第2章 船舶操纵 (一级引航员用)

第二章车、舵、锚、拖轮的作用及其运用,第一节螺旋桨的作用,船舶阻力船舶阻力的组成1、基本阻力（裸船体阻力）1）摩擦阻力(水的摩擦力）70-80%；2)涡流阻力（形状阻力）5-10%；3)兴波阻力影响因素1）吃水非线性变化。2）船速低速时线性变化；高速时，明显增加（平方），总的来说，非线性变化关系。,第一节螺旋桨的作用（2）,附加阻力的构成和决定因素：1)附体阻力2)污底阻力3)汹涛阻力4)浅水阻力5)空气阻力。风流大小，污底轻重，航道浅窄推进器FPP（改变螺旋桨旋转方向和转速）CPP（调节桨叶的螺距角）单桨/双桨左旋式/右旋式，内旋式（CPP)/外旋式(FPP),滑失和滑失比的概念以及在操船中的应用,1、螺距P和进程hp2、滑失（速度）(nP-vp)真滑失(P-hp)3、真滑失比Sr和虚滑失比Sr1）Sr=(P(nP-vp)/nP2）Sr=(nP-vp)/nP滑失与船速、螺旋桨转速（排出流速度）有关。,滑失在操船中的应用,1、船速越低，Sr越大，推力（阻力）大。阻力增加时，如环境条件变化（污底严重、风浪越大、浅窄航道），船舶浮态变化（吃水增加、过大的首倾），Sr大。为避免主机超负荷运转，降低转速。2、船速不变，转速增加，推力（阻力）大。3、降低船速，提高转速，Sr增大，提高舵效。狭窄水道水域中提高舵效的方法。,第二节螺旋桨致偏作用（4个横向力）,1、沉深横向力(侧推力,水面效应横向力）沉深比h/D原因：近水面处吸入空气，下桨叶旋转阻力上桨叶旋转阻力方向：首左偏（右旋式单车船，前进时）。倒车时，方向相反。大小：h/D,滑失速度，正倒车，工况,2、伴流横向力,伴流特点原因：上桨叶受较大伴流影响,旋转阻力大.方向：前进中进车，首右偏（右旋式单车船）大小：船速，转速，伴流分布（U型V型）,3、排出流横向力,原因：正车中，由于伴流存在。排出流作用力舵叶左上部舵叶右下方倒车中，作用于船尾右上方的排出流船尾左上方方向：首右偏（右旋式单车船）大小：正车/倒车,4、推力中心偏位横向力,也称为吸入流效应-上升斜流效应（推力中心偏位）原因：右桨叶推力左桨叶推力（右旋式单车船，正车时）方向：首左偏（右旋式单车船）大小：船速，转速，船尾形状，运动状态,船桨舵综合效应,静止中进车开始时，船首可能向左偏转（沉深比小于0.65时),随船速提高,船首右偏.静止中倒车船首右偏,随船舶后退速度提高,偏转速度稳定.前进中倒车开始时,船舶偏转方向不定.随船舶前进速度降低,船首明显右偏.后退中进车进车后原来的右偏减弱或开始左偏.,双螺旋桨横向力,工况相同时，两桨各横向力相互抵消。FPP双车船多采用外旋式，有利于回转。（沉深横向力）CPP双车船多采用内旋式（有利于回转）。,侧推器的使用与注意事项,功率大约为1/10的主机功率与船速的关系-低速时发挥效用。失效船速。-有效速度范围4kn、效率不明显8kn。-低速后退时效率最好。船舶运动-静止时，横移运动、回转效应-船舶前进时，船速提高，首侧推器回转效应下降，宜使用尾侧推器。-船舶后退时，宜使用首侧推器。,第三节舵的作用,舵力-舵压力与摩擦力-升力与阻力影响舵力的因素-失速现象，空泡现象，空气吸入现象-舵的尺度，形状等-伴流（减少60%），排出流-旋回中舵力减小。效舵角比操舵舵角小10-13度）舵压力转船力矩,舵效的概念和影响因素,1、概念(广义与狭义)2.影响因素舵角和舵面积比-加大舵角,舵面积比增大,舵效变好。舵速-船速较低时提高转速。排出流速度增加，滑失比增大，舵速增大，舵效提高。吃水-吃水增加，舵效变差。满载时，早用舵，早回舵，舵角要大。,舵效的影响因素（2）,纵倾和横倾-首倾时，舵效差。适当尾倾舵效较好。有横倾时，向横倾侧转向时舵效差。舵机性能-电动液压舵机，来得快，回得快，易把定。蒸汽舵机，来得慢，回得快，容易把定。电动舵机，来得快，回得慢，不易把定。其他因素-一舷来风，空船低速遇强风，向上风转向时舵效差。重载高速时相反。-顶风流时，舵效比顺风流好。-浅水中舵效比深水中差。,第四节锚的应用,锚的用途1、锚泊用锚2、操纵用锚1）制动用锚；2）靠离泊用锚（抛开锚）；3）掉头用锚；4）拖锚倒航3、应急操纵用锚避免碰撞触礁上滩等5点,2、锚抓力及其影响因素,操纵用锚的抓力锚的运动及抓底性能助操用锚抓力及出链长度1）（动）操纵用锚的抓力系数出链长度/水深为2倍、2.5倍、3倍时，分别为锚重的1.01、1.39、1.74倍。（水中锚重为0.87空气中锚重）2）抓力：空气中的锚重乘以（动）抓力系数3）经验：万吨重载船拖锚助操时，出链长度2.5倍水深以内,2、单锚泊用锚的抓力,抓力构成计算公式（影响因素）PPaPcaWacWcl抓力系数1）锚的抓力系数：锚型、底质、锚杆仰角。霍尔锚（沙底)3-5.大抓力锚7-11。2）链的抓力系数：0.75-1.5（沙底0.75）。悬垂链长S的估算公式（2-4-4）安全锚泊出链长度Lc的构成和计算Lc悬垂链长S卧底链长l,单锚泊出链长度经验公式,1、风速：3H+90(20米/秒）,4H+145(30米/秒）2、有流水域：流速加1节。3、一般情况，取水深的5-7倍。,第三节拖锚淌航,拖锚淌航距离及其估算公式与排水量、抛锚时的余速、船体阻力、拖锚抓力以及流速