船舶操纵一类-C-3 第三章 外界因素对船舶操纵的影响

第一节．风对船舶操纵的影响空船、半载、上层建筑发达的船舶受风影响显著。风的一些概念风向：是指风的来向；舷角：俗称“风舷角”，风向与船舶艏艉线的夹角顶风：风舷角为0º；横风：风舷角为90º；顺风：风舷角为180º风速：单位是m/s、kn(节)等第三章.外界因素对船舶操作的影响定常风与非定常风常风风向、风速不随时间和空间坐标发生变化；非定常风风向、风速随时间和空间坐标发生变化为了研究船舶操纵问题的方便，一般假定在有限水域内船舶所遭遇的风是定常的。垂向不均匀：风速沿船舶水面以上面积的垂向分布是不均匀的，随着高度的增加而增大。概述真风与视风船舶航行时，真风与船舶运动合成产生视风速和视风向，也称为“相对风向”和“相对风速。真风与视风之间的关系：真风——海面上实际的风向称为真风.船风——船舶在航行时所产生的一种风向，风向与船舶运动方向相反、风速与船速相等的风,称为船风。风对船舶的增加影响１.相对风速作用在船体水线以上，产生风动力，及风动力的纵向分力，使船舶的航速和冲程增加或降低；２.风动力的横向分力使船舶向下风方向漂移；３.风动力与船舶重心形成的风动力转船力矩使船舶发生偏转运动；４.风动力与船舶稳心高度形成横倾力炬，使船舶发生倾斜。一、风压力和风压力矩（一）.风动力

风动力：指一定运动状态下的船舶，船体水线以上部分所受的空气动压力；

风舷角：风向与艏艉线的夹角；

风压力角：风动力作用线与艏艉线之间的夹角；

风动力中心：指在船舶水线以上受风作用的合力作用点。船舶所受风动力大小、方向和作用点与：风速的大小、风舷角、受风面积的大小、船舶形状有关船舶形状是指：满载、空载、吃水差和上层建筑布置情况。相对风速、风舷角用风速仪测得；受风面积可从船舶资料中求得；1.风压力大小估算：

a为空气密度，为1.226kg

/m3；

为相对风舷角；Ca为风力系数，与随风舷角、水线以上受风面积的形状有关；

a为相对风速（m/s）；Aa为水线以上船体正投影面积（m2）；Ba为水线以上船体侧投影面积（m2）；Fa为水线以上船体所受的风力（N）；根据风动试验得知：船舶风动力系数、风动力角、和风动力作用点随风舷角的变化具有如下特点：风压力系数Ca：①艏艉受风时（

＝0°或

＝180°），Ca值为最小；②风舷角＝30°～40°度或140°～160°度附近时，Ca值为最大；③在正横受风，＝90°度左右时，Ca值较小④风动力系数值是随风舷角的增加，由小到大、继而由大到一般，再一般到大，最后由大到小。2.风动力方向风压力角

：风压力Fa与船首尾线的夹角风动力角

：

随

的增大而增大；当

处于40o～140o之间时，风力角

大体处于80o～100o范围之内

3、风动力作用点风动力作用点位置取决于风舷角的大小和船体水线以上上层建筑的面积与分布情况。①一般船体水线以上上层建筑前后相似的船舶，风从船舶正横前吹来，风动力作用点在船舶重心之前；②随着风舷角的增大，风动力作用点则向后移，受横风作用时风动力作用点在重心点附近；③正横后来风风动力作用点在重心之后。风压力中心a/Lpp：至船首的距离a与两柱间船长Lpp的比值；随风舷角

的增大近似呈线性增加；其值大约在0.3～0.8之间；

=900左右即船舶正横风时，a/Lpp

0.5风压力中心位置是指受风面积中心沿纵向的位置关系？（二）.风动力转船力矩风动力转船力矩又称风压力转船力矩；其大小为风动力与风动力作用线至船舶重心垂直距离的乘积；一般风压力作用中心不在船中处，故风压力的横向分量Ya

会对船舶产生力矩，称为风压力矩。二、船舶受风偏转规律风动力作用点、船舶重心、船体水线以下水动力作用点，三者之间的关系决定船舶的偏转规律。船舶重心位置取决于船舶构造和装载情况。ａ．一般的船舶，重心约在船中稍后；ｂ．船舶前进或艏纵倾，则重心前移；ｃ．船舶后退或尾纵倾，重心后移。（一）船舶静止中受风1．正横前来风风动力作用点在重心之前，水动力作用点在重心之后，风动力和水动力转船力矩使船首顺风偏转（船首向下风偏转），直至风从正横附近吹来，风动力与水动力作用点都接近重心点，船舶偏转力矩趋向消失，船舶在呈向下风漂移。结论：正横前来风，船首向下风偏转，直至风从正横附近吹来船舶在呈向下风漂移。（１）船舶静止中受风2．正横后来风风动力作用点在重心之后，水动力作用点在重心之前，风动力和水动力转船力矩使船首逆风偏转（船首向上风偏转），直至正横受风为止。船舶在静止中，船首将保持在风自正横附近吹来的方向上（即正横受风），同时向下风漂移在呈向下风横移。

结论：正横后来风，船首向上风偏转；船舶水线以上受风面积与水线下侧面积分布不同，还有以下几种情况：ａ．船舶中纵剖面艉部浸水面积较大的船或艏部受风面积较大的船，如尾纵倾船、拖船等，最后常以艉迎风偏转并向下风漂移。ｂ．船舶中纵剖面艏部浸水面积较大的船艉部受风面积较大的船，如艏纵倾船、油船和艉机型，常以艏迎风偏转并向下风漂移ｃ．船舶中纵剖面浸水面积和受风面积较均匀的船，如客船，最后趋向横风状态并向下风漂移。（二）前进中受风

1.正横前来风，风动力与水动力作用点均在重心点之前；船艏偏转视那个力大，前者大，顺风偏转，后者大，逆风偏转。船首向偏转视具体情况而定：

a.船速快，首部受风面积大的船舶，风动力作用点在水动力作用点之前，风动力转船力矩大于水动力转船力矩，出现船首顺风偏，怎么办？中心越向前移，则船首向上风偏转；尾倾越大，吃水越小，船体水上侧面积中心越靠近船首，风压力中心前移，则船首向下风偏转。船首向偏转视具体情况而定：

b.船速快，艉部受风面积大的船舶，风动力作用点在水动力作用点之后，风动力转船力矩小于水动力转船力矩，出现船首迎风偏，怎么办？长江快速游轮前进中正横前来风，要压下风舵才能稳向航行。说明风动力在水动力作用点之？2.正横后来风：风动力作用点在水动力作用点之后，船首在风动力转船力矩和水动力转船力矩作用下，合外力矩的方向为下方向，则船首向上风偏转，“首找风”。显然，正横前来风比正横后来风的合外力矩小，更容易保向。正横前正横后（三）后退中受风

船舶后退中风的影响与前进中受风的情况类似：

1.倒车后退时，风从正横前吹来，风动力作用点在水动力作用点之前，船在风动力和水动力力矩作用下，船尾迎风偏转；后退中受风2.倒车后退时，风从正横后吹来，风动力作用点和水动力作用点均在重心之后。由于船尾线型丰满，后退阻力比前进阻力大14%~20%，加之螺旋桨、舵设备、及尾倾的影响，无论风舷角大小，水动力总在风动力之后，产生船尾迎风偏转的偏转力矩，这种船尾迎风偏转，船首向下风偏转的现象，称为“尾找风”总结：1.静止中受风正横前来风，船首向下风偏转，尾迎风并向下风漂移；正横后来风，船尾向下风偏转，首迎风并向下风漂移；正横附近来风，船舶不偏转，向下风漂移；船舶趋向横风状态并向下风漂移。平吃水时，船舶以风舷角＜90°向下风漂移；尾倾时船舶以风舷角

＞90°向下风漂移。AW转向横风GFaFH2.前进中受风WGFaFHAAWGFaFHWGFaFHA空船、慢速、尾倾、首受风面积大时顺风偏满载、快速、尾受风面积大时逆风偏尾部受风逆风偏3.后退中受风AWGFaFH船首向下风偏转,尾迎风船速高，水动力中心后移，产生尾迎风；尾部线型肥大，水动力中心后移，多数产生尾迎风AWFaFHG“尾迎风”三、风压差及风致漂移风压差:又称风压角，指航行船舶在风动力作用下，船舶重心的运动方向与船艏向之间的夹角。航行船舶受风压差的大小与风动力引起的漂移速度和船速有关。风致漂移：船舶因风的直接作用和水动力的间接作用，一般最后以趋向正横受风向下漂移，当风动力与水动力相等时，将匀速漂移而产生的横向运动称为风致漂移（一）船舶在静止中风压漂移速度（1）船舶在静止中受风偏转，一般最后以正横受风向下风偏移，当风动力与水动力相等时，船舶将匀速漂移。风压漂移速度与船体水线上、下侧面积的比值以及相对风速和船速有关。见下图FaRWGvtFa__风动力；RW——水动力；vt——船舶漂移速度船舶在静止中风压漂移示意图（2）影响风压漂移速度的因素①当正横相对风速增大时，风动力随之增大，漂移速度也增大；②船体水线上下侧面积比值增大时，风动力随之增大，漂移速度也增大；③当船速增大时，船舶运动合速度即水动力增大，迫使船舶以较小的漂移速度运动；当风动力与水动力横向分力相等时，船舶作匀速横移。④船舶在风中航向时，风压差角的变化规律与漂移速度相同，漂移速度大则风压差角大，漂移速度小则风压差角小。（二）船舶航行中的风致漂移速度：船速越大，风致漂移速度越小

旋回中的漂移对转首角速度影响较大：正横前来风不易向上风转向，前进距离较大；容易向下风转向，前进距离较小；正横后来风：不易向下风转向，前进距离较大；容易向上风转向，前进距离较小；风致漂移较小要点回顾风压力和风压力矩风压力系数，作用中心、方向风致偏转各种运动状态、相对风向的影响规律风致漂移漂移规律与影响因素

第二节.水流对船舶操纵的影响

水流分均匀性水流和非均匀性水流。船舶在均匀性水流航行，航速等于船速与流速的矢量和，同时船舶受水流影响，易产生偏转、漂移和横移。船舶在非均匀性水流航行，船舶会产生较大的漂移和艏摇（这是很多船员一辈子看不准的遗憾）。

水动力：船舶在风、流和螺旋桨推力作用下，对水作相对运动，水流作用在船体上的作用力。

流舷角：水流的流向与船舶艏艉线上的夹角。船舶所受的水动力大小、方向和作用点（水动力三要素）与流速、流舷角、船体浸水面积和形状等因素有关。水动力三要素：水动力大小、方向和作用点。一、水动力与水动力转船力矩1.水动力大小2.水动力方向：

水动力角：FW与首尾面的夹角与风动力角

相类似由于纵向水动力较小，tg

趋向于无穷大，所以

在900左右。由试验得知：（1）水动力大小：水动力系数随着流舷角的增大而由小到大、再由大到小。当流舷角约为90°时，水动力系数达最大值，此时水动力也达最大值；（2）水动力方向：水动力转船力矩系数，分为船首顺流偏转和逆流偏转。

a.顺流偏转水动力转船力矩系数在流舷角为0°~80°之间，由小到大再由大到小，当流舷角约为40时，达最大值，船首顺流偏转的水动力转船力矩也达最大值；b.逆流偏转水动力转船力矩系数的绝对值，在流舷角为90°~160°之间，由小到大再由大到小，当流舷角约为140°时，达最大值，此时船首逆流偏转的水动力转船力矩也达最大值；总的来说水动力角在90度左右。(3)水动力作用点至船首距离与船长之比，随着流舷角增大水动力作用点自首部0.25L处逐渐移向尾部0.75L处。空载或压载时，吃水差很大（尾倾）水动力作用点位置比满载平均吃水明显后移。二、均匀性水流对船舶操作性的影响1.水流对航速和冲程的影响船舶顺流航行，船舶对岸速度（航速）约等于船速加流速；顺流时，流速越大，冲程越大，即使停车后减速非常缓慢，往往还需借助倒车或抛锚，才能制止船舶对岸速度逆流航行时，航速约等于船速减流速。逆流时，流速越大，冲程越小；V船V流V航均匀流对船速的影响自由航行状态下，定常均匀水流不引起水动力的变化。对水船速相同时，顶流对地船速与顺流相差两倍流速注意船速与航速的差别2.水流对舵效的影响舵力舵力及其转船力矩与舵对水的相对速度的平方成正比；不论顶流还是顺流，只要对相对速度相等、舵角和桨转速等条件相同，舵力及力矩就相同，而舵效相同否？舵效(狭义上)：操一舵角后船舶在一定时间、一定水域内船首转过的角度大小。通常说法顶流舵效好其原因是，顶流时可在较短的距离上使船首转过较大的角度，且易把定，操纵为灵活此时考虑对地的运动。重载船在强流中，由于流压力矩的作用，船舶迎流转向时，舵效反而变差（实质上是不均匀流的影响）。顶流通过弯道虽然顶流舵效较好，但顶流过弯道操纵并不容易；舵力转船力矩和船首水流的作用力矩方向相反；受横流作用容易发生船首触碰凹岸一侧岸壁。顺流通过弯道与顶流过弯比较，顺流过湾的风险更大；顺流过湾航速不易控制，舵效较差；但舵力的转船力矩和船尾水流的作用力矩方向一致，容易转向。3.水流对船舶旋回的影响旋回轨迹因流压产生漂移，旋回圈近似椭圆形。如下图（a）漂移距离估算Dd：流致漂移距离（m）；

c：流速（m/s）；

t：为掉头时间（s）。4.水流对船舶漂移的影响流压差角或流压差：船首向与重心的移动速度方向之间的夹角。（1）航行船舶正横前受流时，流速越快，流舷角越大，航速越慢，流压差角越大，横向漂移速度也越大；（2）反之，流速越慢，流舷角越小，航速越块，流压差角越小，横向漂移速度也越小；（3）船舶过急流、浅滩、桥区时，注意流舷角的调整，如武汉、南京长江大桥。流压差角及其影响因素流压差角：船舶在流场中的运动速度方向与船舶首尾线之间的交角。表示流对船舶运动影响程度的重要指标。均匀流场虽然不改变船舶水动力，但造成船舶顺流漂移，影响船舶运动的航迹和位置，流的影响是造成船舶搁浅或碰撞等事故的原因之一。主要原因是遇横流较大时船速过低造成横向漂移过大，在宽度有限的航道中遭遇较大横流时，只能通过提高船速的方法来降低流压差角。33顶流靠泊操纵斜顶流靠泊时的速度合成（三）非均匀流对船舶运动的影响从船舶操纵角度来说，如果在局部水域流向和流速分布不均匀，船舶运动较为复杂。在一个船长范围内的流向、流速分布不同时，将引起水动力发生变化。主要会引起转船的力矩。船舶在内河航行，不仅受到均匀性水流的影响，更多的是受到非均匀性水流的影响。

非均匀水流包括哪些呢?

非均匀水流包括：回流（西流）、横流（斜流）泡水、漩水、夹堰水（突嘴下）、汪水等。船舶在均匀水流中漂移时，对水速度变化很小，甚至为0；船舶在非均匀水流中，因流速、流向的变化，可以增加或减少船舶的水阻力，可使螺旋桨的推力变大或变小，可使舵压力变大或变小。非均匀水流以较大冲角冲击船舶时，可使船舶横移和偏转而偏离原航线，甚至超过车舵的控制能力而失控酿成事故。如吊钩打枪，打张挖黄等。21134523第三节浮态对船舶操纵的影响（一）船舶吃水变化对操作性能的影响１.影响螺旋桨水面效应横向力（1）吃水深或重载船，最明显的特征：螺旋桨水面效应横向力减小，其他效应横向力变化不大。（2）吃水小的空载船，桨叶临近水面，甚至露出水面工作，螺旋桨水面效应横向力剧增；右旋单桨船航向时要压舵才能保持直线航行，右旋回转直径比左旋直径大。２.影响舵效：空载船舵效差的原因，舵叶部分露出水面，舵叶浸水面积减小，舵压力与舵叶浸水面积又成正比。３.影响船舶旋回性能：由Ｋ、Ｔ值可知：重载时，特别是顶推船队，Ｋ值小，惯性矩大，追随性指数大，应舵慢、舵效差；船舶回转后，稳舵困难。旋回性差。故船队操纵要在“早”下功夫：早用舵、早回舵、用大舵。４.冲程：重载船吃水深、排水量大，惯性大、冲程长，在靠泊或调头时要早慢车、早停车。二．横倾——对操作性能的影响１.阻力—推力转船力矩船舶横倾时，船舶左、右入水体积对称性遭到破坏，改变了左、右舷各种作用力的对称性，使船舶发生偏转。（１）船舶正浮：船体的水线面左、右对称，航行水阻力与船舶推力大小相等、方向性反，船舶作匀速直线运动。如右图（ａ）．（２）ａ．横倾船舶启动时，由于推力和惯性转船力矩使船首向横倾一侧偏转。ｂ．船舶以某一航速航向时，由于横倾一侧的入水面积增加，水阻力向横倾一侧横移，阻力与推力构成力矩，使船首向低舷一侧偏转。如右图（ｂ）．右倾对于双螺旋桨船，阻力——推力转船力矩比单桨船小，原因：（１）低船舷一侧的螺旋桨因浸水深度的增加，推力也增加；（２）高船舷一侧的螺旋桨因浸水深度的减小，推力则下降。（３）两螺旋桨的推力合力作用线也略偏于低船舷一侧，推力作用线与水阻力作用线的间距较小，阻力——推力转船力矩有所降低。为什么低速航行船舶向低舷侧偏转？高速时向高舷侧偏转？２.船首波峰压力转船力矩当船舶横倾高速航行时，兴波增大。因低舷一侧的浸水形状较高舷一侧的丰满，低舷一侧船首波峰较高，高舷一侧船首波峰较低。因船首波峰存在高低差异，产生的水动力差构成高舷方向的转船力矩，使船首向高舷一侧偏转。航速越高，转船力矩越显著，且双螺旋桨船比单螺旋桨船显著。横倾状态下的船舶启动时的偏转状况：（１）由于上述两转船力矩（推力－惯性力，推力－阻力）的主要作用，船首首先向低船舷一侧偏转；（２）随着船速增加，（快速船）船艏波峰压力转船力矩形成，且艏波峰压力差的作用点至船舶重心间的垂直距离较大，转船力矩也较大，使船首向高船舷一侧偏转。３.降低航速船舶横倾航行，破坏了原来的良好的水下线型，加之压舵以纠正偏航现象，因而降低了一定的航速。４.船舶吃水增加船舶横倾时，使船舶横倾一舷的吃水增加，影响船舶通过浅区的航行能力。５.舵效变差船舶横倾航行时，舵叶倾斜，不垂直于水面，使舵压力降低，舵效变差。６.船舶回转掉头时有倾覆的危险船舶横倾时，若向高舷一侧掉头，应特别注意防止船体因离心力作用向横倾一侧倾斜，一增大倾斜角，导致船舶向高舷一侧掉头时倾覆的危险。横倾——对操作性能的影响１.阻力—推力转船力矩２.船首波峰压力转船力矩３.降低航速:破坏了原来的良好的水下线型，加之压舵纠偏航４.船舶吃水增加:影响船舶通过浅区的航行能力。５.舵效变差:横倾时舵叶倾斜，不垂直于水面６.船舶回转掉头时有倾覆的危险:若向高舷一侧掉头，应特别注意防止船体因离心力作用向横倾一侧倾斜，增大倾斜角，（三）纵倾——对船舶操最大影响因货物在船舶艏艉分布不均，使艏艉吃水不等的状态称为纵倾。造成船舶吃水增加，过浅能力降低，影响船舶操作性。１.影响船舶舵效和舵压力转船力矩艏纵倾时，力臂大，转船力矩大；艉纵倾时，力臂小，转船力矩小。２.影响船舶的航向稳定性和旋回性尾纵倾时，可使船舶回转时的阻尼力矩增大，旋回性能变差，航向稳定性提高。３.影响螺旋桨推进效率过大的艏纵倾会使螺旋桨的沉浸深度降低，推进效率下降。艉纵倾会使螺旋桨的沉浸深度增加，推进效率增加。综合：１.尾纵倾：舵压力转船力矩变小（？）；尾部入水面积大，螺旋桨和舵入水面积增加，推力和舵效反而增加，对转船力矩起补偿作用，船舶操作性变好，但船舶回转阻力增大，航向稳定性好，旋回性差。２．艏纵倾：舵压力转船力矩大，尾部入水面积小，阻尼力矩小，旋回性变好，追随性变差。３.山区船舶要保持良好的旋回性，常使船舶处于艏纵倾状态。船舶如何选择艏纵倾和尾纵倾状态航行呢?

原则：根据航线、目的、载量等决定船舶是否艏纵倾、尾纵倾或前后吃水一样。1.艏纵倾：船舶旋回性好，操作性能较好，下水船舶涉及掉头靠泊，尤其是山区河段，一般艏纵倾；2.尾纵倾：船舶稳定性好，用舵次数较少，螺旋桨入水深，推力大，有利于船舶提高航速，上行船舶一般采用。3.前后吃水平均：枯水期航道水浅，为了有利于安全通过浅水航道，常将船舶前后吃水平均。4.有些船舶习惯用略艏纵倾形式通过浅漕；5.航线:游轮常在川江航行，航线为重庆——宜昌，生源为旅客，安全为首位，下行时掉头作业频繁，需要较好的舵效，常将船舶处于艏纵倾状态。上行处于尾纵倾状态。6.载量:半载时，富余水深较大时，常使船舶处于艏纵倾状态，满载时，富余水深较小时，前后吃水平均。7.目的：船型不同，运载目的就不同，要有所侧重。

第四节

受限水域对船舶操纵的影响

受限水域是指水深、宽度受到限制的水域受限水域的类型非受限浅水域：宽度不受限制的浅水水域受限航道：宽度受到限制的可航水域，也称为深水航道；航槽：宽度受到限制的可航水域。一.浅水效应及对船舶操作性能的影响（一）浅水的界定，断定船舶是否已进入浅水区（1）从对船舶航行阻力的影响区分低速船在水深与吃水之比小于等于4、高速船小于等于10时，（2）从对船舶横向运动的影响区分，水深与吃水之比小于等于2.5时（3）从对船舶操纵性的影响区分，水深与吃水之比小于等于1.5时。可以断定船舶是否已进入浅水区（二）浅水效应船舶驶入浅水，将产生浅水阻力。船体将发生一些能感觉的现象，驾驶员要根据这些现象，正确采取措施，避免船舶发生吸浅或搁浅等现象。吸浅：船舶在不适的浅水区航行时，产生船体下沉、船底触檫河底的现象1.航速降低

深水航行：船舶在宽阔深水航行时，与之相对运动的水流从船舶的两舷和底部由船首流向船尾的三向度水流。浅区航行：船舶驶入不适航的浅区时，船底过水断面减小，迫使水流大部分沿船舶两舷由船艏向船尾流动，变成近乎两度水流。（1）流速增加引起摩擦阻力增加（2）船体下沉引起摩擦阻力增加（3）浅区涡流和兴波阻力增加

结果：流速增加，水阻力增加，航速降低。船舶在浅水中运动的流态三维空间流动变为向两侧的二维平面流动；船体周围水压力的分布发生变化船舶阻力增大，水动力的大小和分布变化2.浅区船舶的虚质量及虚慣矩增加船舶附加惯性矩、旋回阻尼力矩均有所增大，其中旋回阻矩的增加较虚惯矩增加得更快。船舶在浅水中运动，不论是纵移运动、横移运动、转动，船舶运动负担加重了，这就相当于增加了船舶的质量和惯矩，这种增加了的质量和惯矩称为附加质量和附加惯矩，它们与船舶本身的质量、惯矩之和称为船舶的虚质量和虚惯矩。3.浅区航行船舶遭遇的水动力增大4.浅区航行船舶周围的兴波变形(1)、流水声失常

船舶从深水区驶入浅水区时，由于惯性作用，航速不会立即下降。而船体周围相对平均流速增加，使船首压力增加，产生的兴波和波浪声也较大，但时间短。突然声大，随之消失。随着浅水阻力的作用，使船速下降，及水深对兴波的制约，散波的高度和浪花声都将变小。船员常说的“流水无声”就是指该现象。结论：兴波变形，突然声大，随之消失；流水无声。

(2).赶浪和拖浪

赶浪当船舶从深水区进入浅水区时，横波范围和高度随着增加，能量消耗增大，兴波助力增大，这种随着水深减少，与中纵剖面夹角逐渐增加的散波峰曲线，宛如在前追赶船舶运动的现象，称为赶浪；

结论：产生赶浪。当车速达到波速时，船掀起的散波波峰线与中纵剖面的夹角达到90时散波与横波叠加在一起，形成两个横向移动的巨大横波（独立波）。他们的波峰位于船舶的艏艉处，并同船舶一起移动，船员称此现象为“拖浪”，这时兴波阻力达最大值。结论：产生拖浪。5.船体下沉、纵倾变化、船体跳动船体下沉：指船舶驶入不适航的浅区时，因船底流速加快，压力降低，以至致船舶吃水进一步增加的现象。

当船舶运动时，动压力增加，静压力必定减少，即浮力减少，为了抵消所减少的浮力，船舶必须增加吃水来补充力之不足。在船体下沉的同时，浮力随之增加。当浮力的增加值与压力的减少值达到相等时，船舶在惯性的作用下，继续向下运动，只有在增加浮力所做的功与减少的压力做的功相等时，船体才不继续下沉。这时浮力已定于重力，船体又向上浮起，而后船体又下沉、上浮，如此往复，直至在阻尼作用下达到平衡为正。浅水中船舶这种上下的起伏运动尤为明显，船员称为“船体跳动”航行中船体升沉与纵倾因为航行中船舶周围的水流速度增加，静压力降低，从而使船体下沉，增加排水体积以弥补浮力损失。船首、船尾的下沉变化和程度因船型、船速等因素之不同而有差异，因此在船体平均下沉的同时，纵倾状态也将发生变化。船体下沉与纵倾的变化主要与船型和船速有关。肥大型船舶下沉剧烈受限水域中的船体下沉在受限水域，水域宽度和深度的限制，改变了船体周围的流态，使船舶艏艉线方向的压力分布发生变化。在浅水中，由于船体周围的流动由三维流动变为二维流动，流速增加，使船体周围水压力的变化加剧，船中低压区扩展至船尾，船体下沉和纵倾变化均较深水中更为显著。在宽度受限的航道中，因船侧与岸壁之间宽度的减小，船体周围流速变快，使船体下沉量比无限水域中更大。6.斜坡效应：出现跑舵现象上行船舶驶入浅区航向时，船体两舷的水深往往不一样。在浅水一侧靠近船首部分,由于船首高压产生向前推进的波浪受河底的反射较深水一侧要强的多，在船首靠近浅水一侧的压力升高较深水一侧大，使船首两侧产生指向深水一侧的压力差，迫使船首向深水一侧偏转。结论：船首向深水一侧偏转。出现跑舵咋办？

a.为了避免搁浅，驾驶员常让船“跑舵”，注意：不能让其跑起惯性，以免用舵控制不住。

b.必要时降低车速，使船向深水区航行，随时注意调顺航向，随时注意避让下水船。c.防止前船突然搁浅，自己措手不及。

7.对船舶操纵性能的影响（1）旋回性下降，航向稳定性变好

综合效应：旋回性指数K值减小，旋回性能下降；追随性指数T值也减小，航向稳定性变好。（2）舵效变差：跑舵时大舵角压不住船向。措施：舵工要向驾驶员报告；驾驶员可适当慢车或让略跑舵。

船舶操纵性变化浅水对舵效的影响总的来看，舵力有所下降但下降不大；涡流和伴流的增强螺旋桨滑失比得以提高舵的下缘距海底较近导致舵的整流作用得以加强舵效明显变差虚惯矩、旋回阻矩均有较大增加其中旋回阻矩的增加较虚惯矩增加得更快浅水中旋回性下降浅水伴流增强，导致舵力的降低；船舶附加惯性矩、旋回阻尼力矩均有所增大，其中旋回阻矩的增加较虚惯矩增加得更快。船舶在浅水中运动，不论是纵移运动、横移运动、转动，船舶运动负担加重了，这就相当于增加了船舶的质量和惯矩，这种增加了的质量和惯矩称为附加质量和附加惯矩，它们与船舶本身的质量、惯矩之和称为船舶的虚质量和虚惯矩。（3）.船舶冲程减小船舶在浅水区航行阻力大，航速下降，冲程减小。尤其是船舶刚停车后余速较高时，浅水阻力较大，冲程减小率较大；当航速降低后，浅水阻力急剧下降，浅水对冲程的影响也变弱。

船舶进入浅区，具有非常明显的、能感觉的现象，如何采取正确的措施，来确保航行安全？（三）预防浅水效应的措施

1.船舶进入浅区出现的现象:

航速下降；船体下沉；舵效不好；船首偏转；拖浪与赶浪；兴波变形，流水无声。

2.浅水效应可能出现的后果容易导致吸浅、倒头，甚至搁浅；顶推船队有可能发生断缆、散队而使驳船漂流造成更大的事故如碰撞、搁浅、堵塞航道；吊拖船队发生驳船撞击拖轮的危险，①F1F2②①3.措施：（1）保持足够富余水深富余水深：航道水深与船舶实际吃水的差值。富余水深=图示水深+当时当地水位—船舶静止时的吃水。确定富余水深应考虑：船体下沉量、纵倾、波浪中横摇、河床地质和航线图的精度。影响富余水深的因素：可归结为引起吃水变化和水深变化的因素，即富余水深与实际水深和船舶吃水有关。

实际水深：与潮汐有关，而潮汐是动态的，故富余水深也应该是动态的。

吃水变化的因素：包括船舶纵倾、横倾、航行下沉和纵傾以及波浪引起的船舶吃水增量等。潮汐（2）减速行驶船舶在浅区快速航行，会导致浅水阻力急剧增加，对于提高航速毫无意义，且浪费燃油，加大主机磨耗，增加吸浅或搁浅的危险。适当减速行驶，则可减少船舶动吃水的增量，避免上述现象发生。（3）连续测深探明航路，使船舶航行与深水侧。测试仪（2个探头位置），竹竿。测深锤（4）提高船舶控制能力①早用舵，早回舵，“早”字下功夫，且用舵舵角适当增大；

②慢车与常车交替使用，以保证船舶有足够的控制能力。（5）备锚备锚主要是防止因船舶操作性降低或出现“跑舵”而发生“倒头”、失控等危险局面，驶入浅区之前，通知水手长备锚备用。

二.岸壁效应及防控措施岸推：船舶过分靠近岸壁行驶，船首高压区在靠岸一侧收到岸壁的反射作用，压力升高，产生指向河心得压力差，使船首向河心一侧偏转，把船首推向河心的力称为岸推力。将船首推向河心的现象称为岸推现象。岸吸：在船尾，由于过水断面减少，流速增加较多，压力下降较大，船尾两侧产生压力差，使船尾有吸向岸边的趋势，该现象称为岸吸。岸壁效应:岸推和岸吸统称为岸壁效应.（一）岸壁效应水道宽度受限时，当船舶偏航接近水道岸壁，因船体两舷所受水动力不同，而出现的船舶整体吸向岸壁、船首转向中央航道的现象称为岸壁效应。岸推（repulsion）船首转向中央航道而“离岸”的现象称为岸推。岸吸（suction、attraction）船体被岸壁“吸拢”的现象称为岸吸。（二）影响岸壁效应因素①岸推和岸吸同时发生；②与航速、吃水成正比；③与岸距成反比。岸壁效应的危害：发生岸壁效应时，甚至用舵都无法克服有损桨与舵的可能。船尾扫边、困边触礁。（二）岸壁效应的影响因素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.船速越高，吃水越深，岸距越近岸壁效应越激烈；4.船型越肥大，岸壁效应越明显；5.水深越浅、岸壁效应越明显；6.岸壁的几何形状的影响：岸壁的坡度越陡峭，岸吸力和岸推力越大；7.螺旋桨的作用,船尾两边产生压力差，推船尾向岸（三）防范岸壁效应的操船措施：1.近岸壁航行时，保持岸距、慢速行驶2.船舶一舷接近岸壁航行时，为保向需向岸壁一侧操舵；3.在平均舵角5度以上仍难以保向时，应加大离岸距离或降低航速4.驶离岸壁时宜用小舵角慢慢摆开，不宜操大舵角5.岸推岸吸力较强，出现危险的转头时，不应盲目减速，以免丧失舵效。＊斜底效应

亦称斜坡效应当船舶航行于水深在船宽方向上不等时，会出现船体吸向浅水而船首转向深水的现象；

原理及相关的因素与岸壁效应类似；

海底倾斜效应本质上是一种岸壁不垂直水面时的岸壁效应。＊拓展：弹性效应船舶以一定横向速度向岸壁移动时，例如靠码头过程中的船舶运动，横向水动力随距岸壁的距离的减小而增加。

第五节.船间效应的现象船舶在近距离上对驶会船、或追越、或驶过系泊船时，在两船之间产生的流体作用，将使船舶出现互相吸引、排斥、转头、波荡等现象，称之为船间效应原因：船体周围压力分布、船行波发生变化具体的局面：追越、对遇、驶过系泊船波荡与转头一、船间效应产生的原因（一）波荡产生的原因

1.波荡：波浪的水质点以一定的速度作轨园运动，当水质点处于波峰时，其运动方向与波的传播方向相同（向前运动）、处于波谷时则与波浪的传播方向现反。

处于他船发散波中的船舶，由于相对于波的位置不同而受到加速或减速的现象，称之为波荡或无索牵引。

兴波越激烈、追越船的吃水越小，波荡现象越明显。2.转头：

处于他船发散波中的船舶，当其船首向与他船发散波方向存在夹角时，即船舶斜向与发散波遭遇时，由于波中水质点作轨园运动，导致波峰处的船体部分受波的前进方向的力，而波谷处的船体部分则受相反方向的力，其结果构成了力矩使船首转头。

（二）吸引、排斥与偏转产生的原因1.两船对驶相遇时吸引、排斥与偏转产生的原因

航进中的船舶，首尾处水位升高，压力增高从而给靠近航行的他船以排斥作用；

船中部附近的水位下降，压力降低，则给靠近航行的他船以吸引作用。（2）

两船对遇，船间相互作用与位置关系与追越类似：对遇中的船间效应船吸不能大舵角制偏①追越中两船间的船速差别较小；②持续时间较长，船间效应影响较大，尤其是对较小的船舶，追越中的船间效应2.追越中两船对吸引、排斥与偏转产生的原因船舶追越不能大舵角制偏＊危险的现象追越船A接近被追越船B船尾时，B船内转，挡住A船进路；A，B两船有部分重叠时，回转力矩先后达到最大值，追越船A船船首内转，碰撞被追越船B的船中或船尾；两船平行，横向作用力很大，两船迅速接近，追越船A船船尾擦碰B船船中；当A船船首追过B船，两船部分重叠时，被追越船B船的船首碰撞追越船A的船中或船尾。＊追越的原则：深水中，两船间距至少应保持大船的一倍船长，最好大于两船船长之和；追越的时间越长越危险；被追越船应适当减速（前提：保证舵效)追越中出现明显的船间效应而致有碰撞危险，被追越船应适当加车以提高舵效。＊两船对遇造成碰撞的危险比追越过程中低；

主要原因：持续时间短；