第一章 船舶操縱性能

1、n一第一節(jié) 船速、沖程與制動(dòng)n n基本阻力的大小主要與船速和吃水有關(guān)。吃水越大，阻力越大；船速較低時(shí)，基本阻力近似于線性變化；當(dāng)船速較高時(shí)，基本阻力變化明顯加快，幾乎與船速的平方成正比。每米長(zhǎng)度的粗糙度厚度為25m時(shí)，船速降低1%空氣阻力與船速的平方以及船體水線以上部分正投影面積成正比。一般情況下，空氣阻力通常占總阻力的2%4%左右，但集裝箱船由于其船體水線以上部分正投影面積較大，且船速較高，其空氣阻力占總阻力的比例可達(dá)10%。頂浪航行時(shí)，一般船舶總阻力比靜水狀態(tài)增加50100%。附加阻力的大小與風(fēng)浪大小、船體污底輕重及航道淺窄有關(guān)。n 推力與主機(jī)的轉(zhuǎn)速、船速、螺旋槳的沉深、滑失和伴流有關(guān)。1

2、當(dāng)船速一定時(shí)，轉(zhuǎn)速越高，推力就越大，推力的大小與轉(zhuǎn)速的平方成正比； 2當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，船速越高，推力越小。船速為零時(shí)推力最大稱為系柱推力；即推力與船速成反比。3沉深越小，推力越小；滑失越大，推力越大。4伴流越大，推力越大。由于螺旋槳及主機(jī)結(jié)構(gòu)方面的原因，一般船舶倒車?yán)χ挥羞M(jìn)車推力的60%70%，大型船舶只有30%40%左右。n伴流n伴流主要由摩擦伴流、勢(shì)伴流和興波伴流組成。通常所說(shuō)的伴流速度是指相應(yīng)位置處伴流沿首尾方向的分量。和船體運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)一致的伴流稱為正伴流，反之為負(fù)伴流。n伴流分布的特點(diǎn)為：船舶在前進(jìn)時(shí)，伴流大小與厚度自船首至船尾逐漸擴(kuò)大，船首最小，船尾最大，離船體越遠(yuǎn)，伴流越小。船舶

3、后退時(shí)，則船尾的伴流最?。淮蔡幯芈菪龢膹较?，上大下小，左右對(duì)稱。n主機(jī)主機(jī)功率功率n1機(jī)器功率MHP：機(jī)器功率是指主機(jī)發(fā)出的功率。蒸汽機(jī)主機(jī)常用指示功率IHP，IHP指主機(jī)在氣缸內(nèi)產(chǎn)生的功率。內(nèi)燃機(jī)主機(jī)常用制動(dòng)功率BHP，BHP指輸出于主機(jī)之外可實(shí)際加以利用的功率；汽輪機(jī)主機(jī)常用軸功率SHP，SHP指?jìng)鬟f到與螺旋槳尾軸相連接的中間軸上的功率；n2（螺旋槳）收到功率：指機(jī)器功率經(jīng)過(guò)傳動(dòng)裝置和其它機(jī)件的摩擦損失，傳至主軸尾端與螺旋槳連接處的功率。n3.推力功率：指螺旋槳獲得收到功率后，螺旋槳發(fā)出的推進(jìn)功率，它等于螺旋槳發(fā)出的推力與螺旋槳進(jìn)速（對(duì)水）的乘積。n4有效功率：指克服船舶阻力而保持一定

4、船速所需要的功率，它等于船舶阻力與船速的乘積。n各功率之間的關(guān)系n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0.950.98。n有效功率與收到功率之比稱為推進(jìn)器效率，該值約為0.600.75。n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0.50.7。這就是說(shuō)，主機(jī)發(fā)出功率變?yōu)榇巴七M(jìn)有效功率后己損失了將近一半。n 4 n柴油機(jī)在緊急制動(dòng)時(shí)，在發(fā)出倒車令后，主機(jī)停止供油，在主機(jī)轉(zhuǎn)速降至額定轉(zhuǎn)速的25%35%，航速降至全速的60%70%時(shí)，n 一般中型至萬(wàn)噸級(jí)貨船 距離可達(dá)68倍船長(zhǎng)；n 載重量5萬(wàn)噸左右的船 距離可達(dá)810船長(zhǎng)； n 載重量10萬(wàn)噸的船 距離可達(dá)1013倍船長(zhǎng)；

5、n 載重量1520萬(wàn)噸級(jí)的船 距離可達(dá)1316倍船長(zhǎng)。壓載時(shí)的倒車沖程為滿載時(shí)的40%50%左右。壓載時(shí)的停車沖程約為滿載時(shí)的80%。CPP船舶的最短停船距離一般約為FPP船的60%80%。 n1）左滿舵（ =40），備車；n2）當(dāng)船舶向左改向20時(shí)，前進(jìn)三；n3）當(dāng)船舶向左改向40時(shí)，右滿舵；n4）當(dāng)船舶向左改向達(dá)最大時(shí)，前進(jìn)二；n5）當(dāng)船舶回到原航向時(shí)，左滿舵；n6）當(dāng)船舶向右改向達(dá)最大時(shí)，前進(jìn)一；n7）當(dāng)航向再次回到原航向時(shí)，右滿舵，后退三。一般船舶當(dāng)船速低于56kn時(shí)可使用此方法。圖11船舶旋回的運(yùn)動(dòng)過(guò)程 階段階段CYrmurmxvmG0rYvYrvrYvYrvGKYrmxvmGrYv

6、YrvGKCYrmu0rYvYrvGK轉(zhuǎn)舵階段轉(zhuǎn)舵階段過(guò)度階段過(guò)度階段定常階段定常階段過(guò)渡階段）轉(zhuǎn)舵階段過(guò)渡階段定常階段vv rr r v rvt圖12 旋回圈的尺度與名稱 DTD0TrLkAdVVRe 表表2 2- -3 3- -1 1 各各類類船船舶舶相相對(duì)對(duì)回回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)直直徑徑統(tǒng)統(tǒng)計(jì)計(jì)表表 船舶種類 最大舵角時(shí)定?；剞D(zhuǎn)LD0 大型貨船 56.5 中小型貨船 45 油輪 2.57.5 大型遠(yuǎn)洋客船 7.58.0 中小型海上客船 45 大型客貨船 57 中小型客貨船 45 拖輪 1.53 巡洋艦 35 驅(qū)逐艦 510 潛艇 35圖13 船舶首尾面上各點(diǎn)的漂角 n定常旋回時(shí)的船速與旋回初始船速的比值 稱為速降系數(shù)。圖14 船舶旋回中的降速情況 o501001500100-10-20-30-40-50s t1.5 m1.2 m0.85 m0.6 mGM=Zenobia號(hào)集裝箱船，初始航速V=10.8 m/s.圖16 方形系數(shù)對(duì)旋回初徑的影響 圖17 減速旋回與加速旋回船舶尾傾時(shí)旋回圈變大，尾傾量每增加1%船長(zhǎng)，旋回初徑約增大