1.3船舶的变速性能.ppt

船舶变速性能及其判别 各种变速操纵性能 最短停船距离的估算 影响紧急停船距离的因素 制动操纵方法 第三节 船舶的变速性能 一、船舶变速性能及其判别 变速性能是指船舶对变速操纵的反应能力，它是度量船舶运动(平动)惯性的技术指标。 船舶具有保持原有运动状态的属性，这种属性称为惯性，不仅静止的船舶具有惯性，运动的船舶也具有惯性，即静止的船舶不易加速，运动的船舶不易减速。 当倒车过程中船舶偏离原来的直线航迹时，船舶航行的距离将沿其曲线航迹进行测量。该距离我们称为航迹距离，航迹距离可分解为进距和横距，二者都是衡量船舶变速性能的重要指标。 二、各种变速操纵性能 1.加速性能 当T＞R，即推力大于阻力时，船舶处于加速过程中。加速性能指船舶从静止或某一速度增加到更高速度的性能。 在初始速度V0=0时，开始转动螺旋桨，这时的船舶运动性能称为启动性能。 初始速度＞0时，由于开始阶段推力大于阻力，船舶开始加速，同时，阻力也随船速的提高而增大，推力也随船速的增加而减小。当＝时，船舶达到所需要的船速。 2.减速性能 当T＜R时，即推力小于阻力时，船舶处于减速过程中。减速性能就是减速操纵后船速递减过程中的运动性能。 减速操纵使船舶的纵向受力失去平衡，此时船速必然降低，同时，推力随船速的降低而增大，阻力随船速的降低而减小，直至船速降低到阻力与推力相等时，船舶将以低于初始速度的船速航行。 3.停船性能 当主机停止功率输出时，螺旋桨不产生任何推力，即T＝0，这种情况下船舶仅受船体阻力的作用而逐渐降速的性能称为停车性能。(定义：以某一速度航行的船舶，从发出主机停止车令起到船舶对水停止移动时止所需的时间和滑行的距离，称为停车冲时和停车冲程)。 实际操纵中，很少用停车的方法进行停船，因为这种方法将需要很长的时间和航行距离。一般停车后将船速降为至少能维持舵效或拖船可以有效控制船舶的船速。万吨级船取2kn，超大船取3kn左右。 根据经验，船舶在常速航行中停车，降速到能维持其舵效的速度时，一般货船的停车冲程为船长的8～20倍，超大型船舶则超过20倍的船长。船越大，停车惯性越大。 4.倒车停船性能 当T＜0时，即船舶采用倒车时，船舶处于倒车拉力作用的减速过程中。倒车停船性能是指船舶在任意前进速度时使用倒车使船舶停止的性能。 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换向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。 根据统计： 一般中型至万吨级货船 距离可达6～8倍船长； 载重量5万吨左右的船 距离可达8～10船长； 载重量10万吨的船 距离可达10～13倍船长； 载重量15～20万吨级的船 距离可达13～16倍船长。 三、最短停船距离的估算——IMO推荐 在估算直线方向上的倒车冲程时，我们进行如下假设： 1. 船体所受阻力的大小与船速的平方成正比； 2. 倒车拉力在整个停船操纵过程中是一个常量，等于船舶最终在水中停止时螺旋桨所产生的倒车拉力； 3. 螺旋桨开始倒转的时间和倒车命令给出的时间相同，即不考虑主机由正转变为倒转所用的时间。 IMO操纵性临时标准中推荐用下式估算直线方向的最短停船距离： s——倒车冲程(m)； Lpp——船长(m)； A——船舶质量与船舶阻力之比所得到的系数； B——船舶倒车操纵之前的船舶阻力与船舶停止时倒车拉力之比所得到的系数； C——船舶获得倒车拉力的时间与船舶开始倒车时的初始速度的乘积。 四、影响紧急停船距离的因素 船舶单位排水量所分配的主机功率(BHP/△)是衡量船舶快速性和停船性能的重要指标。该值越大，不但船速越高，倒车功率也相应较大，其停船性能也较好。 装备CPP的集装箱船或客滚船紧急停船距离也就较小。若其它条件相同，则CPP船的紧急停船距离约为FPP船的60～80%。 对于给定船舶，影响紧急停船距离的因素主要有： （1）船舶排水量。在其它条件相同的情况下，排水量越大，紧急停船距离越大。 （2）船速。若其它因素一定时，船速越高，紧急停船距离越大。 （3）主机倒车功率、转速和换向时间。若其它条件相同，主机倒车转速越高、主机倒车功率越大，紧急停船距离越小；主机换向时间越短，紧急停船距离也越小。 （4）船体的污底程度。船体污底越严重，船体阻力越大，紧急停船距离