fù)到原來的航向上去(方向穩(wěn)定),能否較快地穩(wěn)定在新的航向上,具有新的直線運動(直線穩(wěn)定)船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!一、航向穩(wěn)定性所謂航向穩(wěn)定性,指的是船舶在受外界干擾取得轉(zhuǎn)頭速度r。后,當干擾結(jié)束之后在船舶保持正舵的條件下,船舶受的轉(zhuǎn)頭阻矩對船體轉(zhuǎn)頭運動有何影響,因而船舶轉(zhuǎn)頭運動將如何變化的性質(zhì)。1.靜航向穩(wěn)定性靜航向穩(wěn)定性,指的是船舶受外力作用而稍微偏離原航向,但重心仍在原航向上斜航前進,有關(guān)該斜航漂角將如何變化的性能。常常是靜航向不穩(wěn)定的。船舶越是首傾,船體側(cè)面積在船首分布越多,其靜航向穩(wěn)定性就越差。船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!2.動航向穩(wěn)定性當外界干擾過去之后,船舶的轉(zhuǎn)頭運動在不用舵糾正的情況下,能盡快穩(wěn)定于新航向的性質(zhì)謂之船舶動航向穩(wěn)定性.穩(wěn)定得較慢、慣性轉(zhuǎn)頭角較大的船舶,其動航向穩(wěn)定性較差;穩(wěn)定得較快、慣性轉(zhuǎn)頭角較小的船,其動航向穩(wěn)定性較好;一直轉(zhuǎn)頭不停而偏轉(zhuǎn)下去的船,則不具備動航向穩(wěn)定性。一般所說的船舶航向穩(wěn)定性指的就是動航向穩(wěn)定性,即船舶直線運動穩(wěn)定性。3.干擾過去后的船舶慣性轉(zhuǎn)頭角
T?+r=0r=r0
e-t\T船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!1.根據(jù)航向穩(wěn)定性指數(shù)判別船舶航向穩(wěn)定性指數(shù)T>0,說明船舶具有航向穩(wěn)定性,且T值為越小的正數(shù),船舶的航向穩(wěn)定性越好。航向穩(wěn)定性指數(shù)T<0,則說明船舶不具有航向穩(wěn)定性。船舶追隨性好的船舶可以同時判斷為航向穩(wěn)定性好的船舶。2.根據(jù)船舶的線型系數(shù)判別方形系數(shù)較低、長寬比較高的船舶具有較好的航向穩(wěn)定性。
三、船舶保向性1.船舶保向性的概念
保向性是指船舶在外力作用下(如風、流、浪等),由舵工(或自動舵)通過羅經(jīng)識別船舶首搖情況,船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!3)舵角4)船速5)其他因素
船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!滿載船舶約需航經(jīng)20倍船長左右白距離,輕載時約為滿載時的1/2~2/3。二、停車性能
通常以船速降低至能維持船舶舵效的速度(對于萬噸級船為2kn左右)為界限來計算船舶的停車沖程和沖時。t=0.00105*Δ*V20/R0(1/v-1/V0)S=0.075*Δ*V20/R0log(V0/v)一般停車沖時程8~20倍船長,超大型超過20倍船長。逐級減速船舶由速度V0降到V1時船舶所航進的距離的估算公式。船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!t=0.00089*Δ*V0/R0S=0.0121*Δ*V20/R0一般中型至萬噸級貨船的緊急停船距離可達6~8倍船長;載重量50000t左右的船舶達8~10倍船長;載重量10萬t的船舶可達10~13倍船長;載重量15~20萬t的船舶可達13~16倍船長。船舶在倒車停船過程中船舶重心在原航向上所移動的距離稱為制動縱距(headreach);而在原航向垂直方向上所移動的距離稱為制動橫距.船首向右偏轉(zhuǎn)的角度較大,制動橫距也較大,而制動縱距較短。
排水量越大,船首右偏的角度越大。
船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!船速越低。船速低于界限船速,倒車停船;船速高于界限船速,旋回制動。3.蛇航制動法直航中的船舶通過自身操舵、換車、利用強大的船舶斜航阻力和倒車拉力將船制動的方法。適用于VLCC和ULCC緊急停船的情況。對于方形系數(shù)較大的超大型船舶在深水域中航行速度較高時最為有效。優(yōu)點是:缺點是:船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!4.拖錨制動法僅用于萬噸級及其以下的船舶,而且拋錨時船舶對地的速度僅限于2~3kn以下。5.拖船制動法6.輔助裝置制動
船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!第四節(jié)船舶操縱性試驗
一、旋回試驗
包括旋回試驗(turningtest)、Z形試驗(zigzagma—noeuvretest)、螺旋試驗(spiraltest)、停船試驗(stoppingtest)等。
船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!2)在開始旋回前約一個船長的航程范圍內(nèi)3)下令開始試驗時4)以后,船舶的航向每變化50均應(yīng)同時記錄船舶的運動參數(shù)5)待船舶的航向變化5400時,即可結(jié)束試驗;在大比例尺海圖上連續(xù)標繪各個船位點,并把它們圓滑地連接為曲線測定船舶旋回軌跡的方法有:.1.用位于船首尾的經(jīng)緯儀2.用雷達定位測定船舶的旋回圈3.使用GPS定位測定旋回圈船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!二、Z形試驗(又稱標準操縱性試驗)Z形試驗的目的是利用Z形試驗所測定的數(shù)據(jù),求取船舶的操縱性指數(shù)K,了,從而評判船舶的旋回性、追隨性和航向穩(wěn)定性等性能。連續(xù)進行三次蛇航運動即可結(jié)束Z形試驗。試驗中應(yīng)準確記錄各舵角到位的時間、特征轉(zhuǎn)頭角的時間及轉(zhuǎn)頭超越角的大小,并據(jù)以計算操縱性指數(shù)K、T。通過試驗數(shù)據(jù)求取K’、T’,指數(shù)的方法如下:船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁!第六節(jié)IMO船舶操縱性衡準的基本內(nèi)容船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁!第二章車、舵、錨、纜、拖船在操船中的運用節(jié)螺旋槳的作用船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁!一、船舶阻力與螺旋槳的推力1.船舶阻力基本阻力R。與附加阻力ΔR兩個部分R=R0+ΔR基本阻力由摩擦阻力、渦流阻力和興波阻力構(gòu)成。R0=Rf+Rr=Rf+Re+Rw基本阻力的大小與船舶吃水、船速密切相關(guān)。附加阻力由污底阻力、附體阻力、空氣阻力和洶濤阻力組成;ΔR=RF+RA+RX+RR空氣阻力僅占總阻力的2%~4%。二、螺旋槳的推力和轉(zhuǎn)矩船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁!螺旋槳沒入水中的深度對螺旋槳的推力和轉(zhuǎn)矩也有較大的影響。當螺旋槳處的伴流增加時,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效率。但伴流降低了舵處的來流速度,因而降低了舵效。船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第46頁!4)有效功率(EffectiveHorsePower)EHP
EHP=R*Vs2.各功率之間的關(guān)系螺旋槳收到功率DHP與機器功率MHP的比值稱為傳遞效率,其值通常為0.95~0.98。有效功率EHP與收到功率DHP之比稱為推進器效率,該值約為0.60~0.75。有效功率EHP與主機機器功率MHP之比稱為推進系數(shù),該值約為0.5~0.7。這就是說,主機發(fā)出功率變?yōu)榇巴七M有效功率后已損失了將近一半。船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第47頁!3)港內(nèi)船速一般港內(nèi)的最高主機轉(zhuǎn)速約為海上常用轉(zhuǎn)速的70%~80%左右。微進時的主機輸出功率和轉(zhuǎn)速,是主機可以輸出的最低功率和最低轉(zhuǎn)速。.通常港內(nèi)“后退三”時的主機轉(zhuǎn)速約為海上常用轉(zhuǎn)速的60%~70%。船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第48頁!(1)當所要求航行的航程一定時,整個航程中主機燃油消耗的總量與船速的平方成正比,
船速越高,所消耗的燃油越多;(2)若消耗的燃油相同,則這些燃油所能航行的航程與船速的平方成反比,船速越高,所能航行的航程越短。船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第49頁!船舶運輸成本最小的經(jīng)濟航速
dG\dvs=0
vE=3√b\(2ak)
柴油機經(jīng)濟航速時轉(zhuǎn)速=80%~90%船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第50頁!1.螺旋槳橫向力1)螺旋槳沉深橫向力(上小,下大)該力推尾向右,船首左偏;倒車時相反,推尾向左,船首右偏。h/D<0.65~0.75時2)伴流橫向力(上大,下小)
伴流橫向力推尾向左,首右偏;船舶在前進中倒車時,則相反,伴流橫向力推尾右,船首左偏。船速越高時,上下伴流的速度差就越寸大。(伴流橫向力均是一個較小的量)3)排出流橫向力船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第51頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第52頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第53頁!對于可變螺距螺旋槳(CPP)單槳船而言,為了使其在:操縱中與右旋固定螺距單槳船的致偏作用一致,常常采用左旋式。對于雙車船而言,為了充分發(fā)揮螺旋槳致偏作用在操縱中的有效性,固定螺距螺旋槳雙車船多采用外旋式,而可變螺距螺旋槳雙車船則多采用內(nèi)旋式。螺旋槳的各致偏作用也與上述轉(zhuǎn)船力矩的方向相一致,有利于船舶掉頭。2.右旋固定螺距螺旋槳(FPP)單槳船的偏轉(zhuǎn)趨勢1)靜止中的船舶正舵進車時的偏轉(zhuǎn)低速偏左,高速不定,服從舵效。2)前進中倒車時的偏轉(zhuǎn)趨勢船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第54頁!1)向右就地掉頭2)自力靠碼頭操縱中的應(yīng)用3)系靠單浮或單點系泊中的應(yīng)用四、側(cè)推器的使用首推器發(fā)揮作用的航速應(yīng)控制在4Kn以下。
船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第55頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第56頁!第二節(jié)舵的作用一、舵力及舵力轉(zhuǎn)矩1.舵的正壓力和舵力轉(zhuǎn)船力矩船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第57頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第58頁!當占=450時,舵力轉(zhuǎn)船力矩為最大值。在轉(zhuǎn)頭初期,若取方:450,則系數(shù)屢值常會減小,且阻力增加機功率也需增所以一般船舶多取350為極限舵角;而超大型船舶則往往取400作為極限舵角。漂角而產(chǎn)生的船體水動力力矩也是促使船舶顛回的原因。
尾靠船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第59頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第60頁!二、船尾舵的性能1.舵與船體之間的相互干擾
產(chǎn)生了左右的壓力差,這相當于增加了船尾舵的舵力。另外,船體和舵之間是相互干擾的。船體和舵之間的相互干擾的結(jié)果將使船尾舵的舵力比單獨舵的舵力提高約20%~30%,而且船尾的鈍材越大,舵與船尾的間隙越小,這種效果越顯著。2.伴流與排出流的影響1)伴流及其影響正伴流負伴流
船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第61頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第62頁!對于方形系數(shù)CA較高的肥大型船舶而言,其伴流系數(shù)~可達到0.40。這樣,由于伴流的影響,舵的正壓力要下降60%左右,即受伴流影響后的舵的正壓力只有敞水中舵的正壓力的40%左右。對于雙車船,舵的正壓力也將減小50%左右。2)排出流的影響對于單車船,流速平均增加船速的50%左右,使得舵的正壓力為單獨舵的2.5倍左右;對于雙車單舵船,因為舵不在螺旋槳排出流的正后方,受不到它的影響,所以不能指望增加舵的正壓力。螺旋槳的滑失比越大,排出流增速也越大。舵的正壓力的增加與螺旋槳滑失比的1.5次方成正比。3)伴流、排出流的綜合影響
船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第63頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第64頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第65頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第66頁!一般情況下,所操舵角為350時,有效舵角會減小100~130,因此,為了確保350時應(yīng)有的旋回力矩,獲得足夠的舵效,大型船舶常以400作為極限舵角。船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第67頁!當風的影響使船首迎風偏轉(zhuǎn)時,船舶迎風轉(zhuǎn)向時的舵效比較好,順風轉(zhuǎn)向時則舵效較差;船舶在風中順風偏轉(zhuǎn)時則相反。
第三節(jié)錨的運用
一、錨的用途(錨泊用錨、港內(nèi)操縱用錨和應(yīng)急操縱用錨)1.港內(nèi)操縱用錨對錨作用力大于錨抓力
1)拖錨制動2)拖錨靠泊3)拖錨掉頭4)拖錨倒行船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第68頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第69頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第70頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第71頁!三、單錨泊時的錨泊力及保證錨泊安全所必要的出鏈長度
1.錨泊力P=Pa+Pc=λaWa+λcWcl2.錨的抓力系數(shù)λ(主要取決于錨型、海底底質(zhì)、錨的抓底姿勢和錨鏈的出鏈長度)Pa=aWa+bAa(1)對于AC一14型這類大抓力錨,底質(zhì)優(yōu)劣順序應(yīng)為:泥、砂底、砂礫、軟泥(2)對于霍爾錨這一類錨,底質(zhì)優(yōu)劣順序應(yīng)為:砂底、泥、砂礫、軟泥當錨在海底被拖動2倍錨長左右時,錨爪開始抓土,錨的抓力將達到最大值,而后將保持該值,約為3~5倍的錨重,這種姿勢稱之為穩(wěn)定抓底姿勢
當錨在海底被拖動5~6倍錨長時,自轉(zhuǎn)角將達45‘左右,錨抓力急劇下降當錨在海底被拖動9~10倍錨長時,抓力頓失,僅剩下錨與海底的摩擦力
船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第72頁!3)抓底姿勢錨在海底被拖動2倍錨長左右時,錨爪開始抓土,錨的抓力將達到最大值,而后將保持該值,約為3~5倍的錨重,這種姿勢稱之為穩(wěn)定抓底姿勢。錨在海底被拖動5~6倍錨長時,自轉(zhuǎn)角將達450左右,錨抓力急劇下降;當自轉(zhuǎn)角到達900左右時,自轉(zhuǎn)加快,抓力繼續(xù)下降;當錨在海底被拖動9~10倍錨長時,自轉(zhuǎn)角將達1800,錨爪將上翻出土,抓力頓失,僅剩下錨與海底的摩擦力,船舶處于走錨狀態(tài)。對于有桿錨抓力比較穩(wěn)定。船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第73頁!4)出鏈長度和水深錨桿仰角對抓力系數(shù)的影響錨桿仰角50,抓力系數(shù)減小1/4;150時減小1/4。3.錨鏈的抓力系數(shù)λc4.懸鏈長度S=√y(y+2To\?c)5.保證錨泊安全所必要的出鏈長度P=Pa+Pc=λaWa+λcwcl≥Tolc≥√y(y+2To\?c)+(To-λaWa)\λcwc風速20mLc=3H+90(m)風速30mLc=4H+145(m)船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第74頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第75頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第76頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第77頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第78頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第79頁!系纜應(yīng)選用伸長率較大的纖維纜為好。8.對于大型船舶而言,在使用纜繩時還應(yīng)注意:各纜繩的彈性系數(shù)應(yīng)相似(即纜繩的種類、粗細和材質(zhì)應(yīng)相同或相似);帶纜應(yīng)該對稱;當靠泊中某一條纜繩繃斷時應(yīng)及時補帶上,并增加帶纜的數(shù)量,以防其他纜繩繃斷。9.增加系纜時,應(yīng)盡可能使用同材質(zhì)同直徑的纜繩,并盡量調(diào)整至同樣受力狀態(tài)。但由于實際上很難使之均等,增加帶纜的系泊力,一般從第三根纜算起只能按一半的破斷強度計算。鋼絲纜與合成纖維纜應(yīng)避免并用。船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第80頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第81頁!三、拖船的使用方式及帶纜1.吊拖應(yīng)使拖纜有最小的俯角,一般情況下應(yīng)小于150即拖纜長度應(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。實用上一般為拖船長度的2倍左右。船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第82頁!2、頂推
頂推的帶纜方式有單首纜、雙首纜和緊綁三種。船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第83頁!4、用作舵船
采用ZP或VSP拖輪船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第84頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第85頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第86頁!2.單拖船斜拖船舶一端時的本船的斜航運動
N(T)=bXGM—aXAM=T(GMsina-Amcosa)斜航時的合速度方向要較拖力的方向更靠近本船的首尾面方向。船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第87頁!3、雙拖船以相同的拖力和角度同時拖
船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第88頁!4.拖船協(xié)助前進中的船舶掉轉(zhuǎn)時拖首和頂尾的比較船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第89頁!6.本船航行中拖船協(xié)助轉(zhuǎn)頭的極限速度船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第90頁!六、使用拖船的注意事項1、拖纜及其系帶2、倒拖和橫拖3、拖船就位良好4、解拖后船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第91頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第92頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第93頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第94頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第95頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第96頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第97頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第98頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第99頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第100頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第101頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第102頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第103頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第104頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第105頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第106頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第107頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第108頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第109頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第110頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第111頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第112頁!2.第二階段(過渡)?
↓;r↑;φ
↑;外傾;V↓;N(r)
↑3.第三階段(定常旋回階段)?=0;r定常;φ
↑(線性)N(α)+N(β)+N(r)=0船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第113頁!二、旋回圈的大小及其要素定速直航(一般為全速)的船舶操一定舵角(一般為滿舵)后,其重心所描繪的軌跡叫做旋回圈(turningcircle)。1.表征旋回圈大小的幾何要素1)進距進距也稱縱距,是指從操舵開始到船舶的航向轉(zhuǎn)過任一角度時重心所移動的縱向距離。通常,旋回資料中所說的縱距,特指當航向轉(zhuǎn)過900時的進距,并以Ad表示之,它大約為旋回初徑的0.6~1.2倍。船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第114頁!5)滯距亦稱心距。正常旋回時,船舶旋回直徑的中心O總較操舵時船舶重心位置更偏于前方。滯距是該中心O的縱距,并以R.代表之,大約為1~2倍船長,它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。6)反移量(kick)反移量亦稱偏距,是指船舶重心在旋回初始階段向操舵相反一舷橫移的距離。通常,該值極小,其最大量在滿載旋回時僅為船長的1%左右。但操船中應(yīng)注意的是,船尾的反移量卻不容忽視,其最大量約為船長的1/5~1/10,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。反船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第115頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第116頁!漂角越大的船舶,其旋回性越好,旋回直徑也越小。超大型船舶較一般貨船的方形系數(shù)值較高,長寬比較低,有著較好的旋回性,它在定常旋回中的漂角也較大,最大可達到200左右。2)轉(zhuǎn)心及其位置轉(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。在轉(zhuǎn)心處,橫移速度及漂角均為零。
在旋回的初始階段,轉(zhuǎn)心約在重心稍前處,以后隨船舶旋回不斷加快,轉(zhuǎn)心隨著旋回中的漂角的增大而逐漸向船首方向移動;當船舶進入定常旋回階段即船舶旋回中的漂角保持不變時,轉(zhuǎn)心P逐漸穩(wěn)定于某一點,對于不同船舶,該點的位置
船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第117頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第118頁!內(nèi)傾將變?yōu)橥鈨A,并且因橫向搖擺慣性的存在將產(chǎn)生最大的外傾角θmax。,最大外傾角一般為定常外傾角的1.2~1.5倍,θmax的大小與操舵時間有關(guān),操舵時間越短,θmax越大。船舶旋回中定常外傾角θ的大小與船速、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),船速越高,船舶的旋回直徑越小,船舶的初穩(wěn)性高度越低,定常外傾角θ越大。船速大于30kn的高速船,定常外傾角可達120~140。當船舶在旋回中一旦產(chǎn)生較大的外傾角時,切忌急速回舵或操相反舷舵.船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第119頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第120頁!5.舵面積比拖船為l/20~1/25,漁船為1/30~1/40,高速貨船為1/35~1/40;大型油船一般僅為1/65~1/75,一般貨船為l/45~1/60。6.船速船舶在旋回中所受到的舵力轉(zhuǎn)船力矩、旋回阻矩等,均略與船速的平方成正比,所以船速對旋回初徑表現(xiàn)不出什么影響。然而,當船速低至某一程度,船舶旋回初徑將有逐漸增大的趨勢。
船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第121頁!7.吃水縱傾狀態(tài)相同,吃水增加時,旋回進距增大,橫距和旋回初徑也將有增加。8.吃水差尾傾增大,旋回圈也將增大。對于Cb二0.8的船舶,若尾傾增大量為船長的1%,旋回初徑將可增加10%左右,對于Cb=o.6的船舶,若尾傾增大量為船長的1%,旋回初徑將可增加3%左右。這也說明方形系數(shù)越大的船舶,當尾傾增加時,旋回初徑增加得越多。總的看來,空載與滿載時的旋回初徑及橫距相差無幾,只是滿載時旋回的進距較輕載時大一些。
船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第122頁!向左旋回時的旋回初徑要比向右旋回時的旋回初徑要小一些。但對于超大型船舶而言,這一差別很小。四、旋回圈要素在實際操船中的應(yīng)用1.旋回初徑、進距、橫距、滯距和在實際操船中的應(yīng)用。旋回初徑可以用來估算船舶用舵旋回掉頭所需的水域;橫距可以用來估算操舵轉(zhuǎn)首后,船舶與岸或其他船舶是否有足夠的間距;滯距可以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;而兩船的進距之和則可以用來推算對遇時的最晚施舵點。·
船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第123頁!第二節(jié)船舶操縱運動方程及船舶操縱性指數(shù)船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第124頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第125頁!1.K表示船舶旋回性的優(yōu)劣K又稱旋回性指數(shù)(增益常數(shù))。K值實質(zhì)上是定常旋回中的船舶每單位舵角所能給出的轉(zhuǎn)頭角速度值,又稱增益常數(shù)。該增益越大,則船舶的旋回性能越好。2.T表示船舶追隨性的優(yōu)劣T又稱追隨性指數(shù)。T表示轉(zhuǎn)向角加速度向零衰減、轉(zhuǎn)向角速度向定常角速度趨近的周期,而且每經(jīng)過了的時間均趨近0.37倍,所以了又稱時間常數(shù)。該時間越短,則追隨性越好。三、K、r指數(shù)無因次化數(shù)值范圍及影響K、T指數(shù)的因素
船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第126頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第127頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第128頁!2.推定新航向距離DNc
滯距應(yīng)按下式計算Re=Vs(T+t1/2)船舶的新航向距離為船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第129頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第130頁!4.船舶定常旋回直徑D的估算
D=2Vt/K*δ0船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第131頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第132頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第133頁!具有航向穩(wěn)定性的船舶,在外界干擾過去后,要使而后的轉(zhuǎn)頭角速度因受轉(zhuǎn)頭阻矩作用而越來越低并最終衰減為零,從而穩(wěn)定在一個新航向上,則必須滿足其航向穩(wěn)定性指數(shù)T>0即了為正值的條件。φ=r0*T船舶因干擾而造成的偏航角應(yīng)由干擾的大小(這可由干擾造成的初始轉(zhuǎn)頭角速度來確定)和航向穩(wěn)定性指數(shù)了值的大小來決定.二、船舶航向穩(wěn)定性的判別1.根據(jù)航向穩(wěn)定性指數(shù)判別船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第134頁!通過操舵抑制或糾正首搖并使船舶駛于預(yù)定航向上的能力。船舶保向性與操舵人員的技能及熟練程度、自動舵、舵機的性能有關(guān)。2.影響船舶保向性的主要因素·1)船型(1)方形系數(shù)較低(2)船體側(cè)面積在尾部分布較多者(3)較高的干舷將降低船舶在風中航行時的保向性。2)載態(tài)(1)輕載較滿載時保向性好(受風時另當別論);(2)尾傾較首傾時的保向性好。
船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第135頁!第四節(jié)船舶變速運動性能
一、船舶的啟動性能
t=0.004*Δ*V0/R0
S=0.101*Δ*V20/R0
船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第136頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第137頁!三、倒車停船性能及影響緊急停船距離的因素1.倒車停船性能船舶在前進三中開后退三,從發(fā)令開始到船對水停止移動所需的時間及航進的距離,稱為倒車沖時和倒車沖程,其距離又稱緊急停船距離或最短停船距離.在關(guān)閉油門后,通常要等到船速降至全速的60%~70%、主機轉(zhuǎn)速降至額定轉(zhuǎn)速的25%~35%時,將壓縮空氣通人氣缸,迫使主機停轉(zhuǎn)后,再進行倒車啟動。一般情況下,內(nèi)燃機船約需90~120s;汽輪機船約需120~180s;而蒸汽機船約需60~90s。船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第138頁!2.影響緊急停船距離的因素1)船舶排水量。2)船速。3)主機倒車功率、轉(zhuǎn)速和換向時間。4)推進器種類。5)船體的污底程度。6)外界條件。四、幾種制動方法的比較和運用1.倒車制動法2.大舵角旋回制動法能使全速倒車的制動縱距恰好等于滿舵旋回時的最大縱距的船速,稱界限船速,船舶越大,界限船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第139頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第140頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第141頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第142頁!選擇無風、流影響,水深不低于3√Bd的水域進行(不低于4倍的船舶吃水);船舶的狀態(tài)應(yīng)盡可能取滿載狀態(tài),無條件者應(yīng)按適當?shù)膲狠d狀態(tài)來要求,并應(yīng)使螺旋槳沒水深度符合規(guī)定要求,以防空氣吸人現(xiàn)象發(fā)生。槳軸沒入水中的深度不小于螺旋槳直徑D的0.45倍。一、旋回試驗?zāi)康氖乔笕〈暗男匾兀渲邪ㄟM距、橫距、旋回初徑、旋回直徑、滯距、旋回時間等,以便評價船舶旋回的迅速程度和所需水域的大小,從而判定船舶的旋回性能。進行旋回試驗的要領(lǐng)是:1)測試人員就位后
船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第143頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第144頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第145頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第146頁!這樣通過Z形試驗就可求得船舶的操縱性指數(shù)K、T。將K、T進行無因次化即可得到K’、了’,從而對船舶的操縱性能作出評價和比較。三、螺旋試驗螺旋試驗包括正螺旋試驗和逆螺旋試驗兩種,螺旋試驗的目的是判定船舶航向穩(wěn)定性的好壞。正螺旋試驗是指求取船舶操某一舵角時船舶所能夠達到的定常旋回角速度的試驗方法。r一δ在環(huán)形范圍內(nèi)具有多值對應(yīng)關(guān)系,則說明該類船舶在環(huán)形范圍內(nèi)不具備航向穩(wěn)定性。大型船舶的環(huán)形的舵角范圍寬度大于200時,操縱就感到困難。
船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第147頁!逆螺旋試驗是指求取為使船舶達到某一旋回角速度而需操的平均舵角的試驗方法。其試驗方法與正螺旋試驗正好相反。船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第148頁!四、停船試驗船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第149頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第150頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第151頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第152頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第153頁!滑失S;滑失比Sr;虛滑失S和虛滑失比Sr。對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。當船速一定時,螺旋槳的推力和轉(zhuǎn)矩均與螺旋槳轉(zhuǎn)速的平方成正比;當螺旋槳的轉(zhuǎn)速一定時,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;當船速為零時,螺旋槳的推力和轉(zhuǎn)矩達到船舶前進中的最大值。船舶在大風浪中或淺窄水域航行時,螺旋槳的滑失比增大,也容易使船舶主機超負荷工作。同轉(zhuǎn)速、船速下的倒車給出的拉力較進車給出的推力為低,僅為進車推力的60%~70%左右,大型船舶就更小,只有30%一40%左右。船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第154頁!二、主機功率和船速1.主機功率主機功率主要有以下幾種:1)機器功率(MachineryHorsePower)MHP(1)指示功率(1ndicatedHorsePower)IHP(2)制動功率(BrakeHorsePower)BHP(3)軸功率(ShaftHorsePower)SHP2)(螺旋槳)收到功率(DeliveredHorsePower)DHP3)推力功率(ThrustHorsePower)THPTHP=T*Vp船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第155頁!3.船速分類
1)額定船速可供海上長期使用的最大功率,就是該主機的額定功率主機穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速稱為主機的額定轉(zhuǎn)速nH船舶在平靜的深水域中取得的船速稱為額定船速2)海上船速通常為額定功率的90%;相應(yīng)的海上常用主機轉(zhuǎn)速,nH則為額定轉(zhuǎn)速的96%~97%。主機按海上常用輸出功率、常用轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時,在平靜深水域中取得的船速即為海上船速。船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第156頁!4.船速與主機燃油消耗的關(guān)系R∞Δ2/3vs2MHP∞
Δ2/3
Vs3單位時間內(nèi)主機燃油的消耗C。=K。Δ2/3
Vs3單位時間內(nèi)的主機燃油消耗與船速的立方成正比CD=C0*D\vs=K。Δ2/3
Vs2D當船舶排水量不變時,則航行一定航程D所消耗的燃油的總量與船速的平方和航行的航程D成正比。船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第157頁!所謂的經(jīng)濟航速是指能使船舶費用和燃料費用之和即運輸成本達到最低的航速,其中船舶費用包括船舶折舊費、保險費、船員費用、修理費、港口使費、潤滑油費用等。Gb=b*C\vs整個航程D中的燃料費用Ga為Ga=a*CD=a*K。Δ2/3
Vs2D=aK
Vs2D船舶總的運輸成本G為:G二Ga+Gb=aK
Vs2D+b*C\vs船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第158頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第159頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第160頁!推尾向左,船首向右偏轉(zhuǎn)。排出流橫向力當船速較低時在螺旋槳橫向力中是一個比較大的量,尤其是船舶在輕載狀態(tài)下。4)推力中心偏位(吸入流)船首左偏。(較小)船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第161頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第162頁!高速不定,有舵效,低速偏右。3)靜止中正舵倒車時的偏轉(zhuǎn)特性低速偏右,高速才有舵效。(后退中的舵力,一般仍不能制止船首向右偏轉(zhuǎn)。)4)左、右滿舵全速旋回的比較無風流條件下,一般說來右旋定距槳單槳船,其左旋回直徑較右旋回直徑為小,原因是:(1)吸人流造成的推力中心偏位有利于船舶左轉(zhuǎn)。(2)向左旋回時,左側(cè)車葉由下而上旋轉(zhuǎn),因伴流、吸人流的影響,不易失速,空氣吸人空泡現(xiàn)象不易發(fā)生,因而較右轉(zhuǎn)時有較強的舵力。3.致偏作用的運用實例(右旋固定螺距螺旋槳單槳船)船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第163頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第164頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第165頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第166頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第167頁!2.使舵力減小的流體現(xiàn)象1)失速現(xiàn)象升力系數(shù)驟然下降的舵角稱之為臨界舵角。臨界舵角的數(shù)值大小,它與舵的高寬比即縱橫比密切相關(guān)(成反比)。一般船舶配舵的高寬比多在1.4~1.9之間,厚寬比多在0.12~0.18之間其失速時的臨界舵角約與船后舵滿舵旋回中的有效舵角相當。2)空泡現(xiàn)象(汽化壓力)3)空氣吸人現(xiàn)象船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第168頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第169頁!摩擦伴流、勢伴流和興波伴流。船舶在前進中,伴流的大小與厚度自船首至船尾逐漸擴大,船首處為零,而最大值位于船尾附近;船舶在后退中,則船尾的伴流為零。由于船尾處伴流的方向與船舶的前進方向一致,因此伴流降低了舵葉對水的相對速度,從而導(dǎo)致舵力的下降。舵處的來流速度VR為:VR=(1-ω)Vsω為伴流系數(shù),其值大約在0.25~0.40左右
考慮伴流影響后的舵的正壓力為PN=576.2AR(1-ω)2Vs2sinδ(2—28)船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第170頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第171頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第172頁!對于單車單舵船,由于伴流影響,其舵力將降至單獨舵舵力的一半以下,但排出流的有和影響則幾乎可以抵消伴流的不利影響,因此船尾舵的正壓力大致相當于單獨舵的正壓力。對于雙車單舵船,由于舵設(shè)置于雙車的居中位置,伴流影響雖與單車單舵船相差不多,使舵的正壓力下降40%~60%,但排出流對舵的正壓力幾乎沒有影響,因此船尾舵的正壓力只有單獨舵的正壓力的40%~60%。對于雙車雙舵船,因其排出流的有利影響遠超出伴流的不利影響,舵效較好,對操縱較為有利。船尾舵正壓力的表達式:船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第173頁!舵的正壓力與舵角、船速、伴流以及螺旋槳滑失比等因素有關(guān)。在操船中,常常采用減小伴流、提高螺旋槳滑失比而提高排出流的速度等方法來增加舵力及舵力轉(zhuǎn)船力矩,從而提高舵效。3.船舶旋回中的舵力降低一方面由于旋回中的降速,舵處的來流速度下降,導(dǎo)致舵力下降;另一方面由于船舶在旋回中舵處的有效沖角減小(即有效舵角減小)導(dǎo)致舵力下降。船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第174頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第175頁!三、舵效及舵效指數(shù)的概念及其影響因素
1.船舶舵效的概念以及舵效指數(shù)?=K\Tδ0e-t\TK’\T’=k\T*L2\Vs2直接用K’/T’,來比較不同船舶之間的舵效的好壞
2.影響舵效的因素1)舵角2)舵速·3)船舶的排水量4)船舶縱傾5)船舶橫傾6)舵機性能7)風、流、淺水等外界因素船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第176頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第177頁!2.應(yīng)急操縱用錨1)擱淺后固定船體或協(xié)助脫淺2)海上漂滯用錨二、操縱用錨的抓力及拖錨淌航·距離的計算1.操縱用錨的抓力錨既要有一定的抓力,又要保證錨在海底被拖動,一般來說,出鏈的長度應(yīng)控制在水深的2.5倍左右,如水深為10m,可采用出鏈1節(jié)落水或1節(jié)甲板。2.拖錨淌航距離的計算船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第178頁!1\2mV2=PaSS=0.0135ΔV2k\Pa萬噸左右的船舶,2kn余速拖單錨,3kn余速拖雙錨,拖錨淌航距離在接近滿載時將大致接近于船長;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。由此可見,在通常情況下進入泊位,余速約控制在1.5~2.0kn之內(nèi),拖單錨制動是適當?shù)模蝗粲嗨偕钥欤瑒t可考慮拖雙錨制動,這比拖單錨增加出鏈長度要穩(wěn)妥一些。3.操縱用錨注意事項
船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第179頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第180頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第181頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第182頁!船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第183頁!第四節(jié)纜的運用
(1)首纜或頭纜
(2)首橫纜或前橫纜
(3)首倒纜或前倒纜
(4)尾纜
(5)尾橫纜或后橫纜
(6)首倒纜或前倒纜
船舶操縱,二章共221頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第184頁!一、靠泊時帶纜的先后順序1.一般情況下帶纜的順序如果碼頭較短,頭纜纜樁在岸上較遠處,一時難以帶上,可在內(nèi)舷稍后處的帶纜孔出一根領(lǐng)水纜,暫起同樣作用。靠泊時一般應(yīng)先船首帶纜,后船尾帶纜,船首則應(yīng)先帶頭纜,而后帶倒纜和橫纜。2.吹開風或吹攏風較強時的帶纜順序有吹開風或吹攏風較強時,一般先帶首橫纜,五條件時也可將頭纜和前倒纜同時帶上,并盡快收緊。這樣帶纜的目的在于,吹開風時可以防止船首被吹開而陷入被動;吹攏風時碼頭后,又可防止船尾被風壓攏過快而觸碰碼頭。
船舶操縱,二章共221
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