操纵(第02课)讲述.ppt

第二节 船舶的航向稳定性与保向性 一、航向稳定性 所谓航向稳定性，指的是船舶在受外界干扰取得转头速度r0后，当干扰结束之后在船舶保持正舵的条件下，船舶受的转头阻矩对船体转头运动有何影响，因而船舶转头运动将如何变化的性质。 1．静航向稳定性（statical course stability） 静航向稳定性，指的是船舶受外力作用而稍微偏离原航向，但重心仍在原航向上斜航前进，有关该斜航漂角将如何变化的性能。 通常的船舶在斜航中，如图1一13所示，因为漂角的出现将产生使漂角继续增大的转头力矩，所以常常是静航向不稳定的。船舶越是首倾，船体侧面积在船首分布越多，其静航向稳定性就越差。 2．动航向稳定性（dynamical course stability） 当外界干扰过去之后，船舶的转头运动在不用舵纠正的情况下，能尽快稳定于新航向的性质谓之船舶动航向稳定性。 3．干扰过去后的船舶惯性转头角 二、船舶航向稳定性的判别 1．根据航向稳定性指数判别 2．根据船舶的线型系数判别 船舶航向稳定性指数T＞0，说明船舶具有航向稳定性，且T值为越小的正数，船舶的航向稳定性越好。航向稳定性指数T＜0，则说明船舶不具有航向稳定性。船舶追随性好的船舶可以同时判断为航向稳定性好的船舶。 据统计，船速和船舶长度均较接近的船舶，其航向稳定性指数T与该船的方形系数、长宽比有密切关系。一般说来，方形系数较低、长宽比较高的船舶具有较好的航向稳定性。类似超级油轮之类的肥大型船舶，方形系数一般在0.8左右，其航向稳定性在小舵角范围内总带有不稳定性，因此，这种船舶在小舵角保向航行中，船首的偏摆角度往往较大，并给人以稳不住的感觉 三、船舶保向性（course keeping ability）  1．船舶保向性的概念 保向性是指船舶在外力作用下（如风、流、浪等），由舵工（或自动舵）通过罗经识别船舶首摇情况，通过操舵抑制或纠正首摇并使船舶驶于预定航向上的能力。船舶保向性的好坏不但与船舶航向稳定性的好坏有关，同时还与操舵人员的技能及熟练程度、自动舵、舵机的性能有关。 2．影响船舶保向性的主要因素 1）船型 2）载态 3）舵角 4）船速 水下船型是决定船舶转头阻矩和惯性的重要因素，水上船型是决定船舶所受风力及风力转船力矩大小的重要因素。它们对保向性均有很大影响。表现在： （1）方形系数较低、长宽比较高的瘦削型船舶，其保向性较优；浅吃水的宽体船保向性较差。 （2）船体侧面积在尾部分布较多者，如船尾有钝材，其保向性较好；船首水下侧面积分布较多者，如船首有球鼻首将降低保向性。 （3）较高的干舷将降低船舶在风中航行时的保向性。 载态的改变将导致水下和水上船型的改变，因而也影响到船舶保向性。对于同一艘船一般的倾向是： （1）轻载较满载时保向性好（受风时另当别论）； （2）尾倾较首倾时的保向性好。 增大所操的舵角，能明显地改善船舶的保向性。超大型油轮小舵角状态下有航向不稳定趋势，需用较大舵角才能保向。 对于同一艘船而言，由于船速的提高船舶保向性将变好。 其它因素: 保向性将因水深变浅而提高，船舶顺风浪或顺流航行中保向性反而降低。 第三节 船舶变速运动性能 一、船舶的启动性能 二、停车性能 三、倒车停船性能及影响紧急停船距离的因素 四、几种制动方法的比较和运用 船舶在静止状态中开进车，使船舶达到与主机功率相应的稳定船速所需的时间和航进的距离，称为船舶的启动性能。 根据理论推导，船速达到定常速度V0时所需的时间t和航进的距离S的估算公式为： 船舶在全速或半速前进中停止主机，至船对水停止移动时所需的时间和滑行的距离，称为停车冲时和停车冲程。 式中: D为船舶排水量，单位为t； V0为船舶发令停车时的初速度，单位为kn； V为船舶停止时刻的速度，一般以能维持其舵效的速度计算， 单位为kn； R0为船速为V0时的船舶阻力，单位为t； t为停车冲时，单位为min； S为停车惯性距离，单位为m。 船舶在前进三中开后退三，从发令开始到船对水停止移动所需的时间及航进的距离，称为倒车冲时和倒车冲程。其距离又称紧急停船距离（crash stopping distance）或最短停船距离（shortest stopping distance）。 从前进三到后退三所需时间的长短随主机种类不同而不同。一般情况下，内燃机船约需90～120秒；汽轮机船约需120～180秒；而蒸汽机船约需60～90秒。 倒车冲时和倒车冲程可用下列公