船舶操縱重點(diǎn)

船舶操縱緒論所謂船舶操縱（Shiphandling)是指船舶的駕引人員利用船舶的操縱設(shè)備即車、舵、錨、纜以及拖船等來(lái)抵御外界環(huán)境條件包括風(fēng)、流、浪、淺窄水、岸壁等的影響，以保持或改變船舶的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)所進(jìn)行的操縱，包括分析、判斷、指揮和實(shí)施等。學(xué)習(xí)目的：1、全面掌握船舶的操縱性能、船舶操縱性指數(shù)的含義及其在操船中的應(yīng)用2、全面了解船舶所配備的操縱設(shè)備的基本性能，熟悉他們?cè)诓俅械木唧w作用3、掌握外界環(huán)境條件對(duì)操船的影響，在實(shí)際操船中趨利避害加以運(yùn)用或控制4、掌握在各種環(huán)境條件下的操船方法第一章船舶操縱性能概念：船舶操縱性能是指船舶對(duì)駕引人員實(shí)施操縱的響應(yīng)能力分類：船舶操縱性能可分為固有操縱性和控制操縱性1.固有操縱性：包括追隨性、定長(zhǎng)旋回性、航向穩(wěn)定性2.控制操縱性：包括改向性、旋回性、保向性第一節(jié)船舶的旋回性概述：旋回性是指定速直航的船舶操某一大的舵角后進(jìn)入定常旋回的運(yùn)動(dòng)性能。旋回性是船舶操縱性當(dāng)中極其重要的一種性能！一、船舶旋回的運(yùn)動(dòng)過(guò)程1、第一階段（轉(zhuǎn)舵階段）

船舶向一舷操舵后，保持或近乎保持其直進(jìn)速度，同時(shí)開(kāi)始進(jìn)入基本沿原航向前進(jìn)而船尾外移同時(shí)少量的向操舵一舷橫傾的初始旋回階段—反移內(nèi)傾。2、第二階段（過(guò)渡階段）

操舵后隨著船舶橫移速度的和漂角的增大，船舶的運(yùn)動(dòng)逐漸偏離首尾面而向外轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)入內(nèi)傾消失，外傾出現(xiàn)并逐漸增大的加速旋回階段

—正移外傾。3、第三階段（定長(zhǎng)旋回）

隨著旋回阻尼力矩的增大，當(dāng)船舶所受的舵力轉(zhuǎn)船力矩N(a)、漂角水動(dòng)力轉(zhuǎn)船力矩N(B)和阻尼力矩N(r)相平衡時(shí)，船舶的旋回角加速度變?yōu)榱?，船舶的旋回角速度達(dá)到最大值并穩(wěn)定于該值，船舶將進(jìn)入穩(wěn)定旋回階段。—定常旋回。二、旋回圈的大小及其要素

概念：定速直航(一般為全速)的船舶操一定舵角(一般為滿舵)后，其重心所描繪的軌跡叫做旋回圈(turningcircle)。

1．表征旋回圈大小的幾何要素

1)進(jìn)距(advance)

進(jìn)距也稱縱距，是指從操舵開(kāi)始到船舶的航向轉(zhuǎn)過(guò)任一角度時(shí)重心所移動(dòng)的縱向距離。通常，旋回資料中所說(shuō)的縱距，特指當(dāng)航向轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)的進(jìn)距，并以Ad表示之，它大約為旋回初徑的0．6～1．2倍。

2)橫距(transfer)

橫距是指從操舵開(kāi)始到船舶的航向轉(zhuǎn)過(guò)任一角度時(shí)船舶重心所移動(dòng)的橫向距離。通常，旋回資料中所說(shuō)的橫距，特指當(dāng)航向轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)的橫距，并以Tr表示之，它大約為旋回初徑的一半。

3)旋回初徑(tacticaldiameter)

旋回初徑是指從操舵開(kāi)始到船舶的航向轉(zhuǎn)過(guò)180°時(shí)重心所移動(dòng)的橫向距離，并以DT表示之。它大約為3～6倍的船長(zhǎng)。4)旋回直徑(finaldiameter)

旋回直徑是指船舶作定常旋回時(shí)重心軌跡圓的直徑，亦稱旋回終徑，并以D表示之，它大約為旋回初徑的0．9～1．2倍。5)滯距(reach)

亦稱心距。正常旋回時(shí)，船舶旋回直徑的中心O總較操舵時(shí)船舶重心位置更偏于前方。滯距是該中心O的縱距，并以Re代表之，大約為1～2倍船長(zhǎng)，它表示操舵后到船舶進(jìn)入旋回的“滯后距離”，也是衡量船舶舵效的標(biāo)準(zhǔn)之一。6)反移量(kick)

反移量亦稱偏距，是指船舶重心在旋回初始階段向操舵相反一舷橫移的距離。通常，該值極小，其最大量在滿載旋回時(shí)僅為船長(zhǎng)的1％左右。但操船中應(yīng)注意的是，船尾的反移量卻不容忽視，其最大量約為船長(zhǎng)的1／5～1／10，約出現(xiàn)在操舵后船舶的轉(zhuǎn)頭角達(dá)一個(gè)羅經(jīng)點(diǎn)左右的時(shí)刻。反移量的大小與船速、舵角、操舵速度、排水狀態(tài)及船型等因素有關(guān)，船速、舵角越大，反移量越大。2、描述船舶旋回運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)要素1)漂角(driftangle)

船舶首尾線上某一點(diǎn)的線速度與船舶首尾面的交角叫做漂角，如左圖所示。船舶在首尾線上不同點(diǎn)的漂角是不同的，在船尾處，由于其橫移速度最大，因此漂角也最大。但通常所說(shuō)的漂角是指船舶重心處的線速度Vt與船舶首尾面的交角，也就是船首向與重心G點(diǎn)處旋回圈切線方向的夾角，用B表示之。一般船舶的漂角大約在3°～15°之間。2)轉(zhuǎn)心(pivotingpoint)及其位置

旋回中的船舶可視為一方面船舶以一定的速度前進(jìn)，同時(shí)繞通過(guò)某一點(diǎn)的豎軸而旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)的疊加，這一點(diǎn)就是轉(zhuǎn)心，通常以P代表之。船舶操舵旋回時(shí)，在旋回的初始階段，轉(zhuǎn)心約在重心稍前處，以后隨船舶旋回不斷加快，轉(zhuǎn)心隨著旋回中的漂角的增大而逐漸向船首方向移動(dòng)；當(dāng)船舶進(jìn)入定常旋回階段即船舶旋回中的漂角保持不變時(shí)，轉(zhuǎn)心P逐漸穩(wěn)定于某一點(diǎn)，對(duì)于不同船舶，該點(diǎn)的位置大約在離船首柱后1／3～1／5船長(zhǎng)處；船處于后退中，轉(zhuǎn)心位置則在船尾附近。

對(duì)于不同船舶而言，旋回性能越好、旋回中漂角B越大的船舶，其旋回時(shí)的轉(zhuǎn)心越靠近船首。

3)旋回中的降速

船舶在旋回中，主要由于船體斜航(存在漂角)時(shí)阻力增加，以及舵阻力增加和推進(jìn)效率降低等原因，將會(huì)出現(xiàn)降速現(xiàn)象。一般船舶旋回中的降速幅度大約為旋回操舵前船舶速度的25％～50％，而旋回性能很好的超大型油船在旋回中的降速幅度最大可達(dá)到原航速的65％。旋回中船舶出現(xiàn)的橫傾(List)

旋回中船舶出現(xiàn)的橫傾是一個(gè)應(yīng)予注意的不安全因素。船舶在大風(fēng)浪中大角度轉(zhuǎn)向或掉頭時(shí)，如船舶在波浪中橫搖的相位與旋回中外傾角的相位一致，則船舶將有傾覆的危險(xiǎn)，這是操船中應(yīng)予避免的一個(gè)重要問(wèn)題。另外值得注意的是，由于舵力所產(chǎn)生的內(nèi)傾力矩有利于抑制船舶的外傾角，因此當(dāng)船舶在旋回中一旦產(chǎn)生較大的外傾角時(shí)，切忌急速回舵或操相反舷舵，否則會(huì)進(jìn)一步增大外傾角，威脅船舶的安全。

三、影響旋回圈大小的因素1．方形系數(shù)Cb(blockcoefficient)

方形系數(shù)較低的瘦形高速船(Cb≈0．6)較方形系數(shù)較高的肥形船(Cb≈0．8)的旋回性能差得多，即船舶的方形系數(shù)越大，船舶的旋回性越好，旋回圈越小。

2．船體水線下側(cè)面積形狀及分布

就整體而言，船首部分分布面積較大如有球鼻首者或船尾比較瘦削的船舶，旋回中的阻尼力短小，旋回性較好，旋回圈較小，但航向穩(wěn)定性較差；而船尾部分分布面積較大者如船尾有鈍材或船首比較削進(jìn)(cutup)的船舶，旋回中的阻尼力矩比較大，旋回性較差，旋回圈較大，但航向穩(wěn)定性較好

4．操舵時(shí)間操舵時(shí)間主要對(duì)船舶的進(jìn)距影響較大，進(jìn)距隨操舵時(shí)間的增加而增加，而對(duì)橫距和旋回初徑的影響不大，旋回直徑則不受其影響。

5．舵面積比

舵面積比(rudderarearatio)是指舵面積與船體浸水側(cè)面積(Lpp×d)的比值。增加舵面積將會(huì)使舵的轉(zhuǎn)船力矩增大，因而提高船舶的旋回性，旋回圈變小。但增加舵面積的同時(shí)又增加了旋回阻尼力矩，當(dāng)舵面積超過(guò)一定值后，旋回性就不能提高。也就是說(shuō)，就一定船型的船舶而言，舵面積比的大小在降低旋回初徑方面存在一個(gè)最佳值。

6．船速

一般說(shuō)來(lái)，船速對(duì)船舶旋回所需時(shí)間的長(zhǎng)短具有明顯的影響，但對(duì)旋回初徑大小的影響卻呈現(xiàn)較為復(fù)雜的情況。

如圖減速旋回與加速旋回

7．吃水

若縱傾狀態(tài)相同，吃水增加時(shí)，旋回進(jìn)距增大，橫距和旋回初徑也將有所增加。

8．吃水差

有吃水差和平吃水相比較，相當(dāng)于較大程度地改變了船舶水線下船體側(cè)面積的分布狀態(tài)，因而對(duì)船舶旋回性能帶來(lái)明顯的影響。尾傾增大，旋回圈也將增大。

9．橫傾

船體存在橫傾時(shí)，左右浸水面積不同，兩側(cè)所受的水動(dòng)壓力也不相同，改變了左右舷各種作用力的對(duì)稱性。但總的來(lái)講，橫傾對(duì)旋回圈的影響并不大。10.淺水影響

在淺水中的旋回圈明顯增大。當(dāng)水深吃水比小于2時(shí)，旋回圈有所增大(特別是對(duì)高速船而言)；當(dāng)水深吃水比小于1.5時(shí)，旋回圈明顯增大；當(dāng)水深吃水比小于1.2時(shí)，旋回圈急劇增大。11．螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)方向

由于受螺旋槳橫向力的影響，船舶向左或向右旋回時(shí)的旋回圈的大小將有所不同。對(duì)于右旋固定螺距螺旋槳單車船而言，在其他條件相同的情況下，向左旋回時(shí)的旋回初徑要比向右旋回時(shí)的旋回初徑要小一些。但對(duì)于超大型船舶而言，這一差別很小。另外，船體的污底、風(fēng)、流的作用都將對(duì)船舶旋回圈的大小產(chǎn)生影響。例如頂風(fēng)、頂流使旋回圈進(jìn)距減小，順風(fēng)、順流使旋回圈進(jìn)距增大等等。四、旋回圈要素在實(shí)際操船中的應(yīng)用

由旋回試驗(yàn)測(cè)定的旋回圈資料是船舶操縱性能的重要內(nèi)容之一，它不僅用來(lái)評(píng)價(jià)船舶的旋回性能，同時(shí)還可以直接用于實(shí)際操船。1．旋回初徑、進(jìn)距、橫距、滯距和在實(shí)際操船中的應(yīng)用在水深足夠的寬敞水域，旋回初徑可以用來(lái)估算船舶用舵旋回掉頭所需的水域；橫距可以用來(lái)估算操舵轉(zhuǎn)首后，船舶與岸或其他船舶是否有足夠的間距；滯距可以用來(lái)推算兩船對(duì)遇時(shí)無(wú)法旋回避讓的距離，即兩船對(duì)遇時(shí)的距離小于兩船的滯距之和，則用舵無(wú)法避讓；而兩船的進(jìn)距之和則可以用來(lái)推算對(duì)遇時(shí)的最晚施舵點(diǎn)。

2．反移量在實(shí)際操船中的應(yīng)用反移量在實(shí)際操船中的應(yīng)用很多

例如，本船航行中發(fā)現(xiàn)有人落水時(shí)，應(yīng)立即向落水者一舷操舵，使船尾迅速擺離落水者，以免使之卷進(jìn)船尾螺旋槳流之內(nèi)。又如，在船首較近的前方發(fā)現(xiàn)障礙物時(shí)，為緊急避開(kāi)，應(yīng)立即操滿舵盡量使船首讓開(kāi)；當(dāng)估計(jì)船首已可避開(kāi)時(shí)，再操相反一舷滿舵以便讓開(kāi)船尾。再如，當(dāng)船舶前部已離出碼頭擬進(jìn)車離泊時(shí)，如操大舵角急欲轉(zhuǎn)出，則由于尾外擺而將觸碰碼頭。為避免發(fā)生事故應(yīng)適當(dāng)減速，待駛出一段距離后再使用小舵角慢慢轉(zhuǎn)出。

第二節(jié)船舶操縱方程及船舶操縱性指數(shù)一、船舶操縱運(yùn)動(dòng)方程

T?+r＝Kδ式中：K——旋回性指數(shù)(s-1);T——追隨性指數(shù)(s);r——旋回角速度(1/s);

?——旋回角加速度(1/s2);δ——舵角(°)。

該方程最早是由日本學(xué)者野本謙作提出的，因此也稱為野本方程。該式中，T稱之為船舶的追隨性指數(shù)(turninglagindex)，單位為s；K稱之為船舶的旋回性指數(shù)(turningabilityindex)。

二、船舶操縱性指數(shù)及其意義1．K表示船舶旋回性的優(yōu)劣又稱旋回性指數(shù)。K值大，則操舵后的轉(zhuǎn)向角加速度初始值、定常轉(zhuǎn)向角速度值均較高，易于有較大的轉(zhuǎn)向角。船舶進(jìn)入定常旋回后，因?yàn)镵可用定常旋回角速度r與所操舵角δ0之比來(lái)表示，所以K值實(shí)質(zhì)上是定常旋回中的船舶每單位舵角所能給出的轉(zhuǎn)頭角速度值，又稱增益常數(shù)。K值越大，則船舶的旋回性能越好。

2．T表示船舶追隨性的優(yōu)劣

又稱追隨性指數(shù)。T值小，則操舵后的轉(zhuǎn)向角加速度初始值較高，向定常角速度趨近較快，易于有較大的轉(zhuǎn)向角。船舶操舵后，因?yàn)門表示轉(zhuǎn)向角加速度向零衰減、轉(zhuǎn)向角速度向定常角速度趨近的周期，而且每經(jīng)過(guò)T的時(shí)間均趨近0.37倍，所以T又稱時(shí)間常數(shù)。該時(shí)間越短，則追隨性越好。

三、K、T、指數(shù)無(wú)因次化數(shù)值范圍及影響K、T指數(shù)的因素1．K、T指數(shù)的無(wú)因次化數(shù)值范圍

K、T指數(shù)通常由實(shí)船Z型實(shí)驗(yàn)測(cè)得，為了便于比較不同船舶之間的操縱性，常將操縱性指數(shù)K、T作無(wú)因次化處理，即消去其量綱的處理，即：K’＝K·L/VsT’＝T·Vs/L

式中：L為船長(zhǎng)，單位為m；Vs為船速，單位為m／s。

無(wú)因次化后的船舶操縱性指數(shù)K’、T’由于已經(jīng)除去了船舶尺度與船速的影響，故可直接用來(lái)比較不同船舶或同一船舶在不同條件下的操縱性優(yōu)劣及其變化趨勢(shì)；反過(guò)來(lái)說(shuō)，當(dāng)兩船的K、T指數(shù)相等時(shí)，要使其操縱性能也相同，其船長(zhǎng)和船速也應(yīng)相同。

對(duì)于具備一般的操縱性能的船舶在滿載狀態(tài)下的K’、T’應(yīng)處于下列數(shù)值范圍之內(nèi)：

滿載貨船(L＝100～150m)：K’＝1.5～2.O；T’＝1.5～2.5

滿載油船(L＝150～250m)：K’＝1.7～3.0；T’＝3.0～6.0

操縱性指數(shù)K’、T’值是通過(guò)實(shí)船Z形試驗(yàn)所測(cè)定的。

2．影響K’、T’值的因素

船舶操縱性能指數(shù)K’、T’值，將隨舵角、吃水、吃水差、水深與吃水之比、船體水下線型等因素的變化而變化，且其規(guī)律較為復(fù)雜，但總體來(lái)講，趨勢(shì)如表所列：影響因素舵角增加

吃水增加

尾傾增加

水深變淺

船型越肥

K’、T’變化同時(shí)減小

同時(shí)增大

同時(shí)減小

同時(shí)減小

同時(shí)增大

從表中可以看出，船舶的操縱性指數(shù)K’、T’值是同時(shí)減小或同時(shí)增大的，即提高船舶旋回性的結(jié)果將使其追隨性受到某種程度的降低，而追隨性的改善又將導(dǎo)致船舶旋回性的某些降低。值得注意的是，當(dāng)舵角增加時(shí)，K’、T’值同時(shí)減小，但T’值減小的幅度要比K’值減小的幅度大，因此船舶的舵效反而變好。

四、船舶操縱性指數(shù)K、T、的具體運(yùn)用

實(shí)船Z形試驗(yàn)測(cè)算得出的K、T指數(shù)，對(duì)判別船舶的操縱性能和預(yù)測(cè)船舶的操縱運(yùn)動(dòng)具有重要價(jià)值。其具體運(yùn)用內(nèi)容有：

1．按K、T指數(shù)區(qū)分船舶操縱性

不同種類、結(jié)構(gòu)和大小的船舶，其操縱性會(huì)有很大的不同。按照K、T指數(shù)比較船舶的旋回軌跡，可將船舶操縱性概略地區(qū)分為四類。

A類：是旋回性、追隨性都好的船，具有K值大、T值小的特點(diǎn)。船舶操舵后，應(yīng)舵快，旋回進(jìn)距小，旋回初徑也較小。舵面積比較高的船舶，如拖船具有這樣的操縱性能。

B類：是旋回性差、追隨性好的船，具有K值小、T值小的特點(diǎn)。該類船舶操舵后，盡管應(yīng)舵較快，旋回進(jìn)距小，但旋回初徑卻比較大。

C類：是旋回性好、追隨性差的船，具有K值大、T、值也大的特點(diǎn)。該類船舶操舵后，應(yīng)舵慢，旋回進(jìn)距大，但旋回初徑卻比較小，如滿載的超大型船舶。D類：是旋回性、追隨性都差的船，具有K值小、T值大的特點(diǎn)。該類船舶操舵后，應(yīng)舵慢，旋回進(jìn)距大，旋回初徑也比較大。T小，K小T小，K大T大，K小T大，K大縱距橫距

2．推定新航向距離DNc(distancetonewcourse)

直航中的船舶改向時(shí)如果在新航向的始點(diǎn)才開(kāi)始操舵，由于船舶操舵以及船舶對(duì)舵的響應(yīng)均需要一定的時(shí)間的緣故，則根本不可能達(dá)到駛上新航線的目的。因此，要求駕引人員在施舵轉(zhuǎn)向之前，充分準(zhǔn)確地推定施舵點(diǎn)至轉(zhuǎn)向點(diǎn)的距離，才能真正駛到新的航線上去。所謂新航向距離指的就是原航線上應(yīng)提前操舵的施舵點(diǎn)至轉(zhuǎn)向點(diǎn)的距離，如圖所示。

G軌跡近似OR

3．改向中轉(zhuǎn)頭慣性角的估算船舶在航行中改向操舵后，船舶的轉(zhuǎn)頭角速度r0到達(dá)某一定值后操正舵，船首繼續(xù)轉(zhuǎn)頭慣性角

為：

＝r0·T由該式可知，實(shí)際操船當(dāng)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1)滿載船舶較空載船舶一般說(shuō)來(lái)具有起轉(zhuǎn)較慢、停轉(zhuǎn)不易、操縱呆笨的特點(diǎn)，要求操縱者根據(jù)改向角的大小，適當(dāng)?shù)卦缬枚?、早回舵，所操舵角也比較大。

2)為提高在淺窄水域中操船的安全度，降低船速是完全必要的。但降低船速后，由于提高了轉(zhuǎn)頭慣性角，更應(yīng)注意適時(shí)用大舵角壓舵，必要時(shí)須果斷提高轉(zhuǎn)速以有效地抑制之。

3)尺度較大的船舶，一般說(shuō)來(lái)也具有轉(zhuǎn)頭慣性角較大的特點(diǎn)，處于滿載時(shí)則更甚，尤應(yīng)注意在起轉(zhuǎn)之后，適時(shí)根據(jù)具體條件和轉(zhuǎn)頭角速度的快慢采用抑制措施。

4)為提高壓舵有效性或較為明顯地降低轉(zhuǎn)頭慣性角，操縱人員應(yīng)隨時(shí)注意觀察轉(zhuǎn)頭趨勢(shì)，并要牢記，只有采用較大的壓舵角，才能有效地降低T，使船舶轉(zhuǎn)頭速度迅速得以降低，從而有效地控制慣性轉(zhuǎn)頭角不致過(guò)大。

根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，在舵效較好的一般貨船上，壓舵角一般可取轉(zhuǎn)向時(shí)所操舵角的1／2；在舵效較慢的大型油船上，尤其是超大型油船在它們滿載時(shí)應(yīng)按照轉(zhuǎn)頭慣性的強(qiáng)弱，多取與轉(zhuǎn)向時(shí)所操舵角等大的壓舵角。

4．船舶定常旋回直徑D的估算根據(jù)定常旋回運(yùn)動(dòng)中旋回角速度r0＝K

0的結(jié)論，可以得到船舶定常旋回直徑的估算式：

D＝2Vt/K

0

式中：Vt——船舶定常旋回時(shí)的線速度；

K——有量納的船舶的旋回性指數(shù)；

0——所操的舵角，應(yīng)采用弧度作單位。在使用該式估算旋回直徑D時(shí)，應(yīng)適當(dāng)?shù)乜紤]到旋回中船舶降速問(wèn)題，尤其是超大型船舶的降速問(wèn)題更為明顯。

第三節(jié)船舶的航向穩(wěn)定性與保向性正舵直航中的船舶，當(dāng)受到風(fēng)、浪或其他因素的瞬時(shí)性干擾后，船舶將不可避免地偏離原來(lái)的直航運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。但當(dāng)干擾過(guò)去后，偏離原來(lái)直航運(yùn)動(dòng)的船舶能否自行恢復(fù)到原來(lái)航線上去(位置穩(wěn)定)，能否自行恢復(fù)到原來(lái)的航向上去(方向穩(wěn)定)，能否較快地穩(wěn)，定在新的航向上，具有新的直線運(yùn)動(dòng)(直線穩(wěn)定)，這就是船舶運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性所討論的問(wèn)題。它是船舶操縱性研究的一個(gè)重要方面。

一、航向穩(wěn)定性

所謂航向穩(wěn)定性，指的是船舶在受外界干擾取得轉(zhuǎn)頭速度r0后，當(dāng)干擾結(jié)束之后在船舶保持正舵的條件下，船舶受的轉(zhuǎn)頭阻矩對(duì)船體轉(zhuǎn)頭運(yùn)動(dòng)有何影響，因而船舶轉(zhuǎn)頭運(yùn)動(dòng)將如何變化的性質(zhì)。一艘航向穩(wěn)定性較好的船舶，直航中即使很少操舵也能較好地保向；而當(dāng)操舵改向時(shí)，又能較快地應(yīng)舵；轉(zhuǎn)向中回正舵，又能較快地把航向穩(wěn)定下來(lái)。其特點(diǎn)是對(duì)舵的響應(yīng)運(yùn)動(dòng)來(lái)得快，耗時(shí)短，因而舵效比較好。1．靜航向穩(wěn)定性

靜航向穩(wěn)定性(staticalcoursestability)，指的是船舶受外力作用而稍微偏離原航向，但重心仍在原航向上斜航前進(jìn)，有關(guān)該斜航漂角將如何變化的性能。通常的船舶在斜航中，因?yàn)槠堑某霈F(xiàn)將產(chǎn)生使漂角繼續(xù)增大的轉(zhuǎn)頭力矩，所以常常是靜航向不穩(wěn)定的。船舶越是首傾，船體側(cè)面積在船首分布越多，其靜航向穩(wěn)定性就越差。2．動(dòng)航向穩(wěn)定性

當(dāng)外界干擾過(guò)去之后，船舶的轉(zhuǎn)頭運(yùn)動(dòng)在不用舵糾正的情況下，能盡快穩(wěn)定于新航向的性質(zhì)謂之船舶動(dòng)航向穩(wěn)定性(dynamicalcoursestability)。穩(wěn)定得較慢、慣性轉(zhuǎn)頭角較大的船舶，其動(dòng)航向穩(wěn)定性較差；穩(wěn)定得較快、慣性轉(zhuǎn)頭角較小的船，其動(dòng)航向穩(wěn)定性較好；一直轉(zhuǎn)頭不停而偏轉(zhuǎn)下去的船，則不具備動(dòng)航向穩(wěn)定性。一般所說(shuō)的船舶航向穩(wěn)定性指的就是動(dòng)航向穩(wěn)定性，即船舶直線運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性。當(dāng)然，航向穩(wěn)定性差的船舶，甚至航向不穩(wěn)定的船舶，為了保持航向，就需頻繁操舵，而且所用舵角也偏大。二、船舶航向穩(wěn)定性的判別1.根據(jù)航向穩(wěn)定性指數(shù)判別船舶航向穩(wěn)定性指數(shù)T＞0，說(shuō)明船舶具有航向穩(wěn)定性，且T值為越小的正數(shù)，船舶的航向穩(wěn)定性越好。航向穩(wěn)定性指數(shù)T＜0，則說(shuō)明船舶不具有航向穩(wěn)定性。船舶追隨性好的船舶可以同時(shí)判斷為航向穩(wěn)定性好的船舶。2．根據(jù)船舶的線型系數(shù)判別一般說(shuō)來(lái)，方形系數(shù)較低、長(zhǎng)寬比較高的船舶具有較好的航向穩(wěn)定性。類似超級(jí)油船之類的肥大型船舶，方形系數(shù)一般在0.8左右，其航向穩(wěn)定性在小舵角范圍內(nèi)總帶有不穩(wěn)定性。三、船舶保向性

1．船舶保向性的概念保向性是指船舶在外力作用下(如風(fēng)、流、浪等)，由舵工(或自動(dòng)舵)通過(guò)，羅經(jīng)識(shí)別船舶首搖情況，通過(guò)操舵抑制或糾正首搖并使船舶駛于預(yù)定航向上的能力。船舶保向性的好壞不但與船舶航向穩(wěn)定性的好壞有關(guān)，而且還與操，舵人員的技能及熟練程度、自動(dòng)舵、舵機(jī)的性能有關(guān)。

2．影響船舶保向性的主要因素

船型——水下船型是決定船舶轉(zhuǎn)頭阻矩和慣性的重要因素，水上船型是決定船舶所受風(fēng)力及風(fēng)力轉(zhuǎn)船力矩大小的重要因素。它們對(duì)保向性均有很大影響。

(1)方形系數(shù)較低、長(zhǎng)寬比較高的瘦削型船舶，其保向性較優(yōu)；淺吃水的寬體船保向性較差。(2)船體側(cè)面積在尾部分布較多者，如船尾有鈍材，其保向性較好；船首水下側(cè)面積分布較多者，如船首有球鼻首將降低保向性。(3)較高的干舷將降低船舶在風(fēng)中航行時(shí)的保向性。2)載態(tài)

載態(tài)的改變將導(dǎo)致水下和水上船型的改變，因而也影響到船舶保向性。對(duì)于同一艘船:a.輕載較滿載時(shí)保向性好(受風(fēng)時(shí)另當(dāng)別論)；b.尾傾較首傾時(shí)的保向性好。3)舵角增大所操的舵角，能明顯地改善船舶的保向性。超大型油船小舵角狀態(tài)下有航向不穩(wěn)定趨勢(shì)，需用較大舵角才能保向。4)船速對(duì)于同一艘船而言，由于船速的提高，船舶保向性將變好。

5)其他因素保向性將因水深變淺而提高；船舶順風(fēng)浪或順流航行中保向性反而降低。

第四節(jié)船舶變速運(yùn)動(dòng)性能

驅(qū)動(dòng)靜止中的船舶運(yùn)動(dòng)，或運(yùn)動(dòng)中的船舶停止下來(lái)，或改變船舶的運(yùn)動(dòng)速度，它們均有維持其原運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的趨勢(shì)，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的過(guò)渡，才能達(dá)到所要求的狀態(tài)。這種趨勢(shì)就是船舶慣性(inertiaeffect)。標(biāo)志慣性過(guò)程長(zhǎng)短的數(shù)據(jù)可有兩種表示方式：一種是衡量完成變速運(yùn)動(dòng)所需路程的叫沖程(慣性沖程)；另一種是衡量完成變速運(yùn)動(dòng)所需時(shí)間的叫沖時(shí)(慣性沖時(shí))。

一、船舶的啟動(dòng)性能

定義：船舶在靜止?fàn)顟B(tài)中開(kāi)進(jìn)車，使船舶達(dá)到與主機(jī)功率相應(yīng)的穩(wěn)定船速所需的時(shí)間和航進(jìn)的距離，稱為船舶的啟動(dòng)性能

船舶從靜止?fàn)顟B(tài)開(kāi)進(jìn)車，主機(jī)的轉(zhuǎn)速需視船速的逐步提高而逐漸增加，因而存在一個(gè)逐步加速過(guò)程。一味求快，甚至立即把主機(jī)的轉(zhuǎn)速增加很多，則會(huì)使主機(jī)轉(zhuǎn)矩突然增大，使主機(jī)超負(fù)荷工作，在實(shí)際操船中應(yīng)予以防止。

船速達(dá)到定常速度V0時(shí)所需的時(shí)間t和航進(jìn)的距離S的估算公式為：

t=0.004×Δ?V0/R0S=0.101×Δ?V02/R0

Δ——船舶排水量，單位為t；

R0——船速為V0時(shí)的船舶阻力，單位為9.81kN；

V0——船舶的定常速度，單位為kn；t

——時(shí)間，單位為min；

S——啟動(dòng)慣性距離，單位為m。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，從靜止?fàn)顟B(tài)逐級(jí)動(dòng)車，直至達(dá)到定常速度，滿載船舶約需航經(jīng)20倍船長(zhǎng)左右的距離，輕載時(shí)約為滿載時(shí)的1／2～2／3。

二、停車性能

定義：船舶在全速或半速前進(jìn)中停止主機(jī)，至船對(duì)水停止移動(dòng)時(shí)所需的時(shí)間和滑行的距離，稱為停車沖時(shí)和停車沖程。

主機(jī)停車后，推力急劇下降到零；開(kāi)始船速下降迅速；但隨著船速的下降，船舶阻力減小，船速下降逐漸緩慢；當(dāng)船速很低時(shí)，阻力很小，船速的下降極為緩慢，船舶很難完全停止下來(lái)。因此，通常以船速降低至能維持船舶舵效的速度(對(duì)于萬(wàn)噸級(jí)船舶為2kn左右)為界限來(lái)計(jì)算船舶的停車沖程和沖時(shí)。

主機(jī)停車后至船速降低到能維持舵效的速度時(shí)所需的時(shí)間t和滑行距離S的估算公式為：

t=0.00105×Δ?V02/

R0（1/V–1/V0）S=0.075×Δ?V02/

R0log（

V0/V）

Δ——船舶排水量，單位為t；

R0——船速為V0時(shí)的船舶阻力，單位為9.81kN；

V——船舶停止時(shí)刻的速度，一般以能維持其舵效的速度計(jì)算，單位為kn；

V0——船舶的定常速度，單位為kn；t

——時(shí)間，單位為min；

S——啟動(dòng)慣性距離，單位為m。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，船舶在常速航進(jìn)中停車，降速到能維持其舵效的速度時(shí)，一般貨船的停車沖程為船長(zhǎng)的8～20倍，超大型船舶則超過(guò)20倍的船長(zhǎng)，船越大，停車慣性越大。.高速前進(jìn)中的船舶，突然下令停車，主機(jī)轉(zhuǎn)速下降至完全停止要有一個(gè)過(guò)程。除特殊情況外，從有利保護(hù)主機(jī)的角度出發(fā)，一般仍應(yīng)采取逐級(jí)降速至停車。三、倒車停船性能及影響緊急停船距離的因素

1．倒車停船性能船舶在前進(jìn)三中開(kāi)后退三，從發(fā)令開(kāi)始到船對(duì)水停止移動(dòng)所需的時(shí)間及航進(jìn)的距離，稱為倒車沖時(shí)和倒車沖程，其距離又稱緊急停船距離(crashstoppingdistance)或最短停船距離(shorteststoppingdistance)。

前進(jìn)中的船舶由進(jìn)車改為倒車，通稱主機(jī)換向。

一般情況下:蒸汽機(jī)船約需60～90s。內(nèi)燃機(jī)船約需90～120s；汽輪機(jī)船約需120～180s；倒車沖時(shí)和倒車沖程可用下列公式估算：

t=0.0089×Δ?V0/R0S=0.0121×Δ?V02/R0Δ——船舶排水量，單位為t；

R0——船速為V0時(shí)的船舶阻力，單位為9.81kN；

V0——船舶的定常速度，單位為kn；t

——時(shí)間，單位為min；

S——啟動(dòng)慣性距離，單位為m。

根據(jù)統(tǒng)計(jì):一般中型至萬(wàn)噸級(jí)貨船的緊急停船距離可達(dá)6～8倍船長(zhǎng)；載重量50000t左右的船舶達(dá)8～10倍船長(zhǎng)；載重量10萬(wàn)t的船舶可達(dá)10～13倍船長(zhǎng)；載重量15～20萬(wàn)t的船舶可達(dá)13～16倍船長(zhǎng)。

2．影響緊急停船距離的因素(1)船舶排水量:在其他條件相同的情況下，排水量越大，緊急停船距離越大。

(2)船速:若其他因素一定時(shí)，船速越高，緊急停船距離越大。(3)主機(jī)倒車功率、轉(zhuǎn)速和換向時(shí)間:若其他條件相同，主機(jī)倒車轉(zhuǎn)速越高，主機(jī)倒車功率越大，緊急停船距離越?。恢鳈C(jī)換向時(shí)間越短，緊急停船距離也越小。

(4)推進(jìn)器種類:可變螺距螺旋槳(CPP)船與固定螺距螺旋槳(FPP)船相比較，由于CPP船的換向操作只需改變螺旋槳的螺距角，而無(wú)需停止主機(jī)，因此其換向時(shí)間短，其緊急停船距離也就較小。若其他條件相同，則CPP船的緊急停船距離約為FPP船的60％～80％。(5)船體的污底程度:船體污底越嚴(yán)重，船體阻力越大，緊急停船距離越小。

(6)外界條件:順風(fēng)、順流時(shí)緊急停船距離增大；頂風(fēng)、頂流時(shí)緊急停船距離減小。在淺水中由于船舶阻力增加，其緊急停船距離較深水中小。3、幾種制動(dòng)方法a、倒車制動(dòng)

b、大角度旋回制動(dòng)

c、蛇航制動(dòng)

d、拖錨制動(dòng)e、拖輪制動(dòng)

f、輔助裝置制動(dòng)——利用阻力鰭等裝置

第五節(jié)船舶操縱性試驗(yàn)

掌握船舶的操縱性是駕引人員安全操船的必備條件。為掌握實(shí)船的操縱性，必須進(jìn)行實(shí)船的操縱性試驗(yàn)(manoeuvringtest)，主要包括:一、旋回試驗(yàn)1、旋回性實(shí)驗(yàn)的意義船舶旋回試驗(yàn)是迄今為止仍普遍進(jìn)行的試驗(yàn)。其目的是求取船舶的旋回要素，其中包括進(jìn)距、橫距、旋回初徑、旋回直徑、滯距、旋回時(shí)間等，以便評(píng)價(jià)船舶旋回的迅速程度和所需水域的大小，從而判定船舶的旋回性能。2、大致操作步驟：（1）調(diào)整好預(yù)定的航向航速，并做好記錄；（2）下令操舵，并盡可能快地達(dá)到預(yù)定舵角；（3）首向角改變1°，5°，15°，30°，60°以及以后每改變30度記錄下對(duì)應(yīng)的船位，時(shí)間、航速以及轉(zhuǎn)速；（4）當(dāng)首向角達(dá)到360°后，恢復(fù)直航。二、Z形試驗(yàn)

Z形試驗(yàn)最早是Kempf提出的一種判定船舶操縱性能的方法，又稱標(biāo)準(zhǔn)操縱性試驗(yàn)。1957年日本學(xué)者野本又發(fā)展了對(duì)Z形試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行理論分析的新方法——K，T指數(shù)分析方法。三、螺旋試驗(yàn)和逆螺旋試驗(yàn)螺旋試驗(yàn)包括正螺旋試驗(yàn)(directspiraltest)和逆螺旋試驗(yàn)(reversespiraltest)兩種，前者由法國(guó)的Dieudonne提出，后者由Beck提出。螺旋試驗(yàn)的目的是判定船舶航向穩(wěn)定性的好壞。

1、螺旋試驗(yàn)

從右滿舵開(kāi)始，經(jīng)零舵角至左滿舵，依次減小舵角，而后以同樣的方法從左滿舵到右滿舵，求出各舵角δ與對(duì)應(yīng)的定常旋回角度r之間的關(guān)系。情況一：aoa′oa

完全單值對(duì)應(yīng)，則航向穩(wěn)定。情況二：ABCDA′DEBA，帶有BCDE環(huán)形（滯后環(huán)），環(huán)形內(nèi)為多值對(duì)應(yīng)，則這種船為航向不穩(wěn)定，旋回中即使減小舵角或回正舵也很難使船舶恢復(fù)直航。BCDE環(huán)形越大，則該船航向越不穩(wěn)定2、逆螺旋實(shí)驗(yàn)與螺旋實(shí)驗(yàn)相反，選定角速度再求取與之對(duì)應(yīng)的舵角。該方法省時(shí)、省事，抗干擾能力強(qiáng)，缺點(diǎn)是需要有轉(zhuǎn)頭角速度儀配合。如圖中：r-δ曲線成ef線形則具有航向穩(wěn)定性，若成S形曲線則不具有航向穩(wěn)定性，不穩(wěn)定環(huán)越大，航向穩(wěn)定性越差

四、停船試驗(yàn)

停船性能是船舶操縱性能中極為重要的性能之一，在實(shí)船試驗(yàn)中應(yīng)分別測(cè)定船舶在滿載和空載時(shí)，主機(jī)轉(zhuǎn)速為前進(jìn)一、二、三時(shí)，采用停車、倒車措施的沖程和沖時(shí)。

測(cè)定方法，通常采用拋板法（或稱投木法）:

用拋扳法測(cè)定沖程時(shí)，其沖程大小表示船舶對(duì)水的移動(dòng)距離第二章車、舵、錨、纜、拖船在操船中的運(yùn)用

把主機(jī)發(fā)出的功率轉(zhuǎn)換成推動(dòng)船舶前進(jìn)的功率的裝置或機(jī)構(gòu)，統(tǒng)稱推進(jìn)器（車）。第一節(jié)螺旋槳的作用固定螺距螺旋槳CPP目前機(jī)動(dòng)船上普遍使用的是螺旋槳。螺旋槳的種類主要可分為固定螺距螺旋槳(FPP)和可變螺距螺旋槳(CPP)可變螺距螺旋槳CPP三、螺旋槳的致偏作用Q水Q空氣h1)螺旋槳沉深橫向力h／D＜0.5時(shí)的情況D

當(dāng)螺旋槳槳葉部分露出水面，這就導(dǎo)致螺旋槳部分在空氣中工作，因空氣的密度要比水的密度小，導(dǎo)致螺旋槳上部

與下部的轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)差值,形成的橫向力，稱為螺旋槳沉深橫向力。當(dāng)螺旋槳完全沒(méi)入水中時(shí)，也可能存在教大的沉深橫向立影響作用效果：進(jìn)車時(shí)，該力推尾向右，船首左偏；倒車時(shí)相反，推尾向左、船首右偏。此外,沉深橫向力在船舶啟動(dòng)或低速過(guò)程中加速時(shí)影響明顯。

因此當(dāng)沉深比h／D＜0.65～0.75時(shí)，沉深橫向力將明顯增大。h／D＞0.5時(shí)的情況伴流在螺旋槳處的分布是不均勻的，受船尾形狀的影響，其分布特點(diǎn)是左右對(duì)稱、上大下小。2)伴流橫向力0.60.70.50.40.30.20.1對(duì)于右旋固定螺距螺旋槳單槳船而言，當(dāng)船舶在前進(jìn)中進(jìn)車時(shí)，伴流橫向力推尾向左，船首右偏；船舶在前進(jìn)中倒車時(shí)，伴流橫向力推尾向右，船首左偏。對(duì)水靜止的船舶無(wú)伴流橫向力影響3)排出流橫向力

船舶在前進(jìn)中操正舵時(shí)，舵葉左上部與右下部將分別受到排出流的有力沖擊。

前進(jìn)中，受上大下小的伴流影響，右下部排出流的沖角明顯大于左上部，使右側(cè)的水動(dòng)力高于左側(cè)，造成推尾向左，船首向右偏轉(zhuǎn)。后退中舵葉伴流上大下小的特征不明顯，故后退中正車排出流橫向力基本可以忽略倒車時(shí)，螺旋槳排出流作用在船尾。因船尾本身具有上大下小的特征，所以無(wú)論前進(jìn)還是倒退都有排出流橫向力的作用。作用效果依然是推船尾向左，船首右偏。4)推力中心偏位(吸入流引起的上升斜流的作用)

前進(jìn)中正車時(shí)，右半圓的槳葉頂流、左順流，右側(cè)推力大于左側(cè)推力，使船首左偏；船舶前進(jìn)中倒車時(shí)，左側(cè)槳葉的拉力大于右側(cè)槳葉的拉力，使船首左偏。船舶在后退中，如操正舵，則吸入流并無(wú)致偏作用；如操某舷舵角，則吸入流沖在舵葉的背面，使船首向操舵另一舷偏轉(zhuǎn)，即操左舵時(shí)船首向右偏轉(zhuǎn)，操右舵時(shí)船首向左偏轉(zhuǎn)。與前三者相比較，推力中心偏位最微弱。大多數(shù)情況下可忽略不計(jì)。螺旋槳橫向力的致偏作用(右旋FPP單槳船)

橫向力致偏作用產(chǎn)生條件量值沉深橫向力進(jìn)車時(shí)船首左偏倒車時(shí)船首右偏h／D＜0.65～0.75視h／D值的大小伴流橫向力進(jìn)車時(shí)船首右偏倒車時(shí)船首左偏船舶必須有前進(jìn)的速度較小的量排出流橫向力不論進(jìn)車或倒車，船首均右偏排出流能夠作用于舵上或船體尾部較大的量推力中心偏位不論進(jìn)車或倒車，船首均左偏船舶在前進(jìn)中較小的量四、右舷單車船橫向力綜合效應(yīng)1.靜止?fàn)顟B(tài)

a.靜止中正車b.靜止中倒車沉深橫向力伴流橫向力排出流橫向力“倒頭”，無(wú)舵效用舵可以有效克服左偏2.前進(jìn)中的狀態(tài)

a.正車前進(jìn)航行b.前進(jìn)中開(kāi)倒車

開(kāi)始時(shí)車速逐漸減小時(shí)，排出流橫向力不明顯，沉深橫向力和伴流橫向力使船首偏轉(zhuǎn)不定。螺旋槳倒轉(zhuǎn)后，伴流橫向力減小，排出流橫向力增強(qiáng)，并與沉深橫向力共同推首向右。注：此時(shí)舵效極差，難以克服右偏?？蛰d或船尾吃水小的船舶易發(fā)生左偏，壓載或增加吃水差可緩解此影響。重載船受沉深橫向力影響不大，偏轉(zhuǎn)不明顯?？梢杂枚婵朔?。船舶前進(jìn)中開(kāi)倒車的運(yùn)動(dòng)軌跡3.后退狀態(tài)

后退的狀態(tài)進(jìn)車主要用以糾正倒車后退過(guò)程中的右偏。用舵有效。把主機(jī)發(fā)出的功率轉(zhuǎn)換成推動(dòng)船舶前進(jìn)的功率的裝置或機(jī)構(gòu)，統(tǒng)稱推進(jìn)器（車）。推進(jìn)器的種類主要有螺旋槳、平旋推進(jìn)器、明輪、噴水推進(jìn)器等等。目前機(jī)動(dòng)船上普遍使用的是螺旋槳。螺旋槳的種類主要可分為固定螺距螺旋槳(FPP)和可變螺距螺旋槳(CPP)

第一節(jié)螺旋槳的作用可變螺距螺旋槳CPP固定螺距螺旋槳CPP

一、船舶阻力與螺旋槳的推力舶以一定航速行駛于水面，必須克服船舶本身所受的各種阻力。船舶依靠主機(jī)發(fā)出的功率，驅(qū)動(dòng)推進(jìn)器產(chǎn)生推力；當(dāng)推力與阻力平衡時(shí)，船舶將作勻速運(yùn)動(dòng)，否則將作變速運(yùn)動(dòng)。

1．船舶阻力航行中的船舶所受的阻力(resistance)包括基本阻力R0與附加阻力△R兩個(gè)部分：

R＝R0十△R

基本阻力R0是指新出塢的裸體船(不包括附屬體，如舵、螺旋槳等)在平靜水面行駛時(shí)水對(duì)船體產(chǎn)生的阻力?；咀枇τ赡Σ磷枇?frictionalresistance)、渦流阻力(eddy—makingresistance)和興波阻力(wave—resistance)構(gòu)成；后二者統(tǒng)稱壓差阻力，通常也稱為剩余阻力(resid—Ualresistance)。

基本阻力與船速的關(guān)系近似于線性變化，但當(dāng)船速較高時(shí)，則基本阻力隨船速的增加急劇增加，且船速越高增加的幅度越大。基本阻力隨船速而出現(xiàn)上述變化的原因在于，船速較低時(shí)，摩擦阻力占基本阻力的比例較高；而船速較高時(shí)，則剩余阻力，尤其是興波阻力所占比例將越來(lái)越大；單就興波阻力而言，則約與船速的4～6次方成正比。當(dāng)船速一定時(shí)，吃水越大，基本阻力越大。

附加阻力由污底阻力(foulingresistance)、附體阻力(appendageresistance)、空氣阻力(airresistance)和洶濤阻力(roughwaterresistance．)組成：

R0=RF+RA+Rx+RR

顯然，船舶的附加阻力與船體的污底程度、附體的多少及結(jié)構(gòu)、風(fēng)浪的大小、航道的淺窄等因素有關(guān)。對(duì)于商船而言，因其速度不高，空氣阻力僅占總阻力的2％～4％。2．螺旋槳的推力和轉(zhuǎn)矩

在主機(jī)驅(qū)動(dòng)下，轉(zhuǎn)動(dòng)的螺旋槳推水向后運(yùn)動(dòng)，水對(duì)螺旋槳的反作用力在船首方向的分量就是推船前進(jìn)的推力(thrust)；倒車時(shí)則產(chǎn)生指向船尾的拉力。流向螺旋槳盤面的流稱為吸入流(suctioncurrentcurrent)；離開(kāi)螺旋槳盤面的流稱為排出流(dischargecurrent)。吸入流的特點(diǎn)是流速較侵，范圍較寬，流線幾乎相互平行；排出流的特點(diǎn)是流速較快，范圍較小，水流旋轉(zhuǎn)激烈，如圖

由船舶原理可知，當(dāng)螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的推力(trust)和需要通過(guò)主機(jī)帶動(dòng)克服的轉(zhuǎn)矩(torque)為:

T＝KTρn2D4

Q＝KQρn2D5二、主機(jī)功率和船速1．主機(jī)功率1)機(jī)器功率(MachineryHorsePower)MHP(1)指示功率(IndicatedHorsePower)IHP(2)制動(dòng)功率(BrakeHorsePower)BHP(3)軸功率(ShaftHorsePower)SHP2)(螺旋槳)收到功率(DeliveredHorsePower)DHP3)推力功率(ThrustHorsePower)THP

有效功率(EffectiveHorseFower)EHP

2．船速分類1)額定船速

在額定功率、額定轉(zhuǎn)速條件下，船舶在平靜的深水域中取得的船速稱為額定船速

2)海上船速

海上由于氣候多變，為確保長(zhǎng)期安全航行，需留有適當(dāng)?shù)闹鳈C(jī)功串儲(chǔ)備，因而主機(jī)的海上常用功率要較其額定功率為低，通常為額定功率的90％；相應(yīng)的海上常用主機(jī)轉(zhuǎn)速n0則為額定轉(zhuǎn)速的96％～97％。

3)港內(nèi)船速

近岸航行，尤其是近港航行，常需備車；港內(nèi)船舶密集，水深較淺，彎道較多，用舵頻繁。為便于操縱與避讓和不使主機(jī)超負(fù)荷，港內(nèi)航行最高船速也應(yīng)較海上船速為低。一般港內(nèi)的最高主機(jī)轉(zhuǎn)速約為海上常用轉(zhuǎn)速的70％～80％左右。三、螺旋槳的致偏作用1．螺旋槳橫向力1)螺旋槳沉深橫向力螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，除推水產(chǎn)生推力或拉力外，還推水旋轉(zhuǎn)。從而產(chǎn)生即轉(zhuǎn)力Q。當(dāng)h／D＜0.5時(shí)，螺旋槳槳葉部分露出水面，這就導(dǎo)致螺旋槳部分在空氣中工作，因空氣的密度要比水的密度小，導(dǎo)致螺旋槳上部的轉(zhuǎn)力Q2小于下部的轉(zhuǎn)力Q1，Q1和Q2的差值形成的橫向力，稱為螺旋槳沉深橫向力。注：因?yàn)闃?yè)在接近水面工作時(shí)，會(huì)出現(xiàn)空氣吸入現(xiàn)象，上下葉片的阻力差仍然交大，因此在船舶輕載或壓載時(shí)此現(xiàn)象仍然明顯

螺旋槳盤面中心距水面的垂直距離稱為螺旋槳的沉深h。它與螺旋槳直徑D之比h／D稱為沉深比。螺旋槳沉深橫向力的大小與船舶浮態(tài)密切相關(guān)，當(dāng)沉深比h／D＞0.65～0.75時(shí)，螺旋槳槳葉距水面較深，空氣就不易吸入，沉深橫向力很小，隨h／D的逐步減小該力將明顯增大。對(duì)于右旋固定螺距螺旋槳而言，進(jìn)車時(shí)，該力推尾向右，船首左偏；倒車時(shí)相反，推尾向左、船首右偏。此外,沉深橫向力在船舶啟動(dòng)或低速過(guò)程中加速時(shí)影響明顯。**相關(guān)案例

某船長(zhǎng)自述:“泰國(guó)林茶班港的引水員的特點(diǎn)是“神速”，我出入一次后完全了解了他們的特點(diǎn)。當(dāng)我第一次到這個(gè)港口時(shí)，我差一點(diǎn)吃了當(dāng)?shù)匾畣T配合不善而使船舶處于“緊迫局面”的危急境地的虧。事情的經(jīng)過(guò)現(xiàn)在想起來(lái)我就脊背颼颼冷汗直冒，在當(dāng)時(shí)我卻出奇地鎮(zhèn)靜。一艘出口船還沒(méi)有完全拎直港內(nèi)航道的航向，泰國(guó)引水員就迫不及待地下船了。另外一名泰國(guó)引水員在高頻電話中窮催我快速接近進(jìn)口中央浮，盡管我十分謹(jǐn)慎地接近，在我轉(zhuǎn)向進(jìn)入港內(nèi)航道時(shí)引水員還沒(méi)有上船，對(duì)面船舶卻很快接近了，我連忙用舵向右避讓，可是兩船態(tài)勢(shì)把航道門關(guān)死了。面對(duì)這樣緊迫局面，我采取了緊急倒車，一面回正舵，利用強(qiáng)大螺旋槳倒車沉深橫向力的作用，既減慢了船速，又快速向右偏轉(zhuǎn)，終于在150米開(kāi)外避免了和他船碰撞的后果。兩船在安全距離內(nèi)通過(guò)了，剛上船的引水員看了只能直發(fā)呆?！?/p>

2)伴流橫向力伴流在螺旋槳處的分布是不均勻的，如右圖所示，其分布特點(diǎn)是左右對(duì)稱、上大下小。對(duì)于右旋固定螺距螺旋槳單槳船而言，當(dāng)船舶在前進(jìn)中進(jìn)車時(shí)，伴流橫向力推尾向左，船首右偏；船舶在前進(jìn)中倒車時(shí)，伴流橫向力推尾向右，船首左偏。上述的船首偏轉(zhuǎn)方向正好與螺旋槳的沉深橫向力相反。船舶在后退中，因?yàn)槎嫒~形成的伴流極小，所以不論是進(jìn)車或倒車其影響均可忽略不計(jì)。因伴流只存在于航行的船舶，故對(duì)水靜止的船舶無(wú)伴流影響3)排出流橫向力

船舶在前進(jìn)中操正舵時(shí)，如圖右所示，舵葉左上部與右下部將分別受到排出流的有力沖擊。相比較而言，因?yàn)橛蚁虏颗懦隽鞯臎_角明顯大于左上部，使右側(cè)的水動(dòng)力高于左側(cè)，造成推尾向左，船首向右偏轉(zhuǎn)。當(dāng)船舶在輕吃水狀態(tài)下舵葉部分露出水面時(shí)，這種偏轉(zhuǎn)趨勢(shì)將更加明顯。

對(duì)于右旋固定螺距螺旋槳單槳船而言，排出流均使船首向右偏轉(zhuǎn)。

值得注意的是：

1、排出流橫向力當(dāng)船速較低時(shí)在螺旋槳橫向力中是一個(gè)比較大的量，尤其是船舶在輕載狀態(tài)下。

2、因在正車時(shí)，排出流橫向受伴流的影響而產(chǎn)生，在船舶對(duì)水靜止時(shí)因無(wú)伴流產(chǎn)生，而舵頁(yè)上下側(cè)面積相差不大，故排出流橫向力作用不明顯。在倒車時(shí)，隨無(wú)伴流作用，但船尾上下部側(cè)面積明顯不一樣，所以即使對(duì)水靜止，倒車排出流橫向力的作用影響仍然很明顯。

4)推力中心偏位(吸入流引起的上升斜流的作用)

推力中心偏位是由于吸入流造成的。船舶前進(jìn)中，吸入流沿水下船尾型線由船底向上呈斜上方向匯集于螺旋槳的盤面內(nèi)。進(jìn)車時(shí)右半圓的槳葉呈頂流、左半圓的槳葉呈順流狀態(tài)，使右側(cè)槳葉的推力大于左側(cè)槳葉的推力，整個(gè)螺旋槳的推力中心偏向于螺旋槳中心的右側(cè)，使船首左偏；船舶前進(jìn)中倒車時(shí)，左側(cè)的槳葉呈頂流、右側(cè)的槳葉呈順流狀態(tài)，使左側(cè)槳葉的拉力大于右側(cè)槳葉的拉力，整個(gè)螺旋槳的拉力中心偏向于螺旋槳中心的左側(cè)，使船首左偏?？偠灾菪龢屏χ行钠坏姆较蚺c螺旋槳旋轉(zhuǎn)的方向一致，且船速越高、螺旋槳轉(zhuǎn)速越高，則推力中心偏位越明顯。船舶在后退中，如操正舵，則吸入流并無(wú)致偏作用；如操某舷舵角，則吸入流沖在舵葉的背面，使船首向操舵另一舷偏轉(zhuǎn)，即操左舵時(shí)船首向右偏轉(zhuǎn)，操右舵時(shí)船首向左偏轉(zhuǎn)。

Vs正車右漿葉頂流T大左漿葉順流T小倒車右漿葉順流T小左漿葉頂流T大正車推力中心偏右使首左偏倒車?yán)χ行钠笫故鬃笃嚭偷管嚲勾紫蜃笃D(zhuǎn)

螺旋槳橫向力的致偏作用(右旋FPP單槳船)

橫向力

致偏作用

產(chǎn)生條件

量值

沉深橫向力

進(jìn)車時(shí)船首左偏倒車時(shí)船首右偏

h／D＜0.65～0.75

視h／D值的大小

伴流橫向力進(jìn)車時(shí)船首右偏倒車時(shí)船首左偏

船舶必須有前進(jìn)的速度

較小的量

排出流橫向力不論進(jìn)車或倒車，船首均右偏

排出流能夠作用于舵上或船體尾部

較大的量

推力中心偏位不論進(jìn)車或倒車，船首均左偏

船舶在前進(jìn)中

較小的量

右舷單車船橫向力綜合效應(yīng)1.靜止?fàn)顟B(tài)

a.靜止中正車——伴流、排出流橫向力和推力中心偏位的影響非常弱，主要在沉深橫向力的影響下，船首左偏。

b.靜止中倒車——無(wú)伴流和推力中心偏位，沉深橫向力和排出流橫向力均推尾向左，船首右偏。用舵難以克服1.前進(jìn)中的狀態(tài)

a.正車前進(jìn)航行——伴流、排出流橫向力和推力中心偏位基本抵消，一般商船主要受沉深橫向力的影響?？蛰d或船尾吃水小的船舶易發(fā)生左偏，壓載或增加吃水差可緩解此影響。重載船受沉深橫向力影響不大，偏轉(zhuǎn)不明顯。即使存在影響，用小舵角壓舵即可糾正。b.前進(jìn)中開(kāi)倒車——開(kāi)始時(shí)車速逐漸減小時(shí)，排出流橫向力不明顯，沉深橫向力和伴流橫向力使船首偏轉(zhuǎn)不定。螺旋槳倒轉(zhuǎn)后，伴流橫向力減小，排出流橫向力增強(qiáng)，并與沉深橫向力共同推首向右。注：此時(shí)舵效極差，難以克服右偏。3.后退狀態(tài)

后退的狀態(tài)進(jìn)車——沉深橫向力使原來(lái)的右偏趨勢(shì)得以緩解，且排出流的作用使舵效迅速恢復(fù)，可用舵克服。FPP船至偏作用的實(shí)際運(yùn)用1、倒車前提前左舵抑制右偏；2、倒車前船速越快倒車時(shí)間就越長(zhǎng)船首倒頭就越厲害，特別是重載大型船舶發(fā)生倒頭后不容易克服，所以在倒車前應(yīng)盡量控制好船速，避免長(zhǎng)時(shí)間使用倒車；3、車舵配合縮小掉頭水域；4、自力靠泊

第二節(jié)舵的作用一、舵力及舵力轉(zhuǎn)船力矩(單舵)

1．舵的正壓力和舵力轉(zhuǎn)船力矩

作用在舵頁(yè)上的力分為垂直于舵頁(yè)縱剖面的的正壓力PN和平行于舵頁(yè)縱剖面的的摩擦力PT

PN＝576.2ARVR2sin

AR——舵葉浸水面積（m2）VR——舵葉對(duì)水速度（m/s）δ——舵角（°）PR——舵力PL——升力PD——阻力PL/PD稱為升阻比，該值越大，舵力越大

一般船舶多取35°為極限舵角；而超大型船舶則往往取40°作為極限舵角。δ（+）（-）PLPRPNPDPT2、使舵力減小的流體現(xiàn)象

1、失速現(xiàn)象

隨著舵角的增大，舵的升力系數(shù)CL和阻力系數(shù)CD均具有增大的趨勢(shì)，可是當(dāng)舵角達(dá)到某一舵角時(shí)，由于流經(jīng)舵背面的水流從舵的后緣之前嚴(yán)重地與舵的背面剝離，從而出現(xiàn)強(qiáng)渦時(shí)，舵升力系數(shù)CL則將驟然下降，這種現(xiàn)象叫作失速現(xiàn)象。2、空泡現(xiàn)象當(dāng)使用大舵角或舵的前進(jìn)速度相當(dāng)大時(shí)，特別是舵的前緣橫截面曲率較大時(shí)，舵的背面壓力出現(xiàn)劇烈下降，當(dāng)下降至或接近于該溫度下的汽化壓力時(shí)，在舵的背面將產(chǎn)生空泡現(xiàn)象?？张莠F(xiàn)象會(huì)造成舵葉的侵蝕損壞。

3、空氣吸入現(xiàn)象在舵的背面吸入空氣、產(chǎn)生渦流，使舵力下降的現(xiàn)象，稱為空氣吸入現(xiàn)象?？諝馕氍F(xiàn)象多發(fā)生在舵的上緣與水面接近或高出水面且速度較大的情況下，這也是一種降低舵力的有害現(xiàn)象二、船尾舵的性能1、舵與船體之間的相互干擾船舶操舵后，舵周圍出現(xiàn)的壓力變化，即左右兩側(cè)的壓力差將波及到尾部船體兩側(cè)，使船體也產(chǎn)生了左右的壓力差，這相當(dāng)于增加了船尾舵的舵力。

2、伴流及其影響伴流是船體周圍的水部分地隨船舶運(yùn)動(dòng)而形成的水流，伴流方向與船舶運(yùn)動(dòng)方向相同者稱為正伴流；反之，則稱為負(fù)伴流。按其形成的原因可以分為摩擦伴流、勢(shì)伴流和興波伴流。伴流影響使舵的正壓力降低。3、排出流的影響排出流的影響與伴流的影響相反；螺旋槳排出流增加了舵處的來(lái)流速度，從而提高了舵力。4、船舶旋回中的舵力降低旋回中的降速，導(dǎo)致舵處的來(lái)流速度下降，舵力下降；旋回中舵處的有效沖角減?。从行Ф娼菧p?。６?、舵效及舵效指數(shù)的概念船舶舵效(steerage)是一個(gè)綜合概念，它不能以K或T單獨(dú)地來(lái)表示。操船中的舵效是指運(yùn)動(dòng)中的船舶在操一定舵角之后，使船舶在一定的時(shí)間、一定的水域內(nèi)，所取得的船舶轉(zhuǎn)頭角的大小。船舶能在較短時(shí)間內(nèi)、較小的水域內(nèi)，轉(zhuǎn)過(guò)較大的角度，則船舶的舵效較好；反之則認(rèn)為舵效較差。

根據(jù)船舶一階操縱運(yùn)動(dòng)方程，設(shè)開(kāi)始操舵時(shí)，旋回角速度為零，則可得到：

r＝K/T·60·e-t/T

K／T是角加速度系數(shù)，它表征了每度舵角所能夠給出的角加速度的值，該值越大，說(shuō)明船舶操舵后的角加速度越大，船舶能在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到定常旋回角速度。因此，K／T表征了船舶舵效的好壞，該值越大，船舶的舵效越好；反之則舵效越差。我們將K／T稱為舵效指數(shù)。越大越好

1、伴流和排出流的影響

因船尾舵頁(yè)葉處伴流方向與船舶前進(jìn)方向一致，從而降低了舵葉對(duì)水速度VR，使舵力下降。單車單舵船在伴流的影響下，舵力可下降至單獨(dú)舵力的一半以下，為40%左右。尤其是肥大型船舶（B/d≥3的船）；另一方面，排出流的作用提高了舵葉對(duì)水速度，使舵力增大。三．影響舵效的因素2、從實(shí)際操船來(lái)看，影響船舶舵效的主要因素以及為提高舵效應(yīng)采取的措施如下：1)舵角2)舵速

——舵葉與水流的相對(duì)速度，在首尾線上的分量舵速由船速、伴流和螺旋槳排出流三部分組成。3)船舶的排水量在港內(nèi)操縱滿載大型船舶時(shí)要特別注意，一般宜用早舵、早回舵，而且所用的舵角也比較大。4)船舶縱傾首傾時(shí)舵效較差，適當(dāng)尾傾時(shí)舵效比較好。5)船舶橫傾船舶橫傾高速航進(jìn)中，如向低舷一側(cè)轉(zhuǎn)向，由于低舷側(cè)水阻力較大，舵效較差；如向高舷側(cè)轉(zhuǎn)向，則舵效較好。6)舵機(jī)性能（

《鋼質(zhì)海船人級(jí)與建造規(guī))根據(jù)《國(guó)際海上人命安全公約》(SOLAS公約)的規(guī)定，對(duì)舵機(jī)提出了明確的要求）7)風(fēng)、流、淺水等外界因素

第三節(jié)錨的運(yùn)用

錨的用途，大致可以分為:錨泊用錨、港內(nèi)助操用錨和應(yīng)急操縱用錨三類。港內(nèi)操縱用錨主要有拖錨制動(dòng)、拖錨靠泊、拖錨掉頭、拖錨倒行等。應(yīng)急操縱用錨主要有脫淺用錨、固定船體用錨、海上漂滯用錨等。

一.錨抓力1.單錨泊時(shí)的錨抓力

單錨泊時(shí)的錨抓力由錨的抓力和鏈與海底的摩擦力兩部分組成:P=Pa+Pc=λaWa+λcWcl可見(jiàn)抓力大小與錨和鏈的重量以及臥底錨鏈的長(zhǎng)度有直接關(guān)系。2.影響抓力系數(shù)的因素1）錨型2）底質(zhì)——錨地底質(zhì)多為砂、泥和黏土以及混合物。實(shí)驗(yàn)證明泥底的抓力系數(shù)不一定比砂底大（尤其是軟泥等）。錨地底質(zhì)以砂、泥混合物為好。3）錨桿的仰角——船舶在穩(wěn)定錨泊后，錨桿的仰角為0，此時(shí)抓力最大。外力增大時(shí)（如急流），且出鏈長(zhǎng)度不足，則可能導(dǎo)致臥底鏈縮短，甚至無(wú)臥底，此時(shí)錨桿被逐漸抬起。隨著錨桿仰角的增大，抓力系數(shù)逐漸減小，此時(shí)容易引起走錨。1.錨泊用錨船舶因候潮、候泊、檢疫、避風(fēng)、等候引水員、等候過(guò)船閘和運(yùn)河等，常需拋錨停泊。常見(jiàn)有單錨泊和拋雙錨兩種。2．港內(nèi)操縱用錨1)拖錨制動(dòng)

港內(nèi)航行，使用短鏈拖錨，以控制船速，減少?zèng)_程。為了充分發(fā)揮拖錨的效果，又不至于斷鏈，萬(wàn)噸以下重載船拖錨出鏈長(zhǎng)度應(yīng)在水深的2.5倍以內(nèi)。如水深10m，可出鏈至一節(jié)甲板或一節(jié)入水。切船速應(yīng)控制在2節(jié)以下。2)拖錨靠泊

拖錨靠泊中，拖錨也有制動(dòng)以減少?zèng)_程的意義。此外，在外界條件影響下或動(dòng)車用舵中尚有控制船首、船尾旋轉(zhuǎn)快慢之用。(如果遇到港內(nèi)疏浚、施工，港口會(huì)明確規(guī)定港內(nèi)禁止拖錨）二．錨的用途3)順流進(jìn)港，拖錨掉頭

當(dāng)船舶順流進(jìn)港，進(jìn)靠漲水頭泊位時(shí)，可拋短鏈錨（出鏈長(zhǎng)度一般為水深的2.5倍），利用車舵掉頭后，再起錨頂流靠泊。4)拖錨倒行

船舶在后退中要穩(wěn)定船首是十分困難的，這時(shí)，可將錨拋下利用拖錨來(lái)穩(wěn)定船首。5)拋開(kāi)錨（外檔錨）

頂流、吹攏風(fēng)靠泊時(shí)，出外檔錨，利用錨鏈松出的快慢調(diào)整船頭貼靠碼頭的速度。也可為離泊創(chuàng)造方便條件，離泊時(shí)可借助絞鏈?zhǔn)勾淄鈹[，同時(shí)船身橫向移離碼頭。3．應(yīng)急操縱用錨1)避免碰撞、觸礁等全速倒車或操滿舵時(shí)仍不能避開(kāi)前方船只、暗礁或淺灘時(shí)，則應(yīng)在水深允許的情況下同時(shí)拋錨（短鏈）制動(dòng)2)保證狹水道航行安全3)海上漂滯用錨船舶在大風(fēng)浪中由于主機(jī)故障漂滯時(shí)，將錨及錨鏈送入水中，可以起到一定的穩(wěn)定船首的作用，避免船舶橫向受浪。3)擱淺后固定船體或協(xié)助脫淺

擱淺后，為了防止船體受風(fēng)浪和潮流的作用而造成墩底、向岸漂移或打橫，可以用錨來(lái)固定船體。當(dāng)脫淺時(shí)，也可利用絞錨協(xié)助船體脫淺。第四節(jié)纜的運(yùn)用

纜是船舶操縱中的重要操縱設(shè)備，尤其是在靠離泊操縱中，它的運(yùn)用更為廣泛。一.系泊用纜的各纜繩的名稱和作用如下:(1)首纜或頭纜(headline)：其作用是防止船舶后移和船首向外偏轉(zhuǎn)。(2)首橫纜或前橫纜(forebreast)：其作用是防止船首向外移動(dòng)。(3)首倒纜或前倒纜(forespring)：其作用是防止船舶前移和船首向外偏轉(zhuǎn)。①②③(4)尾纜(sternline)：其作用是防止船舶前移和船尾向外偏轉(zhuǎn)。(5)尾橫纜或后橫纜(aftbreast)：其作用是防止船尾向外移動(dòng)。(6)尾倒纜或尾倒纜(aftspring)：其作用是防止船舶后移和船尾向外偏轉(zhuǎn)。前（后）單頭纜（singlerope):防止船舶后（前）移，防止船首（尾）偏轉(zhuǎn)回頭纜（slipline)：從船首左或右側(cè)送出，穿過(guò)浮筒環(huán)，從另一舷拉回船上系浮筒時(shí)纜繩根據(jù)其作用和系帶方法又為：1.一般情況下的帶纜順序

靠泊時(shí)候一般為頂流（如：無(wú)流則應(yīng)頂風(fēng)靠泊），為穩(wěn)定船首一般先帶首纜繩，防止船身后移。如果因故（如纜樁位置不利）先帶了倒纜，而船身仍在前移動(dòng)，則應(yīng)及時(shí)送出，避免其受力將船首拉向碼頭。2.吹開(kāi)風(fēng)較強(qiáng)時(shí)一般先帶前橫纜，如條件不利（如：碼頭纜樁間距較大，橫纜出纜處無(wú)纜樁可供系纜），則可將首纜和尾纜同時(shí)帶上，且盡快絞緊吃力。3.船尾出纜順序1）重載，頂流較強(qiáng)時(shí)，先帶尾倒纜；2）順風(fēng)較強(qiáng)時(shí)，先帶尾纜；3）空載，吹開(kāi)風(fēng)較強(qiáng)時(shí)，先帶尾橫纜。二、靠泊時(shí)帶纜的先后順序1.單綁(singleup)一般指解去離泊中不用的纜繩，前后一般各留兩根纜繩（一般留纜車上的）

2.溜纜

離泊時(shí)，船首或船尾的最后一根纜繩，有時(shí)用來(lái)阻滯船首、船尾的偏轉(zhuǎn)，或控制船身的前沖后縮，需將其一時(shí)溜出、一時(shí)剎住的操作，這根纜的操作俗稱溜纜。溜纜使用的纜繩一般只使用鋼絲纜尼龍纜易在溜出過(guò)程中燒損。溜纜一般多用于中小型船上。

纜溜出速度不宜快而宜慢，一次溜出不宜長(zhǎng)，甲板上應(yīng)將溜出的纜繩理順，以防紐結(jié)而溜不出或造成斷纜。溜出中，操作人員應(yīng)位于溜出相反一舷，以策安全。四、絞纜移泊五、系泊用纜的注意事項(xiàng)

三、離泊用纜第五節(jié)拖船的運(yùn)用

一、拖船的種類及其特性

1．港作拖船的種類

港作拖船因其推進(jìn)裝置的不同，大致可以分為ZP傳動(dòng)推進(jìn)器拖船(ZP拖船)、平旋推進(jìn)器拖船(VSP拖船)以及可變螺距推進(jìn)器拖船(CPP拖船)三種。

2．港作拖船的特性

ZP拖船和VSP拖船的操縱性能比較好，ZP拖船每100馬力所能給出的拖力為最大，CPP拖船的耐波性能最差，有時(shí)拖力可下降一半，F(xiàn)PP拖船的性能最差。二、幾種常見(jiàn)的使用拖船情況三、拖船的使用方式及帶纜l．吊拖(直拖或拎拖)為了充分發(fā)揮拖船的有效拖力，保證操縱的靈活性以及免使拖纜承受更大的張力，應(yīng)使拖纜有最小的俯角，一般情況下應(yīng)小于15°，即拖纜長(zhǎng)度應(yīng)大于被拖船拖纜出口至水面高度的4倍，即使被拖船拖纜出口至水面的高度很低，拖纜也不應(yīng)少于45m。實(shí)用上一般為拖船長(zhǎng)度的2倍左右。2．頂推

頂推的帶纜方式有單首纜、雙首纜和緊綁

3．傍拖

是拖船船首向偏于內(nèi)側(cè)傍靠在本船舷邊的拖帶方式

4．用作舵船5．組合拖曳

*使用拖船的注意事項(xiàng):

1．拖纜及其系帶

拖纜必須選擇質(zhì)量好、強(qiáng)度大的纜繩，出纜的長(zhǎng)度應(yīng)足夠

拖纜系于纜樁上，應(yīng)采用∞字形，且道數(shù)應(yīng)足夠，防止受力后滑出。一般不宜將琵琶頭直接套在纜樁上，以便及時(shí)解脫。拖船拖力宜漸次增大，防止在拖纜上出現(xiàn)沖擊張力。

2．防止倒拖和橫拖

倒拖是在拖船拖帶本船時(shí)，由于本船動(dòng)車產(chǎn)生明顯的前沖后縮，經(jīng)由拖纜，反而拖動(dòng)拖船倒行，因而使拖船在拖纜的拉力和倒行中所受的水動(dòng)力的合力的作用下，很快接近本船的現(xiàn)象，嚴(yán)重的倒拖可能導(dǎo)致拖船與本船的碰撞。

3．拖船就位良好

4．解拖后收絞尾拖纜

第三章外界因素對(duì)操船的影響

順利地操縱船舶，首先要熟悉和掌握船舶的操縱性能，并對(duì)船舶的車、舵、錨、纜以及拖船加以正確地使用，同時(shí)還應(yīng)充分地考慮外界環(huán)境因素如風(fēng)、流、淺水和岸壁等的影響，對(duì)這些外界環(huán)境因素的影響趨利避害地加以運(yùn)用。本章將重點(diǎn)討論風(fēng)、流、淺水、岸壁等對(duì)操船的影響以及船舶之間相互的影響。

第一節(jié)風(fēng)對(duì)操船的影響

風(fēng)對(duì)船舶操縱的影響可以簡(jiǎn)單地概括為順風(fēng)快、頂風(fēng)慢，漂移之外還偏轉(zhuǎn)。要分析船舶在風(fēng)中的漂移和偏轉(zhuǎn)規(guī)律，首先必須掌握船舶在風(fēng)中所受的風(fēng)力、風(fēng)力轉(zhuǎn)船力矩、水動(dòng)力和水動(dòng)力轉(zhuǎn)船力矩。一、風(fēng)力和風(fēng)力轉(zhuǎn)船力矩

1．風(fēng)力

風(fēng)力的大小與風(fēng)速、風(fēng)舷角、船體水線以上的受風(fēng)面積及形狀等有關(guān)。

Fa＝(9.81/2)ρa(bǔ)·Ca·(Aa.cos2θ十Ba.sin2θ)·va2

*風(fēng)力系數(shù)Ca、風(fēng)力角α(指風(fēng)力和船尾向之間的夾角)和風(fēng)力中心至船首的距離a這三個(gè)值，對(duì)同一船舶而言都是相對(duì)風(fēng)舷角θ的函數(shù)。風(fēng)力系數(shù)Ca

當(dāng)風(fēng)舷角θ＝0°或180°時(shí)，風(fēng)力系數(shù)Ca值為最小；當(dāng)風(fēng)舷角θ＝30°～40°或140°～160°時(shí)，風(fēng)力系數(shù)Ca值為最大；當(dāng)風(fēng)舷角θ＝90°左右時(shí)，風(fēng)力系數(shù)Ca值較小，但船舶所受的風(fēng)力值達(dá)到最大。2)

風(fēng)力作用中心位置a／Lpp

風(fēng)力作用中心的位置,受相對(duì)風(fēng)作用的方向,船體上層建筑的形狀和面積的影響。風(fēng)力角α

風(fēng)力角α是指風(fēng)力與船尾向的夾角。

風(fēng)力角α將隨風(fēng)舷角的增大而增大(θ≤90°時(shí))，當(dāng)風(fēng)舷角θ處于40°～140°之間時(shí)，風(fēng)力角α大體處于80°～100°范圍之內(nèi)，其變化并不明顯

2．風(fēng)力轉(zhuǎn)船力矩Fa＝(9.81/2)ρa(bǔ)·Ca·(Aa.cos2θ十Ba.sin2θ)·va2。L

二、水動(dòng)力與水動(dòng)力轉(zhuǎn)船力矩

船舶自身在車、舵、錨、纜或拖船的作用下與周圍的水產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或靜止中的船舶受到風(fēng)、流的作用與周圍的水產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，船體所受到的水的作用力稱為水動(dòng)力。1．水動(dòng)力

1)水動(dòng)力的大小

Fw＝(9.81/2)ρw。Cw

。L。d。vw21．船舶靜止中1)風(fēng)自正橫前吹來(lái)

2)風(fēng)自正橫后吹來(lái)

靜止中的船舶，不論是正橫前來(lái)風(fēng)，還是正橫后來(lái)風(fēng)，船舶迎風(fēng)端均將順風(fēng)偏轉(zhuǎn)至接近正橫受風(fēng)狀態(tài)，同時(shí)向下風(fēng)方向漂移。一般貨船往往尾吃水較深，船首受風(fēng)面積較大，故多保持在風(fēng)來(lái)自正橫略后的位置上θ≈100°向下風(fēng)方向漂移。

三、風(fēng)致偏轉(zhuǎn)

★

2．船舶在前進(jìn)中1)風(fēng)來(lái)自船舶正橫前（θ＜90°）

風(fēng)力轉(zhuǎn)船力矩和水動(dòng)力轉(zhuǎn)船力矩方向相反，當(dāng)慢速、空船、尾傾、首受風(fēng)面積大時(shí)，多為Ma＞Mw，出現(xiàn)船首順風(fēng)偏轉(zhuǎn)；反之，當(dāng)快速、滿載(或半載)、尾受風(fēng)面積較大時(shí)，多為Ma＜Mw，出現(xiàn)迎風(fēng)偏轉(zhuǎn)。

2)風(fēng)來(lái)自船舶正橫后（θ＞90°），風(fēng)力轉(zhuǎn)船力矩和水動(dòng)力轉(zhuǎn)船力矩均使船首迎風(fēng)偏轉(zhuǎn)，因此呈現(xiàn)出極強(qiáng)的迎風(fēng)偏轉(zhuǎn)性。這也就是船舶斜順風(fēng)航行時(shí)較斜頂風(fēng)航行時(shí)不易保向的原因。3．船舶在后退中-尾找風(fēng)1)風(fēng)來(lái)自船舶正橫前

風(fēng)力轉(zhuǎn)船力矩和水動(dòng)力轉(zhuǎn)船力矩方向相同，均使船尾迎風(fēng)偏轉(zhuǎn)，呈現(xiàn)極強(qiáng)的尾迎風(fēng)偏轉(zhuǎn)性。

2)風(fēng)來(lái)自船舶正橫后

當(dāng)船有一定退速時(shí)，一般船舶尾部線型比較肥大，特別是由于舵和螺旋槳的存在，船舶在向下風(fēng)漂移中，水動(dòng)力將隨退速的增加而很快增加，Mw往往大于Ma而使船尾迎風(fēng)。

后退中的船舶出現(xiàn)尾迎風(fēng)(尾找風(fēng))之后，也很難使之穩(wěn)定下來(lái)，還會(huì)不斷出現(xiàn)船尾的左右擺動(dòng)