船舶操纵第三章

1、第三章第三章 操纵设备及其效应操纵设备及其效应 何谓船舶操纵设备？何谓船舶操纵设备？ 船舶本身装备的运动控制设备船舶本身装备的运动控制设备 推进器、舵、侧推器、锚推进器、舵、侧推器、锚 学习本章的任务是了解常用操纵设备学习本章的任务是了解常用操纵设备 及其效应及其效应 第一节第一节 螺旋桨及其效应螺旋桨及其效应 运输船舶常用的推进运输船舶常用的推进 装置是螺旋桨。推进装置是螺旋桨。推进 船舶航行的动力即为船舶航行的动力即为 推进器推力。推进器推力。 一、螺旋桨及其工作原理一、螺旋桨及其工作原理 桨叶桨叶 桨毂桨毂 螺旋桨构造简单、质螺旋桨构造简单、质 量轻、效率高。一般量轻、效率高。一般 为铜

2、合金。为铜合金。 第三章第三章 操纵设备及其效应操纵设备及其效应 第一节第一节 螺旋桨及其效应螺旋桨及其效应 1、 螺旋桨几何参数螺旋桨几何参数 3）螺距比）螺距比(P/D) 2）螺距）螺距(P) 1）直径）直径(D) 4）盘面比）盘面比(Ar) 5）桨叶数）桨叶数 2、 螺旋桨种类螺旋桨种类 第一节第一节 螺旋桨及其效应螺旋桨及其效应 2）可调螺距螺旋桨）可调螺距螺旋桨(capable pitch propeller ,CPP) 1）固定螺距螺旋桨）固定螺距螺旋桨(fixed pitch propeller ,FPP) 3、 螺旋桨工作原理螺旋桨工作原理 第一节第一节 螺旋桨及其效应螺旋桨及

3、其效应 2）主机提供的供螺旋桨旋转的力矩称为转矩。）主机提供的供螺旋桨旋转的力矩称为转矩。 1）吸入流与排出流的压力差即为螺旋桨推力。）吸入流与排出流的压力差即为螺旋桨推力。 4）排出流是主体流、流线旋转、直径较小、流）排出流是主体流、流线旋转、直径较小、流 速较高。速较高。 3）吸入流是主体流、流线平行、直径较大、流）吸入流是主体流、流线平行、直径较大、流 速较低。速较低。 二、二、 螺旋桨推力与转矩螺旋桨推力与转矩 第一节第一节 螺旋桨及其效应螺旋桨及其效应 1、单独桨的推力与转矩、单独桨的推力与转矩 螺旋桨推力的计算方法一般先计算单独桨（敞螺旋桨推力的计算方法一般先计算单独桨（敞 水桨）

4、的试验结果，然后再考虑船体对螺旋桨的水桨）的试验结果，然后再考虑船体对螺旋桨的 影响和螺旋桨对船体的影响。影响和螺旋桨对船体的影响。 式中式中: KT 推力系数；推力系数；KQ 转矩系数。转矩系数。 二者都是二者都是进速系数进速系数的函数。的函数。 TP KnDT 24 QP KnDQ 25 第一节第一节 螺旋桨及其效应螺旋桨及其效应 螺旋桨的进速系数螺旋桨的进速系数 J 式中式中: VP 为螺旋桨的为螺旋桨的 进速，即螺旋桨对水速度。进速，即螺旋桨对水速度。 nD V J P 推力系数和转矩系数推力系数和转矩系数 与进速系数的关系是与进速系数的关系是 通过螺旋桨特性曲线通过螺旋桨特性曲线 表

5、现的。表现的。 由螺旋桨特性曲线可由螺旋桨特性曲线可 知，推力和转矩随进知，推力和转矩随进 速系数的增大而减小。速系数的增大而减小。 第一节第一节 螺旋桨及其效应螺旋桨及其效应 2、船体对螺旋桨推力的影响（伴流的影响）、船体对螺旋桨推力的影响（伴流的影响） 1）伴流及其分布）伴流及其分布 船舶在水中以船速船舶在水中以船速u行驶时，其附近的水受行驶时，其附近的水受 到船体运动的影响而产生一种追随船体运动的水到船体运动的影响而产生一种追随船体运动的水 流，该水流称为伴流。流，该水流称为伴流。 伴流主要由摩擦伴流，势伴流和兴波伴流组伴流主要由摩擦伴流，势伴流和兴波伴流组 成。摩擦伴流是主要成分。成。

6、摩擦伴流是主要成分。 伴流的分布伴流的分布 V型船尾的伴流分布型船尾的伴流分布U型船尾的伴流分布型船尾的伴流分布 大大 小小 左右对称左右对称 第一节第一节 螺旋桨及其效应螺旋桨及其效应 第一节第一节 螺旋桨及其效应螺旋桨及其效应 2）螺旋桨进速）螺旋桨进速 由于伴流的存在，则由于伴流的存在，则 螺旋桨的对水速度为：螺旋桨的对水速度为： 式中：式中： VP 螺旋桨进速螺旋桨进速 V 船速船速 V 桨处伴流桨处伴流 P 伴流系数伴流系数 PP P VV V V VVVV 1 1 第一节第一节 螺旋桨及其效应螺旋桨及其效应 3、螺旋桨对船体的影响（推力减额）、螺旋桨对船体的影响（推力减额） 船尾螺

7、旋桨工作时，其产生的水流柱引起船尾船尾螺旋桨工作时，其产生的水流柱引起船尾 流速加快压强降低，使船体阻力产生增值，即流速加快压强降低，使船体阻力产生增值，即 阻力增额阻力增额RP 。因此有如下公式：。因此有如下公式： 式中：式中：Te 有效推力有效推力 T 推力减额推力减额 t 推力减额系数推力减额系数 tT T T TTTT TTRRT e eP 11 三、三、 滑失比及其对推力的影响滑失比及其对推力的影响 第一节第一节 螺旋桨及其效应螺旋桨及其效应 1、滑失比的概念、滑失比的概念 螺旋桨推力的大小除了与桨的参数和船体有关螺旋桨推力的大小除了与桨的参数和船体有关 外，还与桨的运动状态，没入水

8、的深度以及旋转外，还与桨的运动状态，没入水的深度以及旋转 方向有关。方向有关。 第一节第一节 螺旋桨及其效应螺旋桨及其效应 1）滑失的概念）滑失的概念 滑失与理论速度的比（滑失的无因此化）。滑失与理论速度的比（滑失的无因此化）。 2）滑失比的概念）滑失比的概念 理论速度与实际速度的差。理论速度与实际速度的差。 P VnPS nP V nP V nP VnP S PPP R )1 ( 11 以船速以船速V代替螺旋桨进速代替螺旋桨进速VP即可得到虚滑失即可得到虚滑失 比，其表证不同航行状态下桨负荷的参数。比，其表证不同航行状态下桨负荷的参数。 第一节第一节 螺旋桨及其效应螺旋桨及其效应 2、滑失比

9、对推力的影响、滑失比对推力的影响 3、滑失比对舵效的影响、滑失比对舵效的影响 船型和螺旋桨一定时：船型和螺旋桨一定时： 船速船速 转速转速 滑失比滑失比 1）船速、转速一定时：滑失比越大，推力转矩越）船速、转速一定时：滑失比越大，推力转矩越 大。大。 2）船速一定时：推力与转矩与转速平方成正比；）船速一定时：推力与转矩与转速平方成正比； 船速为零时，滑失比最大，推力和转矩最大。船速为零时，滑失比最大，推力和转矩最大。 3）转速一定时：转速越低，滑失比越大，推力和）转速一定时：转速越低，滑失比越大，推力和 转矩越大。转矩越大。 增大滑失比有利于提高转向效率，进而提高舵效。增大滑失比有利于提高转向

10、效率，进而提高舵效。 第一节第一节 螺旋桨及其效应螺旋桨及其效应 4、滑失比对转矩的影响、滑失比对转矩的影响 滑失比增大螺旋桨转矩增大。滑失比增大螺旋桨转矩增大。 进行下列操纵时滑失比增大主机负荷将增大，进行下列操纵时滑失比增大主机负荷将增大， 易使主机损坏。易使主机损坏。 高速前进中高转速倒车。高速前进中高转速倒车。 高速后退中高转速进车。高速后退中高转速进车。 静止中高速进车或倒车。静止中高速进车或倒车。 大风浪或狭窄水域航行时。大风浪或狭窄水域航行时。 第一节第一节 螺旋桨及其效应螺旋桨及其效应 四、功率与船速四、功率与船速 1、功率、功率 1）主机功率）主机功率PB: 指主机发出的最大

11、功率。指主机发出的最大功率。 2）受到功率）受到功率PD: 指主机功率经过传递装置指主机功率经过传递装置 传至螺旋桨处的功率。传至螺旋桨处的功率。 3）推进功率）推进功率PT: 指船后螺旋桨发出的功率。指船后螺旋桨发出的功率。 4）有效功率）有效功率PE: 指克服阻力所需要的功率。指克服阻力所需要的功率。 第一节第一节 螺旋桨及其效应螺旋桨及其效应 2、效率、效率 1）传递效率）传递效率S:指收到功率与主机功率的比值。指收到功率与主机功率的比值。 2）推进效率）推进效率B:指有效功率与收到功率的比值。指有效功率与收到功率的比值。 3）船体效率）船体效率H:指有效功率与推进功率的比值。指有效功率

12、与推进功率的比值。 4）推进系数）推进系数T:也称总效率，指有效功率与主也称总效率，指有效功率与主 机功率的比值。机功率的比值。 S = PD/PB (0.960.99) B = PE/PD (0.350.75) H = PE/PT (0.951.05) T = PE/PS= T BH (0.50.7) 第一节第一节 螺旋桨及其效应螺旋桨及其效应 商船上的船速分为海上船速和港内船速两种。商船上的船速分为海上船速和港内船速两种。 3、螺旋桨转速与船速、螺旋桨转速与船速 1）额定船速）额定船速 (maximum speed) 2）海上船速）海上船速 (sea speed) 3）港内船速）港内船速(

13、harbour speed) 也称最大船速，主机在额定功率下的所也称最大船速，主机在额定功率下的所 能达到的最高船速。能达到的最高船速。 主机按海上输出功率（常用功率）航行主机按海上输出功率（常用功率）航行 时所能达到的最高船速。时所能达到的最高船速。 主机按港内输出功率（港内功率）航行主机按港内输出功率（港内功率）航行 时所能达到的最高船速。时所能达到的最高船速。 第一节第一节 螺旋桨及其效应螺旋桨及其效应 五、螺旋桨横向力及其成因五、螺旋桨横向力及其成因 螺旋桨转动时，不但产生控制船舶前后运动的螺旋桨转动时，不但产生控制船舶前后运动的 推力或拉力，而且由于螺旋桨本身的特性和船体、推力或拉力

14、，而且由于螺旋桨本身的特性和船体、 舵相互间的影响，还会产生使船舶发生横移和偏转舵相互间的影响，还会产生使船舶发生横移和偏转 的横向力，称为的横向力，称为螺旋桨横向力螺旋桨横向力。 螺旋桨横向力对船舶产生的效应称为螺旋桨横向力对船舶产生的效应称为螺旋桨效螺旋桨效 应应（有资料简称为车效应）（有资料简称为车效应） 从螺旋桨横向力成因来看，可分为以下几种：从螺旋桨横向力成因来看，可分为以下几种： 1、沉深横向力、沉深横向力 2、排出流横向力、排出流横向力 3、伴流横向力、伴流横向力 螺旋桨转动时，使船舶发生的横移和偏转是螺旋桨转动时，使船舶发生的横移和偏转是 上述几种力共同作用的结果。下面以上述几

15、种力共同作用的结果。下面以右旋固定螺旋右旋固定螺旋 桨桨为例对伴流横向力的成因及效应做详细的分析。为例对伴流横向力的成因及效应做详细的分析。 第一节第一节 螺旋桨及其效应螺旋桨及其效应 第一节第一节 螺旋桨及其效应螺旋桨及其效应 1、沉深横向力、沉深横向力 Q上上 上叶阻转力上叶阻转力 Q下下 下叶阻转力下叶阻转力 Y 伴流横向力伴流横向力 Q上上 Q下下 Yh 船舶前航正车船舶前航正车 Q上上 Q下下 Yh 船舶前航倒车船舶前航倒车 h 螺旋桨沉深螺旋桨沉深 D 螺旋桨直径螺旋桨直径 螺旋桨上下桨叶所处水深不同螺旋桨上下桨叶所处水深不同 桨叶所受旋转阻力上小下大桨叶所受旋转阻力上小下大 右旋

16、定距桨右旋定距桨 进车时，进车时，Yh指向右舷指向右舷 倒车时，倒车时，Yh指向左舷指向左舷 左旋定距桨左旋定距桨 进车时，进车时，Yh指向左舷指向左舷 倒车时，倒车时，Yh指向右舷指向右舷 第一节第一节 螺旋桨及其效应螺旋桨及其效应 2、排出流横向力、排出流横向力 1）正舵，桨正转时，由于舵叶上下受力不）正舵，桨正转时，由于舵叶上下受力不 同产生横向力。正车排出流横向力较小。同产生横向力。正车排出流横向力较小。 2）螺旋桨逆转时排出流作用在船尾，由于）螺旋桨逆转时排出流作用在船尾，由于 船体尾部上肥下瘦，排出流冲角上大下小，船体尾部上肥下瘦，排出流冲角上大下小， 产生横向力。产生横向力。 舵

17、上下受力不均和船体尾部上肥下瘦舵上下受力不均和船体尾部上肥下瘦 桨的排出流对舵和船体产生横向力桨的排出流对舵和船体产生横向力 右旋定距桨右旋定距桨进车和倒车时，进车和倒车时，Yd指向左舷指向左舷 左旋定距桨左旋定距桨 进车和倒车时，进车和倒车时，Yd指向右舷指向右舷 第一节第一节 螺旋桨及其效应螺旋桨及其效应 3、伴流横向力、伴流横向力 螺旋桨处伴流速度上大下小螺旋桨处伴流速度上大下小 桨叶所受旋转阻力上大下小桨叶所受旋转阻力上大下小 右旋定距桨右旋定距桨 前进中进车，前进中进车，Y指向左舷指向左舷 前进中倒车，前进中倒车，Y指向右舷指向右舷 左旋定距桨左旋定距桨 前进中进车，前进中进车，Y指

18、向右舷指向右舷 前进中倒车，前进中倒车，Y指向左舷指向左舷 第一节第一节 螺旋桨及其效应螺旋桨及其效应 4、螺旋桨横向力及力矩、螺旋桨横向力及力矩 螺旋桨横力：螺旋桨横力：YP = Y + Yh + Yd 螺旋桨横力矩：螺旋桨横力矩：NP = YP xP 螺旋桨横向力作用于船舶，改变了船舶的横螺旋桨横向力作用于船舶，改变了船舶的横 移运动状态。螺旋桨横向力力矩移运动状态。螺旋桨横向力力矩 作用于船舶，作用于船舶， 改变了船舶的转动状态。改变了船舶的转动状态。 第一节第一节 螺旋桨及其效应螺旋桨及其效应 六、螺旋桨效应六、螺旋桨效应 一般进车螺旋桨横向力较小，且进车时有舵效，一般进车螺旋桨横向力

19、较小，且进车时有舵效， 螺旋桨横向力效应是可控的。但倒车时是不可控螺旋桨横向力效应是可控的。但倒车时是不可控 的，下面以右旋定矩螺旋桨为例讲解。的，下面以右旋定矩螺旋桨为例讲解。 1、前进中倒车的效应、前进中倒车的效应 1）高速时倒车横向力：）高速时倒车横向力： 高速倒车初期，船速高，伴流大，排出流小，浅高速倒车初期，船速高，伴流大，排出流小，浅 水时螺旋桨横向力主要取决于伴流横向力和沉深水时螺旋桨横向力主要取决于伴流横向力和沉深 横向力。横向力。 YP=Y+Yh+Yd（浅水）（浅水） YP=Y+Yd（深水）（深水） 第一节第一节 螺旋桨及其效应螺旋桨及其效应 2）低速时倒车横向力：）低速时倒

20、车横向力： YP=Y+Yh+Yd（浅水）（浅水） YP=Y+Yd（深水）（深水） 随着船速的下降，伴流减小，排出流增大，浅水随着船速的下降，伴流减小，排出流增大，浅水 时螺旋桨横向力主要取决于排出流横向力和沉深时螺旋桨横向力主要取决于排出流横向力和沉深 横向力。横向力。 2、静止中倒车的效应、静止中倒车的效应 静止中倒车的横向力：静止中倒车的横向力： YP=Yh+Yd（浅水）（浅水） YP=Yd（深水）（深水） 3、倒退中倒车的效应、倒退中倒车的效应 倒退中倒车的横向力：倒退中倒车的横向力： YP=Yh+Yd（浅水）（浅水） YP=Yd（深水）（深水） 一、一、 舵的种类及几何要素舵的种类及几

21、何要素 1、舵的种类、舵的种类 第二节第二节 舵及其效应舵及其效应 2、 舵的几何要素舵的几何要素 3）舵平衡系数（）舵平衡系数（k） 2）舵的展弦比（）舵的展弦比（） 1）舵面积（）舵面积（AR） 指舵的外形轮廓所包围的指舵的外形轮廓所包围的 面积，其大小直接影响船面积，其大小直接影响船 舶的操纵性能。舶的操纵性能。 图中舵高图中舵高h为翼展，舵宽为翼展，舵宽b为为 翼弦，展弦比翼弦，展弦比 = h/b。 舵面积在舵轴前后的比例舵面积在舵轴前后的比例 关系系数。关系系数。 第二节第二节 舵及其效应舵及其效应 1、单独舵的水动力、单独舵的水动力 F 合力合力 L 升力升力 D 阻力阻力 FN

22、法向力法向力 FT 切向力切向力 二、二、 舵的水动力特征舵的水动力特征 AR 舵面积；舵面积；VR 相对流；相对流；FN 舵力；舵力； C 舵的合力系数；舵的合力系数； CN 舵的正压力系数舵的正压力系数 第二节第二节 舵及其效应舵及其效应 NRRNRR CVAFCVAFDLF 2222 2 1 ; 2 1 ; 2、船体对舵力的影响、船体对舵力的影响 舵一般装设在船体后，舵处的流速受船体伴流舵一般装设在船体后，舵处的流速受船体伴流 的影响舵速将发生变化，船尾舵相对水的速度的影响舵速将发生变化，船尾舵相对水的速度 为舵速为舵速uR。 第二节第二节 舵及其效应舵及其效应 u 船速；船速；R 舵处

23、的伴流系数舵处的伴流系数 uu RR )1 ( 3、螺旋桨尾流对舵力的影响、螺旋桨尾流对舵力的影响 舵一般装设在桨后，舵处的流速受螺旋桨排出舵一般装设在桨后，舵处的流速受螺旋桨排出 流的影响，桨后舵的舵速流的影响，桨后舵的舵速uR为：为： 2 2 )(8 1 P T PR u DnK Kuu 第二节第二节 舵及其效应舵及其效应 4、船体和螺旋桨对舵力的综合影响、船体和螺旋桨对舵力的综合影响 船体伴流和螺旋桨排出流对舵力的影响相反，伴船体伴流和螺旋桨排出流对舵力的影响相反，伴 流减小舵力，螺旋桨排出流增加舵力。流减小舵力，螺旋桨排出流增加舵力。 综合作用结果为综合作用结果为 单桨单舵：舵叶处流速

24、为单桨单舵：舵叶处流速为 船速的船速的1.051.10倍。倍。 双桨单舵：舵叶处流速为双桨单舵：舵叶处流速为 船速的船速的0.8倍。倍。 第二节第二节 舵及其效应舵及其效应 三、三、 舵力作用于船舶的效果舵力作用于船舶的效果 1、舵力的分解、舵力的分解 22 cos sin RRN NR NR YXF FY FX 2、船舶操纵运动状态的变化、船舶操纵运动状态的变化 舵力纵向的分量引起了船舶舵力纵向的分量引起了船舶 阻力的增加，则船舶纵向受阻力的增加，则船舶纵向受 力为：力为：X = T - ( R + XR ) 3、船舶横向运动状态的变化、船舶横向运动状态的变化 第二节第二节 舵及其效应舵及其

25、效应 4、舵力转船力矩、舵力转船力矩 舵力的横向分力舵力的横向分力YR使船产生横向水动力，改使船产生横向水动力，改 变了船舶的横向运动状态，产生横向加速度变了船舶的横向运动状态，产生横向加速度 进而产生横移速度。横向受力为进而产生横移速度。横向受力为YH YR，使，使 船产生漂角。船产生漂角。 舵力转船力矩为：舵力转船力矩为： NR = YR xR （xR 为舵力中心距船中的距离）为舵力中心距船中的距离） 转船合外力矩为：转船合外力矩为：NH + NR 转船合外力臂为转船合外力臂为：xR + xW （xW 为水动力中心距船中的距离）为水动力中心距船中的距离） 第二节第二节 舵及其效应舵及其效应

26、 四、四、 舵效及舵效指数舵效及舵效指数 1、 舵效的概念舵效的概念 前进中的船舶操舵后在单位进距内航向角前进中的船舶操舵后在单位进距内航向角 变化量的大小；或前进中的船舶操舵后单变化量的大小；或前进中的船舶操舵后单 位航向角变化量时进距的大小。位航向角变化量时进距的大小。 航向角变化量大或进距小舵效好，反之则差航向角变化量大或进距小舵效好，反之则差 。 2、 舵效指数舵效指数 舵效指舵效指P0.5K/T 对于一般船舶对于一般船舶P0.3； 对于大型油船对于大型油船P0.2。 第二节第二节 舵及其效应舵及其效应 五、五、 影响舵效的因素影响舵效的因素 1、 舵角对舵效的影响舵角对舵效的影响 一

27、般来说舵角越大舵效越好。在实际操船一般来说舵角越大舵效越好。在实际操船 中，航行环境和转向目的不同，驾驶员关中，航行环境和转向目的不同，驾驶员关 心的舵效含义也不同。心的舵效含义也不同。 小舵角保向小舵角保向 中等舵角改向中等舵角改向 大舵角旋回大舵角旋回 第二节第二节 舵及其效应舵及其效应 2、 船速对舵效的影响船速对舵效的影响 一般来说船速越高，舵控制航向的能力越一般来说船速越高，舵控制航向的能力越 强。但同一航向角变化量的进距也会相应强。但同一航向角变化量的进距也会相应 增大，因此舵效不一定好。增大，因此舵效不一定好。 实际操船中，保持舵效的最低船速（有舵实际操船中，保持舵效的最低船速（

28、有舵 效的最低船速）更值得关注。有舵效的最效的最低船速）更值得关注。有舵效的最 低船速与船型、船舶载况等因素有关。低船速与船型、船舶载况等因素有关。 一般来说，有舵效的最低船速：方形系数大一般来说，有舵效的最低船速：方形系数大 的船舶高于方形系数小的、压载状态高于满的船舶高于方形系数小的、压载状态高于满 载、浅水中高于深水。载、浅水中高于深水。 第二节第二节 舵及其效应舵及其效应 3、航行环境对舵效的影响、航行环境对舵效的影响 顶风、顶流时舵效好于顺风、顺流；深水顶风、顶流时舵效好于顺风、顺流；深水 中好于浅水。中好于浅水。为什么？为什么？ 降低船速，提高舵速。实际操船中采用提高降低船速，提高

29、舵速。实际操船中采用提高 螺旋桨滑失的方法。螺旋桨滑失的方法。 六、六、 提高舵效的措施提高舵效的措施 船速降低，伴流降低；增加螺旋桨转速，提船速降低，伴流降低；增加螺旋桨转速，提 高了螺旋桨排出流的速度，也就提高了舵速。高了螺旋桨排出流的速度，也就提高了舵速。 一、侧推器概述一、侧推器概述 靠离码头的横向移动靠离码头的横向移动 低速航行时的航向调整低速航行时的航向调整 倒车过程中的偏转抑制倒车过程中的偏转抑制 如何在舵效变差，甚至失去舵效的如何在舵效变差，甚至失去舵效的 情况下控制情况下控制 航向？安装侧推器是一种十分有效的方法。航向？安装侧推器是一种十分有效的方法。 第三节第三节 侧推器及

30、其效应侧推器及其效应 是一种辅助操纵设备，广泛应用于港内船舶是一种辅助操纵设备，广泛应用于港内船舶 操纵：操纵： 侧推器适用于靠离码头频率较高的船舶侧推器适用于靠离码头频率较高的船舶 1、侧推器的构造、侧推器的构造 第三节第三节 侧推器及其效应侧推器及其效应 2）功率：根据船舶的度吨位大小配置相应）功率：根据船舶的度吨位大小配置相应 功率的侧推器。功率的侧推器。 2、侧推器的布置及功率、侧推器的布置及功率 1）布置：普通船仅在船首布置一个侧推器，）布置：普通船仅在船首布置一个侧推器， 有些船船首船尾各布置一个或数个。有些船船首船尾各布置一个或数个。 第三节第三节 侧推器及其效应侧推器及其效应

31、3、侧推器工作原理及侧推力、侧推器工作原理及侧推力 船速很低或静止船速很低或静止 侧推力的大小与船速和载态有关：侧推力的大小与船速和载态有关： 船速越高侧推效率越低；压载侧推效率船速越高侧推效率越低；压载侧推效率 比满载低。比满载低。 第三节第三节 侧推器及其效应侧推器及其效应 有一定的船速有一定的船速 二、侧推器效应及技术指标二、侧推器效应及技术指标 1、侧推器的失效船速、侧推器的失效船速 船速为零时，侧推器作用下的最大旋回角船速为零时，侧推器作用下的最大旋回角 速度。速度。 2、船舶最大旋回角速度、船舶最大旋回角速度 侧推器效应是指侧推力对船舶的作用效果，即侧推器效应是指侧推力对船舶的作用

32、效果，即 平移和转船效果。平移和转船效果。 第三节第三节 侧推器及其效应侧推器及其效应 侧推器的技术指标：侧推器的技术指标： 侧推器效应随船速的增加而降低，达到某侧推器效应随船速的增加而降低，达到某 一船速时，其效率为零，该船速为侧推器一船速时，其效率为零，该船速为侧推器 失效船速。失效船速。 3、启动和换向时间、启动和换向时间 三、船舶静止中侧推器效应三、船舶静止中侧推器效应 第三节第三节 侧推器及其效应侧推器及其效应 侧推器推力从零增至最大值的过程所需要侧推器推力从零增至最大值的过程所需要 的时间为启动时间。的时间为启动时间。 侧推器推力从一侧最大转换为另一侧最大侧推器推力从一侧最大转换为

33、另一侧最大 所需要的时间为换向时间。所需要的时间为换向时间。 四、船舶前进中侧推器效应四、船舶前进中侧推器效应 五、船舶后退中侧推器效应五、船舶后退中侧推器效应 第三节第三节 侧推器及其效应侧推器及其效应 第三节第三节 侧推器及其效应侧推器及其效应 1、前进中首侧推、前进中首侧推 船体所受合力：船体所受合力： YSF - YH 船体所受合力矩：船体所受合力矩： YSF(xSF - xW) 2、前进中尾侧推、前进中尾侧推 船体所受合力：船体所受合力： YSA - YH 船体所受合力矩：船体所受合力矩： YSA(xSA + xW) 第三节第三节 侧推器及其效应侧推器及其效应 1、后退中首侧推、后退

34、中首侧推 船体所受合力：船体所受合力： YSF - YH 船体所受合力矩：船体所受合力矩： YSF(xSF + xW) 2、后退中尾侧推、后退中尾侧推 船体所受合力：船体所受合力： YSA - YH 船体所受合力矩：船体所受合力矩： YSA(xSA - xW) 双螺旋桨双螺旋桨 Z型推进器型推进器 导管桨导管桨 船舶推进器除普通螺旋桨之外，为了改善船舶船舶推进器除普通螺旋桨之外，为了改善船舶 操纵性能，更好的适应各种航行条件和充分利操纵性能，更好的适应各种航行条件和充分利 用主机功率发展了以下各种推进器。用主机功率发展了以下各种推进器。 第四节第四节 特种推器及其效应特种推器及其效应 平旋推进

35、器平旋推进器 喷水推进器喷水推进器 一、双螺旋桨推进器及其效应一、双螺旋桨推进器及其效应 第四节第四节 特种推器及其效应特种推器及其效应 1、双螺旋桨的布置及其特点、双螺旋桨的布置及其特点 双桨双舵船的优点：双桨双舵船的优点： 1）提高了操纵性及航行）提高了操纵性及航行 安全可靠性，特别是港安全可靠性，特别是港 内低速航行时。内低速航行时。 2）载重量相同吃水浅）载重量相同吃水浅 3）载重量相同航速高）载重量相同航速高 第四节第四节 特种推器及其效应特种推器及其效应 2、双螺旋桨推进器效应、双螺旋桨推进器效应 1）船舶向右转向时）船舶向右转向时 2）船舶向左转向时）船舶向左转向时 转船合外力矩

36、转船合外力矩N = (TP+TS) b + (YPP + YPS) xP 转船合外力矩转船合外力矩N = (TP+TS) b + (YPP + YPS) xP 1、Z型推进器的构造型推进器的构造 第四节第四节 特种推器及其效应特种推器及其效应 二、二、Z型推进器型推进器 Z型推进器是一种舵桨合一的特种推进器，型推进器是一种舵桨合一的特种推进器， 该推进器的特点是操纵灵活，可作该推进器的特点是操纵灵活，可作3600旋转。旋转。 第四节第四节 特种推器及其效应特种推器及其效应 第四节第四节 特种推器及其效应特种推器及其效应 2、双车、双车Z型推进器模式及其效应型推进器模式及其效应 2）按用途分：）

37、按用途分： 拖船熟称拖轮，其作用为拖船熟称拖轮，其作用为: 海上拖带海上拖带 海上救助海上救助 一、拖船的种类及特点一、拖船的种类及特点 第五节第五节 港作拖船及其效应港作拖船及其效应 海洋打捞海洋打捞 海上平台供给海上平台供给 协助船舶进出协助船舶进出 港及靠离泊港及靠离泊1、拖船的种类、拖船的种类 1）按航区分：）按航区分： 外海拖船外海拖船 港作拖船港作拖船 运输拖船运输拖船 港作拖船港作拖船 救助拖船救助拖船 第五节第五节 港作拖船及其效应港作拖船及其效应 2、拖船的特点、拖船的特点 1）船型方面，船体较短）船型方面，船体较短 2）推进器方面，推进器功率大）推进器方面，推进器功率大 分

38、类方法：按推进器的数量、类型及位置分类。分类方法：按推进器的数量、类型及位置分类。 1、单桨拖船和双桨拖船、单桨拖船和双桨拖船 2、拖船的推进器类型、拖船的推进器类型 3）操纵性方面，旋回直径小）操纵性方面，旋回直径小 二、港作拖船的种类二、港作拖船的种类 FPP、CPP、ZP、VSP 第五节第五节 港作拖船及其效应港作拖船及其效应 3、拖船的推进器位置、拖船的推进器位置 按推进器在拖船船中前后的位置可分为：按推进器在拖船船中前后的位置可分为： 首推进拖船首推进拖船 推进器在船中前推进器在船中前 尾推进拖船尾推进拖船 推进器在船中后推进器在船中后 1、港作拖船的船型尺度及特性参数、港作拖船的船

39、型尺度及特性参数 三、港作拖船的特点三、港作拖船的特点 船长一般不超过船长一般不超过32米米 船宽一般不超过船宽一般不超过12米米 吃水一般不超过吃水一般不超过4.5米米 排水量一般不超过排水量一般不超过500t 船速一般不超过船速一般不超过15节节 第五节第五节 港作拖船及其效应港作拖船及其效应 2、港作拖船的推力特性、港作拖船的推力特性 四、拖船在操纵中的作用及协助方式四、拖船在操纵中的作用及协助方式 1、拖船在操纵中的作用、拖船在操纵中的作用 1）协助船舶通过航道或受限水域）协助船舶通过航道或受限水域 2）协助船舶靠离泊）协助船舶靠离泊 第五节第五节 港作拖船及其效应港作拖船及其效应 2

40、、拖船在操纵中的协助方式、拖船在操纵中的协助方式 3、拖带及其作用、拖带及其作用 1）定义：拖带是指）定义：拖带是指 通过拖缆将拖轮的通过拖缆将拖轮的 拖力传递给被拖船拖力传递给被拖船 的一种协助方式。的一种协助方式。 直拖俗称吊拖或拎拖，适用于被拖船低速时直拖俗称吊拖或拎拖，适用于被拖船低速时 （05节）节） 拖带、傍拖和顶推拖带、傍拖和顶推 斜拖也称非直拖，适用于被拖船船速较高时斜拖也称非直拖，适用于被拖船船速较高时 （310节）节） 第五节第五节 港作拖船及其效应港作拖船及其效应 2）拖带要求：）拖带要求： 拖缆俯角拖缆俯角一般情况下应小于一般情况下应小于150； 拖缆长度拖缆长度L应大

41、于应大于4h（h为被拖船出缆口距水为被拖船出缆口距水 面高度）面高度） 第五节第五节 港作拖船及其效应港作拖船及其效应 3）拖带形式：）拖带形式： 拖带适用于力的作用点不变的情况拖带适用于力的作用点不变的情况 第五节第五节 港作拖船及其效应港作拖船及其效应 4、顶推及其作用、顶推及其作用 1）定义：拖带是指通过拖船船体首部将拖船）定义：拖带是指通过拖船船体首部将拖船 作用力传递给被拖船的一种协助方式。作用力传递给被拖船的一种协助方式。 2）顶推形式：）顶推形式： 顶推适用于力的作用点经常变化变的情况顶推适用于力的作用点经常变化变的情况 第五节第五节 港作拖船及其效应港作拖船及其效应 5、傍拖及其作用、傍拖及其作用 1）定义：傍拖是指通过拖缆或拖船船体侧部）定义：傍拖是指通过拖缆或拖船船体侧部 将拖轮的拖力传递给被拖船的一种协助方式。将拖轮的拖力传递给被拖船的一种协助方式。 2）傍拖形式：）傍拖形式： 傍拖适用于力的作用点和方向基本不变的情况。傍拖适用于力的作用点和方向基本不变的情况。 第五节第五节 港作拖船及其效应港作拖船及其效应 6、其他协助方式、其他协助方式 1）定义：上述两种或三种方式组合的一种协）定义：上述两种或三种方式组合的一种协 助方式。助方式。 2）组合拖带形式：）组合拖带形式： 第五节第五节 港作拖船及其效应港作拖船及其效应 1、船舶静止中拖船效