Lesson 8 航行基本知识

Lesson 8 航行基本知识

1. 稳性：大部分航行者认为(take it for granted)船舶只要设计和建造地好就可以浮起来。其实船舶会经受很多使船舶倾覆的作用力。能够抵制(resist)这些作用力的就是稳性。稳性过大会造成船舶的非正常运动并消耗(consumption)过多的燃油。稳性过小会使船舶出现横倾并倾覆。因此，对于如此多的设计特征来说，稳性就是一种平衡(compromise)。

当所有作用于船体上的作用力的结果为零且力矩(resultant moment)结果也为零时，船体出于平衡(equilbrium)状态。假如船体受到较小干扰力(disturbance)，船体可以保持平衡，则船舶具有(possess) 正稳性(positive stability)——船处于平衡状态。假如在干扰力的作用下，平衡力急剧减小，则船体处于不稳定状态——船舶具有负稳性(negative stability)。

为了达到平衡状态，浮力(buoyancy)和重力(gravity)必须相等，这两种力必须作用在同一条线上。浮力的另一个名称叫做上升力，它与阿基米德定律有关，该定律陈述地是当一物体浸没(immerse)于液体时，它会有一个与被排开液体重力相等的浮力。

传统船舶的纵向稳性总是很高。不过对于离岸钻井船(offshore drilling barge)和其它少数传统船来说并不总是这样。船舶只有在稳定时才会正浮，因为尽管在正浮状态时它处于平衡，但总是会有来自海洋、大气或船舶内部移动等的干扰，这会使船舶脱离正浮状态。

“不稳定的”船舶不会回到正常状态。即使船舶不会倾覆，它也会不时地朝一侧横倾。

造成船舶横倾的有外部(external)因素也有内部(internal)因素。（1）外部影响有：i) 风，它对于干舷较高和有大型上层建筑的船舶影响最大；ii) 浪，它会造成船舶横摇、纵摇、垂荡(heaving)、纵荡(surging)、横荡(swaying)、偏荡(yawing)；

<补充材料>

船舶运动术语(Terms relating to a ship’s movement)

1. pitch(纵摇): the bow and stern rise and fall with the oncoming waves. 船首和船尾随着到来的波浪上下起伏。

2. roll(横摇): the port and starboard side rise and fall with waves coming from abeam.左右舷随着正横方向过来的波浪起伏。

3. heave(上下起伏): the whole ship rises bodily and then sinks into the trough of a wave.船舶整个浮起然后又沉入波谷。

4. surge(纵荡): the ship is pushed forward by the waves and seems to move backwards as she falls back into the trough.

船被海浪向前推，在落到波谷时又好像往后退。

5. yaw(偏荡): the ship’s bow is pushed first to port and then to starboard.船首先向右再向左荡。

6. sway(横荡): the whole ship moves bodily to port and then to starboard. 整个船身先向左移再向右移。

7. afloat(漂浮的): the ship is borne by the water. 船舶由水支撑。

8. underway(在航): the ship is neither anchored, moored, made fast, nor aground.船舶既没有抛锚、系泊、挽牢，也没有搁浅。9. headway(前进): the ship is moving forward through the water. 船在水中向前移动。

10. sternway(后退): the ship is moving backward through the water. 船在水中向后移动。

11．leeway(偏航): the ship is moving sideways through the water being blown by the wind船舶被风吹向侧边移动。

12. overhaul(追上): the ship is overtaking another vessel.

船追越另外一艘船舶。

13. fall astern(落后): the ship is dropping behind a faster vessel. 船落在船速较快的船后面

14. be hove to(停船): the ship is stopped at sea. 船停在海上。

15. adrift(漂移): the ship is moving without means of propulsion. 船在没有推动力的情况下移动。

16. aground(搁浅): the ship is lying on the bottom or stuck on rocks.船底被困或卡在岩石上。

iii) 水：* 密度(density)：水的密度会影响船舶吃水和纵倾度(trim)。密度主要取决于水的温度和盐度(salinity)；

* 运动粘度(kinematic viscosit)：与船舶对水移动时所受到的摩阻力(frictional resistance)有关；

* 盐度：海水的盐度会因区域不同发生变化。有许多物体在死海中可以浮起，但在淡水中却会沉没。

（2）内部影响大部分与人为因素有关，如：

i) 操纵船舶时舵的影响；

ii) 装卸货：假如积载图制定有误，船舶会出现左倾或右倾。2．操纵性能：无论在反气旋天气(anti-cyclone)时的平静海面(turbulent sea)，抑或是在大风和恶劣天气(adverse weather)时汹涌的海洋，为了使船舶能直线航行、转向或采取避碰行动，它必须是可控制可操纵的。

考虑到这种控制是在水平面(horizontal plane)上，船舶的操纵性能与以下因素有关：

（1）船舶保持在既定航向上的能力。动态稳性(dynamic stability)是影响船舶运动的主要因素；（2）船对舵的反应；（3）在有限范围内转向的能力。舵作为伺服系统(servo-system)或中间系统(intermediary-system)，使船体处于一种所需力和力矩能永动地(hydrodynamically)产生并作业于船体的位置。

舵安装在后部，因为在这个位置可以最有效地使船体移动到指定位置。在试航(trial)过程中会采取一系列的操纵行动。

最重要的测试之一就是旋回圈(turning circle)。它是指示船舶舵效的标准操作。

如图显示了船舶右转时所经过的路径。

转舵时，舵上的作用力会将船体向左推。当舵力使船首转向时，