船舶操縱拖輪

船舶操縱拖輪第一頁，共六十頁，2022年，8月28日特種推進(jìn)器及其效應(yīng)Azipod第二頁，共六十頁，2022年，8月28日特種推進(jìn)器及其效應(yīng)Azimuththruster第三頁，共六十頁，2022年，8月28日特種推進(jìn)器及其效應(yīng)Azimuththruster第四頁，共六十頁，2022年，8月28日特種推進(jìn)器及其效應(yīng)Azimuththruster全回轉(zhuǎn)對轉(zhuǎn)舵槳第五頁，共六十頁，2022年，8月28日特種推進(jìn)器及其效應(yīng)（Voith-SchneiderPropulsion)orCycloidalpropeller(擺線推進(jìn)器)第六頁，共六十頁，2022年，8月28日特種推進(jìn)器及其效應(yīng)雙螺旋槳推進(jìn)器及其效應(yīng)雙螺旋槳的布置及其特點(diǎn)雙螺旋槳推進(jìn)器效應(yīng)Z型推進(jìn)器Z型推進(jìn)器的構(gòu)造雙車Z型推進(jìn)器推進(jìn)模式及其效應(yīng)第七頁，共六十頁，2022年，8月28日特種推進(jìn)器及其效應(yīng)雙螺旋槳推進(jìn)器及其效應(yīng)雙螺旋槳的布置及其特點(diǎn)大大提高了船舶操縱性能及航行的安全可靠性，特別是港內(nèi)低速航行的操縱性能。載重量相同時(shí)，雙槳雙舵船吃水較淺。因此，對有些航道、港口可自由出入，無需減載。載重量相同時(shí)，雙槳雙舵航速較高。第八頁，共六十頁，2022年，8月28日特種推進(jìn)器及其效應(yīng)雙螺旋槳推進(jìn)器及其效應(yīng)雙螺旋槳的布置及其特點(diǎn)固定螺距螺旋槳多采用外旋推進(jìn)方式；變螺距螺旋槳多采用內(nèi)旋推進(jìn)方式。思考：原因？第九頁，共六十頁，2022年，8月28日特種推進(jìn)器及其效應(yīng)雙螺旋槳推進(jìn)器及其效應(yīng)第十頁，共六十頁，2022年，8月28日特種推進(jìn)器及其效應(yīng)雙螺旋槳推進(jìn)器及其效應(yīng)雙螺旋槳推進(jìn)器效應(yīng)雙螺旋槳船的兩個(gè)推進(jìn)器推力的大小可分別進(jìn)行控制；兩個(gè)螺旋槳產(chǎn)生的推力不同或旋轉(zhuǎn)方向相同時(shí)，進(jìn)車推力或倒車?yán)Φ牟煌M合將對船舶產(chǎn)生不同的效應(yīng)。一槳進(jìn)車，另一槳倒車，進(jìn)行轉(zhuǎn)船。對于外旋式FPP雙螺旋槳船，利用一進(jìn)一倒進(jìn)行轉(zhuǎn)船時(shí)，螺旋槳效應(yīng)都有助于船舶的轉(zhuǎn)動(dòng)。同理，CPP雙槳設(shè)為內(nèi)旋。第十一頁，共六十頁，2022年，8月28日特種推進(jìn)器及其效應(yīng)Z型推進(jìn)器Z型推進(jìn)器的構(gòu)造豎軸；上下兩對錐型齒輪；導(dǎo)管螺旋槳；傳動(dòng)系統(tǒng)等組成第十二頁，共六十頁，2022年，8月28日特種推進(jìn)器及其效應(yīng)Z型推進(jìn)器Z型推進(jìn)器特點(diǎn)是：倒航推力與進(jìn)航推力基本相同；進(jìn)退轉(zhuǎn)換也非常迅速；可產(chǎn)生側(cè)向推力，從而起到舵的作用。第十三頁，共六十頁，2022年，8月28日特種推進(jìn)器及其效應(yīng)Z型推進(jìn)器拖船和有些操縱性要求高的船舶大多裝有兩個(gè)Z型推進(jìn)器，分別裝置在船舶首尾中心線的兩側(cè)。雙車Z型推進(jìn)器效應(yīng)取決于兩個(gè)推進(jìn)器合力的大小、方向、作用點(diǎn)以及船舶的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。兩個(gè)螺旋槳的推力方向?yàn)橥屏κ噶颗c船舶首尾線之間的交角；不同的組合不但可以改變合力的方向，而且可以改變合力的大小。第十四頁，共六十頁，2022年，8月28日特種推進(jìn)器及其效應(yīng)Z型推進(jìn)器前進(jìn)方向的推進(jìn)第十五頁，共六十頁，2022年，8月28日特種推進(jìn)器及其效應(yīng)Z型推進(jìn)器橫向與轉(zhuǎn)動(dòng)方向的推進(jìn)第十六頁，共六十頁，2022年，8月28日港作拖輪及其效應(yīng)螺旋槳、舵和側(cè)推器都是船舶所配備的常規(guī)控制設(shè)備，當(dāng)外界影響超過這些設(shè)備的控制能力時(shí)，需要外部力量的協(xié)助。目前，廣泛用于船舶操縱運(yùn)動(dòng)控制的外部手段是拖船。尤其是在港內(nèi)操縱時(shí)，水域受限，船舶低速操縱性較差，拖輪是必要的助操手段。第十七頁，共六十頁，2022年，8月28日港作拖輪及其效應(yīng)主要內(nèi)容拖船的種類及特點(diǎn)港作拖船的種類港作拖船的特點(diǎn)拖船在操縱中的作用及協(xié)助方式拖船作用力及其效應(yīng)船舶前進(jìn)中的拖船效應(yīng)拖船作用能力及其限制港內(nèi)操船所需拖船功率和數(shù)量第十八頁，共六十頁，2022年，8月28日拖船的種類及特點(diǎn)拖船的種類按航區(qū)進(jìn)行分類外海拖船遠(yuǎn)洋拖船沿海拖船港作拖船按用途進(jìn)行分類運(yùn)輸拖船港作拖船救助拖船第十九頁，共六十頁，2022年，8月28日拖船的種類及特點(diǎn)古董拖輪蒸汽機(jī)明輪第二十頁，共六十頁，2022年，8月28日拖船的種類及特點(diǎn)加拿大軍用拖輪第二十一頁，共六十頁，2022年，8月28日拖船的種類及特點(diǎn)頂推第二十二頁，共六十頁，2022年，8月28日拖船的種類及特點(diǎn)內(nèi)河頂推第二十三頁，共六十頁，2022年，8月28日拖船的種類及特點(diǎn)拖船其工作性質(zhì)是提供推力或拖力，在船型、推力、操縱性等方面有其本身的特點(diǎn)。主要特點(diǎn)較大的拖力良好的操縱性第二十四頁，共六十頁，2022年，8月28日拖船的種類及特點(diǎn)船型特點(diǎn)拖船船體較短港作拖船長寬比(LB)一般在2.5～3.5之間外海拖船在3.5～5.0之間。水線面較大港作拖船船體水下呈半橢圓體形狀，且水下側(cè)面積集中于船中附近外海拖船船體水下呈細(xì)長體形狀，且水下側(cè)面積分布于整個(gè)船長推進(jìn)器功率較大港作拖船的單位排水量分配的主機(jī)功率(kW)一般為4.0以上外海拖船一般在1.8～2.9之間。第二十五頁，共六十頁，2022年，8月28日拖船的種類及特點(diǎn)船型特點(diǎn)第二十六頁，共六十頁，2022年，8月28日港作拖船的種類推進(jìn)器的數(shù)量單槳拖船單螺旋槳拖船操縱性較差，很少用于港作拖船，主要用于拖帶無動(dòng)力船雙槳拖船絕大部分港作拖船為雙推進(jìn)器第二十七頁，共六十頁，2022年，8月28日港作拖船的種類推進(jìn)器的類型傳統(tǒng)拖輪固定螺距螺旋槳(FPP)拖船可變螺距螺旋槳(CPP)拖船可進(jìn)行頂推、傍拖和直拖，操縱性差現(xiàn)代拖船Z型推進(jìn)器(ZP)拖船平旋推進(jìn)器(VSP)拖船港內(nèi)船舶操縱應(yīng)用最廣泛，操行優(yōu)良第二十八頁，共六十頁，2022年，8月28日港作拖船的種類推進(jìn)器的位置拖曳拖船(tractortug)“首推進(jìn)”，如VSP拖船及少數(shù)ZP推進(jìn)器拖纜出自船尾頂推拖船(pushingtug)“尾推進(jìn)”，傳統(tǒng)拖船及多數(shù)ZP推進(jìn)器拖纜出自船首多用途拖船既適用于頂推，又適用于拖曳全回轉(zhuǎn)尾推進(jìn)拖船ASD(azimuthsterndrivetug)，與ZP拖船區(qū)別不大，船首和后甲板各裝有一個(gè)絞纜機(jī)，有的ASD拖輪用一個(gè)拖鉤代替尾部絞纜機(jī)。第二十九頁，共六十頁，2022年，8月28日港作拖船的特點(diǎn)港作拖船的船型尺度及特性參數(shù)船型尺度較小，但船寬相對較大機(jī)器功率較大自航船速較低第三十頁，共六十頁，2022年，8月28日港作拖船的特點(diǎn)港作拖船的推力特性以系柱推力(bollardpull)表示最大推力，簡記為BP；導(dǎo)管定距槳或變距槳進(jìn)車推力最大，但倒車推力只有進(jìn)車推力的45%(最大可達(dá)65%)，并且不能產(chǎn)生橫向推力；其次是ZP拖船，倒車推力可達(dá)進(jìn)車推力的90~95%，且可產(chǎn)生較大的橫向推力；VSP拖船的進(jìn)車推力最小，但其倒車推力可達(dá)進(jìn)車推力的90%以上，且各方向的推力分布較為均勻。第三十一頁，共六十頁，2022年，8月28日拖船在操縱中的作用協(xié)助船舶通過航道或受限水域從航道或港外進(jìn)入港內(nèi)通過水上橋下通航孔或船閘等協(xié)助船舶靠泊或離泊操縱接近泊位或泊位前沿回旋掉頭水域回旋掉頭以及靠泊或離泊等操縱第三十二頁，共六十頁，2022年，8月28日拖船在操縱中的協(xié)助方式拖帶(pulling)直拖(directpulling)斜拖(indirectpulling)傍拖提供動(dòng)力協(xié)助船舶保向頂推第三十三頁，共六十頁，2022年，8月28日拖船在操縱中的協(xié)助方式拖帶(pulling)直拖第三十四頁，共六十頁，2022年，8月28日拖船在操縱中的協(xié)助方式拖帶(pulling)斜拖第三十五頁，共六十頁，2022年，8月28日拖船在操縱中的協(xié)助方式拖帶(pulling)普通FPP和CPP拖船由于其推進(jìn)器推力方向僅為前后兩個(gè)方向，故僅適用于直拖方式，不適用于斜拖方式。VSP和ZP拖船由于其推進(jìn)器推力方向是全方位的，故不但適用直拖方式，也適用于斜拖方式。第三十六頁，共六十頁，2022年，8月28日拖船在操縱中的協(xié)助方式拖帶(pulling)為了充分發(fā)揮拖船的效率，保證操縱的靈活性，并免拖纜負(fù)荷過大，應(yīng)使拖纜有較小的俯角；一般情況下俯角應(yīng)小于15o，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1.5倍拖船長度。第三十七頁，共六十頁，2022年，8月28日拖船在操縱中的協(xié)助方式拖帶(pulling)應(yīng)用當(dāng)船舶無動(dòng)力時(shí)，拖船系在被拖船船首，為被拖船提供動(dòng)力；拖船系在被拖船船尾，協(xié)助船舶減速或后退；在受限水域，當(dāng)船舶轉(zhuǎn)向困難，同時(shí)需要減速時(shí)，拖船系在被拖船船尾或尾舷側(cè)，協(xié)助船舶減速、轉(zhuǎn)向；當(dāng)大型船舶進(jìn)行離泊操縱時(shí)，或吹攏風(fēng)較大離泊時(shí)，兩艘或多艘拖船系在被拖船舷側(cè)，協(xié)助船舶橫向移動(dòng)；在受限水域，當(dāng)船舶需要掉頭回轉(zhuǎn)時(shí)，單拖船或兩艘拖船系在被拖船舷側(cè)，協(xié)助船舶掉頭。第三十八頁，共六十頁，2022年，8月28日拖船在操縱中的協(xié)助方式Notchtug頂推第三十九頁，共六十頁，2022年，8月28日拖船在操縱中的協(xié)助方式頂推第四十頁，共六十頁，2022年，8月28日拖船在操縱中的協(xié)助方式幾種形式：船舶進(jìn)速較低時(shí)，單拖船系在被拖船艉部舷側(cè)，保持拖船始終與被拖船首尾線垂直，協(xié)助被拖船轉(zhuǎn)向或回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)掉頭；船舶退速較低時(shí)，單拖船系在被拖船艏部舷側(cè)，協(xié)助被拖船轉(zhuǎn)向或回轉(zhuǎn)掉頭；大型船舶進(jìn)行靠泊操縱，拖船在被拖船舷側(cè)協(xié)助船舶橫向移動(dòng)在受限水域，兩艘拖船或多艘拖船分別系在接近船首和船尾的相反舷側(cè)，協(xié)助船舶回旋掉頭。第四十一頁，共六十頁，2022年，8月28日拖船在操縱中的協(xié)助方式傍拖第四十二頁，共六十頁，2022年，8月28日拖船在操縱中的協(xié)助方式傍拖形式：拖船系在被拖船的兩舷，為被拖船提供動(dòng)力；在受限水域航行或通過航道時(shí)，拖船系在被拖船船尾兩舷側(cè)向推進(jìn)，協(xié)助船舶保向；接近泊位過程中，拖輪在船舶一舷傍拖，協(xié)助保持船位。第四十三頁，共六十頁，2022年，8月28日拖船在操縱中的協(xié)助方式組合拖曳第四十四頁，共六十頁，2022年，8月28日拖船作用力及其效應(yīng)船舶靜止中拖船效應(yīng)單拖船頂推效應(yīng)橫移效果轉(zhuǎn)船效果第四十五頁，共六十頁，2022年，8月28日拖船作用力及其效應(yīng)船舶靜止中拖船效應(yīng)單拖船拖帶效應(yīng)平移和轉(zhuǎn)船效應(yīng)取決于拖力作用點(diǎn)、拖力角以及拖力的大小第四十六頁，共六十頁，2022年，8月28日拖船作用力及其效應(yīng)船舶靜止中拖船效應(yīng)雙拖船頂推效應(yīng)第四十七頁，共六十頁，2022年，8月28日拖船作用力及其效應(yīng)船舶前進(jìn)中的拖船效應(yīng)單拖船頂推第四十八頁，共六十頁，2022年，8月28日拖船作用力及其效應(yīng)船舶前進(jìn)中的拖船效應(yīng)單拖船頂推效應(yīng)拖船推力作用點(diǎn)在船中之前，水動(dòng)力中心也在船中之前，水動(dòng)力的橫向分力的力矩與拖輪拖力相反；拖船推力作用點(diǎn)在船中之后，水動(dòng)力中心越遠(yuǎn)離船中，轉(zhuǎn)船力矩越大；由此可見，單拖船在舷側(cè)頂推前進(jìn)中的船舶時(shí)，拖船位于船尾比位于船首的轉(zhuǎn)船效應(yīng)大，船速越高，兩者的差別越大。第四十九頁，共六十頁，2022年，8月28日拖船作用力及其效應(yīng)船舶前進(jìn)中的拖船效應(yīng)單拖船拖帶效應(yīng)拖力作用點(diǎn)

位于船尾的艏艉線上效果好船尾拖帶效果好第五十頁，共六十頁，2022年，8月28日拖船作用力及其效應(yīng)船舶前進(jìn)中的拖船效應(yīng)單斜拖船舶一端拖帶的方向與船舶移動(dòng)方向并不一致；縱向阻力小于橫向，縱向移動(dòng)速度大于橫向；大船運(yùn)動(dòng)方向相對拖纜更靠近首尾線第五十一頁，共六十頁，2022年，8月28日拖船作用力及其效應(yīng)拖船作用能力及其限制拖船效應(yīng)的極限船速船速較高時(shí)，拖船一般很難保持垂直頂推姿態(tài)；拖輪的系柱推力最大，船速增加，推力下降；頂首時(shí)，船速越高，水動(dòng)力中心越遠(yuǎn)離船中，轉(zhuǎn)船力矩越小，大船不易轉(zhuǎn)向，船速達(dá)到一定值時(shí)，拖船不但將失去轉(zhuǎn)船效果，而且可能起到相反的作用；大船極限航速5-6kn（使用側(cè)推器的極限航速為4kn）第五十二頁，共六十頁，2022年，8月28日拖船作用力及其效應(yīng)拖船作用能力及其限制波浪對拖船拖力或推力的影響拖船的縱搖、橫搖和垂蕩運(yùn)動(dòng)影響拖船的姿態(tài)；影響拖船最大拖力或推力的發(fā)揮；在拖纜上造成較大的負(fù)荷，嚴(yán)重時(shí)可能發(fā)生斷纜的情況第五十三頁，共六十頁，2022年，8月28日拖船作用力及其效應(yīng)拖船作用能力及其限制波高限制有義波高為0.5m以下，拖船基本能發(fā)揮100%的作用；有義波高達(dá)1.0m時(shí)，降至無波浪時(shí)的80%；有義波高達(dá)到1.5m時(shí)，拖力將降至50%，推力將降至60%；有義波高達(dá)到2.0m時(shí)，拖船基本無法正常作業(yè)。一般規(guī)定有義波高不宜超過1.5m。第五十四頁，共六十頁，2022年，8月28日拖船作用力及其效應(yīng)港內(nèi)操船所需拖船功率和數(shù)量應(yīng)考慮的因素港口地理?xiàng)l件船舶條件自然環(huán)境條件第五十五頁，共六十頁，2022年，8月28日拖船作用力及其效應(yīng)港內(nèi)操船所需拖船功率和數(shù)量所需拖船總功率和數(shù)量小型船舶，1~2艘實(shí)用估算方法：每萬噸載重量大概需要1000馬力第五十六頁，共六十頁，2022年，8月28日拖船作用力及其效應(yīng)港內(nèi)操船所需拖船功率和數(shù)量所需拖船總功率和數(shù)量統(tǒng)計(jì)結(jié)果雜貨船一般屬于小型船舶，平均拖船數(shù)量不超過2艘；船長290m的集裝箱船所需拖船總拖力50~150t，平均拖船數(shù)量