第一章 船舶的操纵性能

影响旋回圈大小的因素
⑼横倾
①低速时，向低舷侧旋回，旋回圈小； ②高速时，向高舷一侧旋回，旋回圈小。
⑽ 浅水影响
由于浅水中阻力明显增大，转船力矩下降，因此，旋 回圈在其他条件相同时随着水深的变浅而逐渐增大。 当H/d < 2时，旋回圈将明显增大； 当H/d < 1.2时，旋回圈将急剧增大。
影响旋回圈大小的因素
影响旋回圈大小的因素
⑸舵面积比（AR/Lpp×d）
AR/Lpp×d大，旋回圈减小 。
⑹船速
①.商船速度范围内，船速对旋回初径的影响却很小。 ②.航进中减速旋回时，旋回圈将增大；相反，船舶在静止 中或低速中加车进行旋回，旋回圈将减小 。
影响旋回圈大小的因素
⑺吃水
吃水d大的船进距、横距、旋回初径有所增加，反移则 有所减小。
第二阶段 （过渡阶段）
过渡阶段：转舵结束起到船舶进入定常 回转运动为止的动态过程 受力情况：随船舶横移、漂角增大，作 用于船体的流体力和力矩增大； 运动特点 ： 斜航运动； 横移速度和漂角增大； 旋回加速(角速度增大，角加速度减小)； 纵向速度下降； 内倾渐渐向外倾变化。
第三阶段(定常阶段)
第一章：船舶的操纵性能
青岛远洋船员职业技术学院
船舶操纵性
船舶操纵性能（maneuverability）是指船 舶对驾引人员实施操纵的响应能力总称 船舶操纵性能内容:
船舶的旋回性Turning ability ； 船舶航向稳定性与保向性（ course -keeping
ability） ； 船舶的停船性能（stopping ability ）； 船舶的转头惯性抑制性能（Yaw-checking ability ）等。
1.人落水时：应立即操落水者一舷满舵，并停车，使船尾迅 速摆离落水者，以免使之卷入螺旋桨。 2.前方发现障碍物时：应立即操满舵使船首让开， 当估计船 首已可避开时，再操相反一舷满舵以便让开船尾。 3.离泊时：当船首已摆出码头，拟进车离泊时，如很快操大 舵角进车离泊，则会因为船尾外摆较大而触碰码头。所以 应适当减速，用小舵角慢慢驶离。 4.船舶过弯道时：如船速快，大舵角转向，则会产生较大的 船尾反移量，因此应保持足够的船岸间距。
⑾螺旋桨转动方向
船舶旋回方向与螺旋桨旋转方向一致，旋回圈将有所增 大，反之则有所减小（右旋固定螺距螺旋桨的单车船，向左旋回的
旋回初径较向右旋回要小些）。
⑿污底、风流
①船体污底越多，摩擦阻力增加，旋回圈变大，但影响很小。
②顶风顶流将使纵距减小，顺风顺流将使纵距增大。
五、旋回圈要素在实际操船中的应用
（一）尾反移量的应用
DT／L
5~6.5 4~5 2.5~7.5
的大小常常用其旋回初 径DT表示。 采用其旋回初径与其船 长L（一般为两柱间长） 的比值DT／L来表示， 称为相对旋回初径。
大型远洋客船
中小型海上客船 大型客货船
7.5~8.0
4~5 5~7
中小型客货船
拖轮 巡洋舰 驱逐舰 潜艇
4~5
1.5~3 3~5 5~10 3~5
5. 旋回时间
（1）定义：
旋回时间是指船舶旋回360°所需的时间。
（2）影响因素：
它与旋回初始船速、排水量有密切关系。排水量大， 旋回时间增加；船速提高，旋回时间缩短。
（3）大小：
一般万吨船快速满舵旋回的时间约为6min，而超大型 船舶的旋回时间则几乎要增加一倍。
四、影响旋回圈大小的因素
影响旋回圈大小的因素：
(turning circle)
DT
：
Tr Lk
V
b
定速直航（一般为全速）
时，操一定的舵角（一 般为满舵）后，其重心 G 的运动轨迹叫做旋回 圈。
Ad
V D0 Re
b
二、旋回圈及旋回圈要素
DT
旋回圈要素：
表征旋回圈大小的 几何要素 .
Lk
Tr
V
b
包括：
反移量、进距、横 距、旋回初径、旋 回直径、滞距等
运动要素与船舶的旋回性能有着密切的关 系。
1. 漂角（Drift angle）
定义：
船舶首尾线上某一点的线速
度与船舶首尾面的交角叫作 漂角，用β表示之。 β通常指 船舶重心处的漂角
大小：
海船：bG=3º-15º
bGmax=20º 漂角越大的船舶，其旋回性 越好，旋回直径也越小。
4. 横倾（list）
横倾角大小：
一般货船满舵旋回时的定常外倾θc在静水中可达3o~5o
左右 ，最大外倾角θmax一般为定常外倾角θc的1.2～1.5 倍。
影响横倾角大小的因素：
最大外倾角θmax—与操舵时间有关，操舵时间越短，
θmax越大 定常外倾角θc—与船速、所操的舵角、船舶的旋回性 能、GM等有关。船速越高，所操舵角越大，旋回直径 越小，GM越小，定常外倾角θc越大。
⑵船体水线下侧面积形状及分布
首有球鼻或船尾削尖的船，旋回圈较小； 尾有钝材或船首削尖的船，旋回圈就大。
影响旋回圈大小的因素
⑶舵角
①舵角<15°随着舵角的增大，旋回初径急剧减小， ②舵角>15°随着舵角的增大，旋回初径缓慢减小。
⑷操舵时间
操舵时间长，进距将直接受其影响而变大，横距所受影 响较小，而旋回直径几乎不受影响。
第一章 船舶操纵性能
第一节 船舶旋回性能
第二节 船舶操纵运动方程及船舶操纵性指数

第三节 船舶的航向稳定性与保向性 第三节 船舶变速运动性能 第四节 船舶操纵性能试验 第五节 ＩＭＯ船舶操纵性衡准的基本内容
第一节 船舶旋回性能
旋回性能：船舶匀速直航时，操某一大舵 角后进入定常旋回的运动性能
特点：
转心处的漂角为零，转心处无横移速度 转心前后横移速度方向相反 离转心越远，漂角越大，横移速度越大
F
P G
A
bF bG bA
O
首动一尺，尾动一丈
2.转心（pivoting point）
位置：
在旋回的初始阶段，转心约在
重心稍前处； 在旋回的过渡阶段，随着船舶 旋回不断加快，转心逐渐向船 首方向移动； 在定常旋回阶段，转心位置稳 定于某一点，大约在离船首柱 后 1/3 ～ 1/5 船长处，船舶后退 时，转心位置在船尾附近。旋 回性能越好、旋回中漂角 β 越 大的船舶，旋回时转心越靠近 船首。
一 、 船舶旋回运动过程
转舵阶段
过渡阶段
定常阶段
第一阶段（转舵阶段）
转舵阶段: 从转舵开始到舵转至规定角 度为止，时间很短(约15s) 受力情况：由舵角引起横向力和力矩， 使船产生横向加速度和回转角加速度。 运动特点 ： 由于船体本身的惯性很大，还来不及产 生明显的横向速度和回转角速度； 船舶重心G基本上沿原航向滑行； 船舶重心G操舵相反一舷的小量横移； 船舶横向向操舵一舷倾斜（内倾）；
Ad表示船舶对操舵反
Ad
V D0 Re
b
映得快慢，即应舵速度
3.横距（Transfer）
定义：
横距为船舶从操舵开始
DT Tr Lk V
b
至转首90°时，重心 Ｇ距原航线的距离，以 Tr表示。
大小： Tr ≈ 0.5 DT 。
Tr值越小，则回转性就
Ad
V D0 Re
b
越好。
4.旋回初径
5.旋回直径
定义：
Final diameter
DT Tr Βιβλιοθήκη k Vb旋回直径是指船舶作定 常旋回时重心轨迹圆的 直径，亦称旋回终径或 定常旋回直径。
大小： D0≈（0.9～1.2） DT
Ad
V D0 Re
b
6. 滞距（Reach）
定义：
亦称心距。从发令位置
DT Tr Lk V
Ad D0 Re
V
b
1.反移量（Kick）
定义：
亦称偏距，是指船
Lk DT Tr V
b
舶重心在旋回初始 阶段向操舵相反一 舷横移的最大距离
Ad D0 Re
V
b
1.反移量（Kick）
大小：
通常，反移量值较小，其最大量在满载旋回时仅为船
长的1%左右。 但操船中应注意的是，船尾的反移量却不容忽视，其 最大量约为船长的1／10～1／5，约出现在操舵后船 舶的转头角达一个罗经点左右的时刻。
2.转心（pivoting point）
定义：
旋回运动可视为以一定的
速度前进，同时绕通过某 一点的竖轴而旋转的运动 的叠加，这一点就是转心， 通常以P代表之。 从几何学上讲，转心 P 的 位置是旋回圈的曲率中心 O 作船舶首尾面的垂线的 垂足。
2.转心（pivoting point）
影响因素：
反移量的大小与船速、舵角、操舵速度、排水状态及
船型等因素有关；船速、舵角越大，反移量越大。
2.进距（Advance）
定义：
进距也称纵距，是指从
DT Tr Lk V
b
从转舵开始时刻至船首 转向90度时，船舶重 心纵向移动的距离。
大小： Ad ≈ （0.6～1.2）DT
4. 横倾（list）
应对横倾角的措施
A.在适当增大初稳性高度的同时，采取措施减小自由液 面影响，防止货物移动； B.降低船速，缓慢操舵，用较小舵角进行旋回，以增大 旋回半径； C.选择使风浪作用力矩与回转产生的最大外倾力矩错开 的时机操舵； D.旋回中若已出现较大外倾角而危及船舶安全时，切忌 急速回舵或急操反舵，而应逐渐降速，同时逐渐减小所 用舵角。（舵力所产生的内倾力矩有利于抑制船舶的外倾角）
主要内容
船舶旋回运动过程分析 旋回圈（turning circle）及旋回圈要素 旋回运动的运动要素 影响旋回圈大小的因素 旋回圈要素在实际操船中的应用