船舶操纵笔记.docVIP

定速直航（一般为全速）的船舶操一定舵角（一般为满舵）后，其重心所描绘的轨迹叫做旋回圈（turning circle）。 表征旋回圈大小的几何要素主要有进距、横距、旋回初径、旋回直径、滞距和反移量等。 1．进距（advance） 进距也称纵距，是指从操舵开始到船舶的航向转过任一角度时重心所移动的纵向距离。通常，旋回资料中所说的纵距，特指当航向转过90°时的进距，并以Ad表示之，其约为旋回初径的0.6～1.2倍。 2．横距（transfer） 横距是指从操舵开始到船舶的航向转过任一角度时船舶重心所移动的横向距离。通常，旋回资料中所说的横距，特指当航向转过90°时的横距，并以Tr表示之，其约为旋回初径的一半。 3．旋回初径（tactical diameter） 旋回初径是指从操舵开始到船舶的航向转过180°时重心所移动的横向距离，并以DT表示之。它大约为3～6倍的船长。 4．旋回直径（final diameter） 旋回直径是指船舶作定常旋回时重心轨迹圆的直径，亦称旋回终径，并以D表示之。它大约为旋回初径的0.9～1.2倍。 5．滞距（reach） 亦称心距。正常旋回时，船舶旋回直径的中心O总较操舵时船舶重心位置更偏于前方。滞距是该中心O的纵距，并以Re代表之，大约为1～2倍船长，它表示操舵后到船舶进入旋回的“滞后距离”，也是衡量船舶舵效的标准之一。 6．反移量（kick） 反移量亦称偏距是指船舶重心在旋回初始阶段向操舵相反一舷横移的距离。通常，该值极小，其最大量在满载旋回时仅为船长的1%左右。但操船中应注意的是，船尾的反移量却不容忽视，其最大量约为船长的1/5～1/10，约出现在操舵后船舶的转头角达一个罗经点左右的时刻。反移量的大小与船速、舵角、操舵速度、排水状态及船型等因素有关，船速、舵角越大，反移量越大。 表征船舶旋回运动状态的运动要素主要有漂角、转心及其位置、旋回中的降速和旋回中的横倾等，它们与船舶的旋回性能有着密切的关系。 1．漂角（drift angle） 船舶首尾线上某一点的线速度与船舶首尾面的交角叫做漂角，船舶在首尾线上不同点的漂角是不同的，在船尾处，由于其横移速度最大，因此漂角也最大。但通常所说的漂角是指船舶重心处的线速度υt与船舶首尾面的交角，也就是船首向与重心G点处旋回圈切线方向的夹角，用β表示之。一般船舶的漂角大约在3～15°之间。 漂角越大的船舶，其旋回性越好，旋回直径也越小。超大型船舶较一般货船的方形系数值高，长宽比较低，有着较好的旋回性，它在定常旋回中的漂角也较大，最大可达到20°左右。 2．转心（pivoting point）及其位置 旋回中的船舶可视为一方面船舶以一定的速度前进，同时绕通过某一点的竖轴而旋转的运动的叠加，这一点就是转心，通常以P代表之。从几何学上讲，转心P的位置是旋回圈的曲率中心O作船舶首尾面的垂线的垂足。在转心处，横移速度及漂角均为零，因而该点处的线速度方向与首尾线方向一致。船舶首尾面上转心前后的横移速度方向相反。 船舶操舵旋回时，在旋回的初始阶段，转心约在重心稍前处，以后随船舶旋回不断加快，转心随着旋回中的漂角的增大而逐渐向船首方向移动；当船舶进入定常旋回阶段即船舶旋回中的漂角保持不变时，转心P逐渐稳定于某一点，对于不同船舶而言，该点的位置大约在离船首柱后1/3～1/5船长处。 对于不同船舶而言，旋回性能越好、旋回中漂角β越大的船舶，其旋回时的转心越靠近船首。 3．旋回中的降速 船舶在旋回中，主要由于船体斜航（存在漂角）时阻力增加，以及舵阻力增加和推进效率降低等原因，将会出现降速现象。一般从操舵开始到船首转过90°左右船舶进入定常旋回后，速度不再下降。减速的幅度与旋回初径DT与船长L的比值有密切的关系，DT/L值越小，旋回性越好，减速越显著。一般船舶旋回中的降速幅度大约为旋回操舵前船舶速度的25%～50%，而旋回性能很好的超大型油轮在旋回中的降速幅度最大可达到原航速的65%。 4．旋回中船舶出现的横倾（list） 船舶操舵不久，将因舵力横倾力矩而出现少量内倾；接着由于船舶旋回惯性离心力矩的作用，内倾将变为外倾，并且因横向摇摆惯性的存在将产生最大的外倾角θmax，最大外倾角一般为定常外倾角的1.2～1.5倍，θmax的大小与操舵时间有关，操舵时间越短，θmax越大。达到最大外倾角后，船舶经过1～2次摇摆，最后稳定于某一定常外倾角θ上。 船舶旋回中定常外倾角θ的大小与船速、所操的舵角、船舶的旋回性能和船舶的初稳性高度GM等有关，船速越高、船舶的旋回直径越小、船舶的初稳性高度越低，定常外倾角θ