船舶操纵ppt课件-文库吧资料

　　

【正文】 m lOd％ 第三章 系、离泊操纵 第一节 锚泊操纵 一、锚泊计算 1)操纵用锚的抓力 锚的抓力除决定于锚的重量和形状外，还受许多因素的影响，如底质、水深、链长、抛锚方式及海底地形等。 (3)水域内水密度导致的吃水变化； (4)至少需有主机冷却水进口直径 ～ 2倍的船底富余水深 。 3)海图标识的水深精度 ， 海图标识的水深可能有如下等级的误差 水深范围 容许误差 O～ 20 m m 20～ 100 m m 4)其他方面 (1)气压 、 每升高 1hPa， 水面下降 1㎝ 。 七 、 浅水域航行时的富余水深 富余水深的估算可由下式求出： CUr=海图水深 + 当时当地潮高－船舶静止时的吃水 1)船体下沉和纵倾变化 ， 浅水域尤其应注意首沉量 。 4)大小越悬殊的两船 ， 小船受影响越大 。 2)双方航向相同比航向相反作用时间长 ， 影响也越大 。 四、浅水对操纵性的影响 五、岸壁效应 岸壁效应与下列因素有关： 1)距岸越近 、 偏离中心航道越远 ， 岸壁效应越明显； 2)水道宽度越窄 ， 岸壁效应越激烈； 3)水深越浅 ， 岸壁效应的越明显； 4)船速越高 ， 岸壁效应越激烈； 5)船型越肥大，岸壁效应越明显。 2)使船舶具有较大初始纵倾驶于浅水域时 ， 船舶却未必首倾 。 2．浅水域中的船体下沉与纵倾 浅水中的特点是：浅水域出现船体下沉的船速较低；随船速增加，下沉的增加率较快，船首上浮所需船速较低；水越浅，达到最大首纵倾和开始变为尾倾所需船速越低。 2)与船速的关系 （ Fr— 傅汝德数 ） (1)当 Fr= ， 开始产生船体下沉现象； (2)当 Fr ， 船首尾均下沉 ， 并出现首沉大于尾沉的倾向 。 三、船体下沉与纵倾变化 深水域中船体下沉与纵倾的变化 ， 主要决定于船型和船速 。 实验表明 ，当船接近岸壁的距离达 ， 便表现出岸壁的影响 。 附加质量及附加惯矩将随水深变浅、方形系数变大而增加，当 H/d≤2 时，这种增加不容忽视，当H/d，这种增加将急剧增大。 这部分增加的质量和惯矩 ， 称为船舶的虚质量和虚惯矩 。 二、移动阻力的增加及船速下降 1)船舶虚质量及虚惯矩 船舶在水中运动 ， 必将同时带动其周围部分的水一同运动 。 船舶在窄水道航行时 ， 当船舶偏离航道中央而接近一侧岸壁时 ， 将出现偏航和偏转效应 ， 即岸壁效应 。 (2)对操纵性有明显影响并易发现的航道宽度则以W／ L≤1 来界定。 (3)对操纵性有较明显的影响并易发现的水深则以H/d≤ 。 约需时间△ t(min) 第二节 受限水域的影响 一 、 受限水域影响的概况 1)水深 (1)从对船体前进时阻力影响来区分 ， 低速船以H/d≤ 4， 高速船以 H/d≤ 10(H— 水深 ， d— 吃水 )，即可作浅水域对待 。流越急，则此种变形越大；旋回所用时间越长。 均匀流中行驶的船舶，其旋回圈将在流的方向上因漂移而发生变形。只要不改变船与水的相对运动速度，则舵力与舵力转船力矩的大小不会改变。退速较低时，船的偏转基本上与静止情况相同，并受倒车横向力影响，船尾不一定迎风。 2)船舶前进中 ， 正横前来风 、 空载 、 慢速 、 尾倾 、 船首受风面积大的船 ， 顺风偏；满载或半载 、 首倾 、 船尾受风面积大的船或高速船 ，逆风偏；正横后来风 ， 逆风偏显著 。 三、船舶受风时的偏转规律 船舶在风中的偏转规律与风力中心 A、船舶重心 G、水动力中心 W三者的位置关系密切相关。 3)水动力角 γ 大体在 90176。此外，水动力还随着水深与吃水之比的下降而上升。 、160176。 二、水动力及转船力矩 1)水动力系数 Cw随漂角增大而变化，当 β =90176。 ～ 100176。 ～ 140176。 2)船首至风力中心的距离与船长之比 ， 随 θ 增大而后移 ， 其值大体在 ～ 。 ～ 160176。 ～ 40176。 、 180176。 (3)排出流横向力：不论正车还是倒车均推首向右。 (2)伴流横向力：船前进正车时 ， 推首向右；船前进倒车时 ， 推首向左 。因 为船尾线型上肥下瘦， 相比较而言，在船尾 右舷尾外板上不仅排 出流冲角较大，而且 冲击的外板面积较宽 大， 所以推尾向左偏 转 (推首向右偏转 )。相比较而言， 因为右下部排出流的冲角 明显大于左上部，使右侧 的水动力高于左侧， 造成 船尾向左偏转 (船首向右 偏转 )，轻吃水状态下舵 叶上部露出水面时，偏转 趋势更加明显。船舶后退时 ， 螺旋桨处的伴流主要 是由舵叶引起的 ， 而桨叶距舵叶很近 ， 所以对 桨叶的影响变得极小 ， 且上下相差甚小 ， 不论正车或倒车 ，其伴流横向力对偏转影响均很小 。 由于反作用力的不等(上大下小 ) ， 而方向相反 ， 就产生了一个使船偏转的横向力 。 伴流是因船有前进的速度才产生的 ， 船速越大伴流也越大 。 伴流主要由摩擦伴流和势伴流组成。 它的方向规律是： 右旋螺桨正车推首向左，倒车推首向右；左旋螺旋桨则相反。 螺旋桨旋转时，由于叶稍露出水面或空气吸入以及水动压力的差异，从而产生沉深横向力；沉深横向力与沉深的大小密切相关。 、 伴流 、 排出流横向力 1)沉深横向力 螺旋桨轴中心线距水面的垂直距离称为螺旋桨的沉深 ，沉深 h与螺旋桨直径 D的比称为沉深比 。 第五节 螺旋桨偏转效应 一、致偏作用成因及规律 螺旋桨旋转时，由于盘面前后流场的不均匀性，其推力中心总是稍微偏向回转方向一边。 二、 Z形试验 Z形试验的目的是求船舶的操纵性指数 K′ 、 T′ ，借以全面评价船舶的旋回性，追随性和航向稳定性等重要操纵性能。按照 K、 T指数，比较船舶的旋回轨迹将船舶操纵性可概略分为四类 ①类： K大 T小， 旋回性和追随性都好； ② 类： K小 T小 ， 旋回性差但追随性好； ③ 类： K大 T大 ， 旋回性好但追随性差； ④类： K小 T大， 旋回性和追随性都差。 但是 ， 只要 TO则具有航向稳定性；若 TO，则不具备航向稳定性 。 该时间越短 、 则舵效越好 。 T值小 ， 则操舵后的转向角加速度初始值较高 ，向定常角速度趋近较快 ， 易于有较大的转向角 。 船舶进入定常旋回后 ，因为 K可用定常旋回角速度与所操舵角之比来表示 ， 所以 K值实质上是定常旋回中的船舶每单位舵角所能给出的转头角速度值 ， 又称增益常数 。 T是由船舶绕过其重心竖轴的惯矩与船舶旋回阻矩系数之比所决定的常数 ， 单位为秒 (s)。 第三节 船舶操纵性指数 一 、 船舶操纵性指数的意义 船舶操纵性指数包括旋回性指数 K和追随性指数 T。 6)舵角：旋回初径将随着舵角的减小急剧增加 ， 并且旋回时间也增大 。 5)吃水差：尾倾增大会使旋回圈变大 。 另外 ， 随着吃水加深 ， 因为货物满载而增大了绕通过重心的垂直轴的惯性矩 ，所以初始旋回大大减慢 。 根据实验确定 ， 舵面积的最佳值 ， 对于单桨货船约为满载水下侧面积的 1／ 50～ 1／ 40左右 ， 拖船为 1／ 25～ 1／ 20， 渔船为 1／ 40～ 1／ 30， 大型油轮为 1／ 75～ 1／ 65。 2)水线下侧面形状：船首部分分布面积较大者将有利于减小旋回圈 ， 船尾部分分布面积较大者有利于增加航向稳定性 ， 而不利于减小旋回圈 。 船舶在旋回初期出现向用舵一侧内倾 ， 倾角较小 ， 时间也较短；不久随着转头角速度增加 ， 将出现向用舵反侧的外倾 ， 船舶的旋回直径越小 ， 稳性高度 GM值越低 ， 航速越快 ， 外倾角则越大 。 旋回中船舶降速幅度通常与旋回初径与船长之比 DT／ L有关 ， 比值越小 ， 旋回性越好 ， 降速越多 ， 所降部分可达船速的 1／ 4～ 1／ 2。 通常，将进距 Ad、横距 Tr、旋回初径 DT、旋回直径D和滞距 Re称为船舶旋回圈要素。它与排水量有密切关系，排水量大，旋回时间增加。 9)旋回时间 T： 旋回 360176。 转心p约位于船首柱后 1／ 5～ 1／ 3船长处 ， 漂角 β 越大 ， 转心距首柱越近 。 8)转心 p： 是旋回圈的曲率中心 O至船舶首尾线所作垂线的垂足 。 ～ 15176。 滞距是该中心 O的纵距 。 6)滞距 Re： 又称心距 。 在此基础上 ， 如再转过相当于漂角度数的位置处 ， 将出现距原航向线最远的横距 ， 称为最大横距 ， 其值约为 3～ 6倍船长 。 4)旋回初径 DT： 是开始操舵到航向转过 180176。 旋回资料中提供的横距 ， 通常特指航向转过 90176。 在此基础上 ， 如再转过相当于漂角度数的位置处 ， 将出现船舶在原航向上的最大纵移距离 ， 称为最大进距 ， 其值约为旋回初径的 ～ 。 旋回资料中提供的纵距 ， 通常特指航向转过 90176。 满载时其最大值约为船长的 1％ 左右 ， 但船尾的反移量较大 ， 其最大值约为船长的1／ lO～ l／ 5， 并且该值约出现在转头角达一个罗经点左右时 。 二、旋回性及旋回圈