船艇操纵基本原理讲解
船舶操纵的基本原理
3）反移量（偏距）LK 反移量（偏距） 反移量是指转舵后，船舶重心从原航向向操舵相反 反移量是指转舵后， 一侧横移的距离。又称偏距。在满舵旋回时， 一侧横移的距离。又称偏距。在满舵旋回时，当船 舶回转达到一个罗经点时，反移量达到最大值， 舶回转达到一个罗经点时，反移量达到最大值，约 为船长的1%左右 左右， 为船长的1%左右，而船尾反移量的最大值可达船 长的1/10～1/5。 长的1/10～1/5。 4）旋回圈初径DT 旋回圈初径DT 旋回圈初径是指开始操舵到航向转过180° 旋回圈初径是指开始操舵到航向转过180°时重心 所移动的横向距离。在内河， 所移动的横向距离。在内河，对船舶选择旋回掉头 的位置是很重要的参考。 的位置是很重要的参考。 5）旋回圈直径D 旋回圈直径D 旋回圈直径是指船舶进入定常旋回运动时的旋回圈 直径（D=2r）。 直径（D=2r）。 船舶旋回圈各要素是船舶操纵的重要依据， 船舶旋回圈各要素是船舶操纵的重要依据，特别是 航向改变量为30° 40°时的纵距、横距、 航向改变量为30°～40°时的纵距、横距、反移量
船舶制动能力是指船舶在某一船速下，主机停车或 船舶制动能力是指船舶在某一船速下， 倒车以后，船舶对主机工况的反应能力。 倒车以后，船舶对主机工况的反应能力。它可用主 机停车或倒车后船舶对岸相对静止所需的时间和船 舶滑行距离的长短来衡量。 舶滑行距离的长短来衡量。 第二节 旋回圈要素与船舶操纵性的关系 船舶在定速直航状态下，操某一舵角(一般为满舵) 船舶在定速直航状态下，操某一舵角(一般为满舵)， 船舶将作纵向和横向相结合的复合运动， 船舶将作纵向和横向相结合的复合运动，称为旋回 运动。船舶作旋回运动时重心运动的轨迹， 运动。船舶作旋回运动时重心运动的轨迹，称为旋 回圈。旋回圈几何特征是： 回圈。旋回圈几何特征是： 最初重心除继续前移外， 最初重心除继续前移外，同 时向操舵相反一侧横移， 时向操舵相反一侧横移，随 后变成瞬时曲率半径r1逐渐 插入图1 后变成瞬时曲率半径r1逐渐 插入图11(船舶操纵75页)。 1(船舶操纵 页 船舶操纵75 减小的螺旋线； 减小的螺旋线；当航向改变 θ≈900～1200之后 之后， 量θ≈900～1200之后，进入 定常旋回运动，此时， 定常旋回运动，此时，曲率
第二章 船舶操纵基本知识
第二章船舶操作基本知识船舶操纵是指船舶驾驶人员根据船舶操纵性能和客观环境因素，正确地控制船舶以保持或改变船舶的运动状态，以达到船舶运行安全的目的。
船舶操纵是通过车、舵并借助锚、缆和拖船来实现的。
要完成操纵任务，除保证所有操纵设备处于正常良好的技术状态外，操纵人员必须掌握船舶操纵性能(惯性和旋回性等)及对客观环境（风、流、水域的范围等）的正确估计。
第一节车的作用推动船舶向前运动的工具叫船舶推进器，推进器的种类很多，目前常见的有明轮、喷水器推进器螺旋桨、平旋推进器、侧推器等。
因为螺旋桨结构简单、性能可靠且推进效率高，所以被广泛应用于海上运输船舶。
一、螺旋桨的构造1、螺旋桨的材料和组成螺旋桨常用铸锰黄铜、青铜和不锈钢制作。
现在也有采用玻璃制作的。
螺旋桨有桨叶和浆毂两部分组成，连接尾轴上。
（1）桨叶，一般为三片和四片，个别也有五片甚至六片的，低速船采用宽叶，高速船采用窄叶。
（2）桨毂，多数浆毂与桨叶铸成一体。
浆毂中心又圆锥形空，用以套在尾轴后部。
（3）整流帽（4）尾轴2、螺旋桨的配置一般海船都采用单螺旋桨，叫单车船。
也有部分船舶（客船和军舰）采用双螺旋桨，叫双车船。
单桨船的螺旋桨通常是右旋转式的。
右旋是指船舶在前进时，从船尾向船首看，螺旋桨在顺车时沿顺时针方向转动的称为右旋，沿逆时针方向转动的称为左旋。
目前，大多数商船均采用右旋式。
双桨船的螺旋桨按其旋转方向可分为外旋式和内旋式两，对于双桨船，往舷外方向转动的称为外旋，反之称内旋。
通常采用外旋，以防止水上浮物卷入而卡住桨叶。
进车时，左舷螺旋桨左转，右舷螺旋桨右转，则称为外旋式；反之，称为内旋式。
二、推力、阻力和功率1、船舶推力在主机驱动下，螺旋桨正车旋转时推水向后运动，水对螺旋桨的反作用力在船首方向的分量就是推船前进的推力，倒车时则产生指向船尾的拉力。
流向螺旋桨盘面的水流称为吸入流（suction current）；离开螺旋桨盘面的水流称为排出流（discharge current）。
船舶操纵与方向机操作
传感器
包括航向传感器、姿态传感器等，用 于实时监测船舶的航行状态，并将这 些信息以电信号的形式传递给控制器
。
执行机构
包括电机、液压泵等动力部件，以及 与之相连的传动机构和舵叶等部件， 负责将控制器的指令转化为实际的转 向动作。
反馈机构
用于将执行机构的动作情况反馈给控 制器，以便控制器根据实际情况进行 调整，确保船舶的稳定航行。
船舶操纵重要性
良好的船舶操纵是保证船舶航行安全、提高运输效率、 降低运营成本的关键环节，对于保护海洋环境、维护海 上交通秩序也具有重要意义。
船舶运动原理与力学基础
船舶运动原理
船舶在水中受到水动力和力矩的作用，产生平动和转动。船舶操纵者需要了解船舶的运动特性 ，以便准确控制船舶的航向、航速和位置。
力学基础
注重船舶维护保养，确保设备处于良好状态
优秀船长注重船舶日常维护保养，定期检查设备运转情况，及时发现并解决问题，确保船 舶设备始终处于良好状态。
团队协作在成功操纵中作用突
01
团队成员间有效沟通，形成共同决策
在船舶操纵过程中，团队成员间保持有效沟通，及时传递重要信息，共
同商讨决策，确保操纵过程顺利进行。
船员应严格遵守国际海事组织、国家法律法规和 01 行业标准对船舶操纵的要求，增强安全意识和责
任意识。
企业应加强对船员的培训和管理，提高船员的专 02 业素质和安全技能水平，确保船舶操纵的安全和
效率。
船员和企业应积极配合相关部门的监督检查工作 03 ，及时发现和整改存在的问题，共同维护海上交
通安全和海洋环境。
法规标准对船舶操纵要求解
05
读
国际海事组织相关规定介绍
船艇操纵基本原理素材课件
目录
• 船艇操纵概述 • 船艇操纵基本原理 • 船艇操纵设备与工具 • 船艇操纵技术与实践 • 安全与法规 • 船艇操纵案例分析
01
船艇操纵概述
船艇操纵的定义与重要性
船艇操纵的定义
船艇操纵是指通过各种手段，如 舵、锚、缆绳等，对船艇进行控 制和操作，使其按照预定目标航 行或停泊。
船舶推进器的种类繁多，包括螺 旋桨、喷水推进器、燃气轮机等 ，其中螺旋桨是最常见的船舶推
进器。
螺旋桨通过旋转产生推力，推动 船艇前进，同时可以通过改变螺 旋桨的角度或转速来控制船艇的
速度和航向。
船舶控制系统
船舶控制系统是船艇操纵中的重 要组成部分，用于实现自动化和
智能化控制。
船舶控制系统包括船舶自动识别 系统（AIS）、船舶自动控制系 统（ACS）、船舶自动监测系统
一艘快艇在紧急情况下进行紧急制动和避让操作 ，成功避免了一场事故。
案例分析
应急情况下的船艇操纵需要船长具备快速反应和 果断决策的能力，同时要保持冷静和沉着。
ABCD
操纵细节
快艇在航行中突然发现前方有障碍物，船长迅速 采取制动和避让措施，成功避免了碰撞。
经验教训
船长需要时刻保持警觉，随时准备应对突发情况 ，确保航行安全。
船长根据风向和海浪情况，调整船艇的航 向和速度，同时保持适当的稳定性和机动 性。
案例分析
经验教训
在遭遇风浪时，船艇操纵需要特别注意航 向、速度和稳定性的控制，以避免翻沉或 严重损坏。
船长需要具备丰富的航行经验和紧急情况 下的应对能力，确保船艇的安全。
停泊操纵失误案例分析
案例概述
一艘大型货船在港口停泊时，由于操纵 失误导致与其他船只发生碰撞。
船用舵机原理
船用舵机原理
船用舵机是船舶操纵系统中的重要部件，它通过控制舵的转向来实现船舶的操
纵和转向。
船用舵机原理是基于液压传动和控制技术，通过对液压系统的控制来实现舵的转动，从而改变船舶的航向。
下面我们将详细介绍船用舵机的原理和工作过程。
船用舵机的原理主要包括液压系统、舵机控制系统和舵机执行机构。
液压系统
是舵机的动力来源，它通过液压泵将液压油输送到舵机执行机构，从而实现舵的转动。
舵机控制系统负责控制液压系统的工作，包括舵机的启停、转向和速度控制。
舵机执行机构是舵机的核心部件，它通过液压力将舵转动到指定的角度，从而改变船舶的航向。
船用舵机的工作过程可以简单描述为，当船舶需要改变航向时，船长或操纵员
通过舵机控制系统发出指令，舵机控制系统接收指令后通过控制液压系统启动液压泵，液压泵将液压油输送到舵机执行机构，舵机执行机构受到液压力的作用将舵转动到指定的角度，从而改变船舶的航向。
当船舶达到指定航向后，船长或操纵员可以通过舵机控制系统停止液压泵的工作，舵机执行机构停止工作，舵保持在指定的角度，船舶保持当前航向。
船用舵机的原理和工作过程是船舶操纵系统中的关键环节，它直接影响船舶的
操纵性能和安全性能。
因此，船用舵机的设计和制造需要严格符合相关的标准和规范，确保舵机在各种工况下都能可靠地工作。
同时，船用舵机的维护和保养也至关重要，只有定期检查和保养舵机，才能确保舵机的正常工作和长期可靠性。
总之，船用舵机原理是船舶操纵系统中的重要内容，了解船用舵机的原理和工
作过程对于船舶操纵人员和船舶工程师都至关重要。
希望本文能够对读者有所帮助，谢谢！。
船舶制造业船舶航行的工作原理
船舶制造业船舶航行的工作原理船舶是人类历史上一项最伟大的发明之一。
它们在各种用途中被广泛应用，从贸易和运输到军事和旅游。
要理解船舶制造业中船舶航行的工作原理，我们需要了解以下几个方面：浮力、推进力和阻力以及舵控。
一、浮力在解释船舶航行工作原理之前，我们需要明白浮力的概念。
根据阿基米德原理，一个物体浸没在液体中时，受到的浮力等于它排除液体的重量。
船舶通过利用浮力来支撑其自身重量，因此能够浮在水面上。
浮力的大小与物体在液体中排除的液体体积有关。
二、推进力和阻力船舶在水中行驶时需要克服阻力，而通过推进力来前进。
推进力产生的来源有多个，如螺旋桨、喷气和水动力装置。
其中，最常见和广泛使用的是螺旋桨。
螺旋桨通过将液体（通常是水）向后推，从而推动船舶向前行驶。
然而，船舶在水中行驶时也受到阻力的影响。
阻力的大小取决于多种因素，包括船身的形状、船舶速度和水流阻力等。
阻力分为摩擦阻力、波浪阻力和空气阻力等。
船舶设计师通常努力减小阻力，以提高船舶的速度和燃油效率。
三、舵控舵控是确定船舶方向的关键要素。
船舶通过转动舵叶或操作推进器来改变船舶的方向。
船舶的舵由驾驶员或自动驾驶系统来控制，以确保船舶的安全和准确导航。
船舶的制造和设计考虑到了上述工作原理，以确保船舶能够在各种环境和工况下进行有效航行。
船舶制造业借助先进的技术和材料，不断改进船舶的性能和安全性。
总结船舶制造业中船舶航行的工作原理涉及到浮力、推进力和阻力以及舵控这几个关键要素。
浮力使船舶能够浮在水面上，推进力通过螺旋桨等设备向后推进，阻力限制了船舶的速度和燃油效率。
舵控用于改变船舶的方向，确保船舶的安全导航。
船舶制造业通过持续的技术创新和性能提升，不断进步。
航行的工作原理不仅仅适用于船舶制造业，也为其他行业提供了灵感和借鉴。
在未来，随着科技的不断发展，我们相信船舶航行的工作原理将继续得到改进和优化。
【管理资料】船舶操纵基本原理汇编
船舶制动能力是指船舶在某一船速下，主机停车或 倒车以后，船舶对主机工况的反应能力。它可用主 机停车或倒车后船舶对岸相对静止所需的时间和船 舶滑行距离的长短来衡量。
第二节 旋回圈要素与船舶操纵性的关系
船舶在定速直航状态下，操某一舵角(一般为满舵)， 船舶将作纵向和横向相结合的复合运动，称为旋回 运动。船舶作旋回运动时重心运动的轨迹，称为旋 回圈。旋回圈几何特征是：
8）吃水差
尾倾船的旋回圈直径将增大，若尾倾增大量为船长的1%， 旋回圈初径可增加10%左右。直径将减小，若首倾增大量为 船长的1%，旋回初径可减少10%
左右。 9）横倾 船体横倾时，由于左右浸水体积不等，低速时，受阻力推力
转船力矩作用，操舵向低舷侧回转的旋回圈直径较小；高速 时，受首波峰压力转船力矩的作用，向高舷侧回转的旋回圈 直径较小。 10）对右旋单桨船，慢速航行时，由SWT的作用，向左回 转的旋回圈在直径较小，但对V型船尾高速航行掉头时，由 于伴流效应横向力、尾流螺旋性效应横向力均使船首右偏， 且大多能克服水面效应横向力的作用，因此向右回转时，其 旋回圈直径小于向左回旋的旋回圈直径。同理，左旋单桨船 航进中旋回的情况正好相反。 11）外界因素 （1）浅水 （2）污底 （3）逆风回转时的旋回圈直径小于顺风回转时的旋回圈直径； （4）流速分布的均匀程度，掉头方向的选择对旋回圈直径有 效明显的影响。
2）操舵时间
据1974年SOLAS公约规定，船舶主操舵装置应具备在船 舶最大航海吃水和以最大营运船速航行时，将舵从一舷的 350转至另一舷的350，或且从任何一舷的350转至另一舷 的300的时间应不超过28s；一般情况下，由正舵至一舷 350为止的时间约15s左右。内河船舶装备机动舵机，当 L﹥30m时其主操舵装
船舶操纵系统图解
船舶操纵系统图解船舶操纵系统第一节操纵系统概述为了满足船舶在各种工况下的航行需要，将船舶主机的起动、换向和调速等各装置联结成一个统一整体，并可集中控制的所有机构、设备和管路，总称为柴油机推进装置的操纵系统。
小型柴油机的推进装置，其起动、调速及换向系统的控制件距离近，通常分别设置，各自操纵。
近年来不少船舶也通过机械、气动等型式传输集中至机舱集控台或驾驶室，对推进装置集中操纵。
大、中型柴油机为操纵方便和工作可靠，都将各控制部分通过各种方式有机地联系以便集中控制和远程控制。
随着自动化技术和电子技术的发展，各种遥控技术已广泛地应用于柴油机的操纵机构。
特别是近年来电子计算机技术和微处理机已用于主机遥控、巡回检测和工况监视等方面，不仅大大减轻了轮机人员的劳动强度，改善了工作条件，还可以避免人为的操作差错，提高船舶运行的安全性、操纵性和经济性。
目前，主机遥控技术水平越来越高，船舶正朝着全面自动化和智能化的方向发展。
一、对操纵系统的要求在船舶柴油机中，操纵部分是最复杂的一部分，其部件多、零件杂、相互牵连制约，近代自动化技术和遥控技术在操纵系统的应用，更增加了操纵系统的复杂程度。
为了保证操纵系统能够可靠地工作，对船舶柴油机的操纵系统有下列基本要求：（1）必须能迅速而准确地执行起动、换向、变速和超速保护等动作，并能满足船舶规范上相应的要求。
（2）具有必要的连锁装置，以避免操作差错而造成事故。
起动连锁装置：盘车机未脱开不能起动，换向未到位不能起动。
换向连锁装置：转向与要求不符时不能起动，不允许在较高转速下换向，运转过程中不能自行换向。
滑油保安连锁装置：当滑油压力下降至许用下限值时，将油量调节杆推至零油位，使柴油机自行熄火停车。
（3）必须设有必要的监视仪表和安全保护、报警装置。
在操纵台（或遥控操纵台）上有转速、转向、气压、油压、水温等醒目的仪表，并对直接影响安全运行的有关压力和温度等置有报警装置和安全保护装置。
（4）操纵机构中的零部件必须灵活、可靠、不易损坏。
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4、船舶停船性能 1）、制动纵距 2）、制动横距 3）、制动偏航角
4、船舶水线面以上建筑面积的大小、形状和 分布情况的变化，将引起风动力的大小和作用 点位置的变化。 5、船舶的排水量以及货物的配载等等将使船 舶的惯性、惯性矩发生变化，对船舶操纵性亦 有影响。 6、主机功率的大小和螺旋桨的数目、转速、 转向、负荷和倒车时的螺旋桨效率等，都影响 着船舶的操纵性能。
（三）、船舶启、制动性能。
船艇操纵基本原理
授课人：杨科军
2012年9月17 日
一、船艇操纵的基本原理
（一）、概念
什么是舵: 舵是船舶操纵的重要设备，操舵者通过操舵可以使 船舶保持或改变其航向，达到控制船舶方向的目的。
（二）、舵压力
（1）、舵压力产生的原理。
船舶正舵航行时，舵叶两侧的流速对称相等，不 产生压力。当操其某一个角后，在舵叶周围，除有平 行流外，还存在附加环流，平行流和附加环流两者间 的流向相反，使流速下降，压力增大，这样，在舵叶 两侧产生压力差。
（三）、舵效
（1）、舵效的概念。 船舶在各种不同的运动状态下，用舵设备操纵船舶 所表现的综合效果称为舵效，包括正舵的稳向性、 小舵角的保向性、一般舵角的改向性和大舵角的旋 回性。
（2）、舵效的判别 船舶操舵后能在较短的时间和纵、横距内完成较大 的改向角，则认为该船的舵效较好；反之，则较差。
（3）、影响舵效因素 1、舵角。 2、舵面积系数。 3、舵速。 4、舵性。 5、船体水下测面积。 6、吃水。 7、横倾。 8、风、流、污底及浅水。 9、舵效与螺旋桨正转进航、反转倒航有关。
三、船舶操纵性能的基本概念
（一）基本概念。 船舶操纵性是指船体、螺旋桨和舵在水中作相 对运动，产生水动力，使船舶保持或改变其水 平运动状态的性能。或者说是船舶对驾驶员操 纵的反应能力。它包括船舶的方向性和启、制 动能力。
（二）、船舶操纵性的优劣与下列因素有关：
1、传统船体中纵剖面两舷的线型是否均匀对称；正舵 时舵叶中线平面和舵杆轴线是否与中纵剖面在同一平 面内，边舵的中线平面是否与中纵剖面平行或舵叶是 否对称；螺旋桨推力轴线是否在船体的中纵剖面上。 2、船舶浮态的变化会引起水动力作用点的位置以及回 转运动时侧阻力的大小和作用点位置的变化。 3、船舶操纵性的优劣与舵面积系数有密切关系。
分析图
通过上图可得出下列结论：
1、双桨单舵船，当开左进三右一或左进停车是，操 右舵有利于回转，实践证明如此用车操纵船舶，船 舶旋回掉头耗时最短。 2、双桨单舵船，开左进三右退或左进一右退三车时， 以操中舵较为有利。 3、双桨双舵船，当开左进三右进一、左进三右车停 或左进三右倒三时，均可操右舵，以利于船舶旋回 运动。 4、双桨单舵船与双桨双舵船均操中舵，当开左进三 右进一、左进三右车停、或左进三右倒三时，前者 有碍于船舶的回转，后者无碍于船舶回转。
1、船速 （1）、额定船速 （2）、海上船速 （3）、经济船速 （4）、港内船速
2、船舶启动性能 船舶在静止状态中开动主机，使船舶达到与主机 功率相应的速度所需的时间和航行距离的性能称 为启动性能。
3、船舶制动性能。 1、停车冲程、冲时 船舶在各种速度情况下，停车至船舶速度为零时所滑 行的距离为停车冲程；滑行过程所需的时间为停车冲 时。 2、倒车冲程、冲时 船舶在各种速度下倒车至船舶完全停住所滑行的距离 为倒车冲程，又称紧急停船距离或最短停船距离；滑 行全过程所需时间为倒车冲时，又称紧急停船时间。
3、影响船舶冲程的因素。
1）、排水量：在船速一定时，排水量越大，冲程 越长。 2）、船速：其他条件一定时，船速越大，冲程越 长。 3）、主机倒车功率及类型。主机倒车功率大，倒 车冲程就小。 4）、推进器类型。 5）、船型系数。 6）、外界因素。顺风顺流时冲程增长，反之，则 较短；浅水域中船舶冲程较深水中短；船体污底 程度严重，船舶阻力增加，船舶冲程相应减小。
（四）、特种舵
包括：襟翼舵、转动导管螺旋桨、异步转动导管螺 旋桨、Z型回转螺旋桨、平旋推进器、横向喷流舵、 倒车舵等。
二、船、桨、舵效应横向力
（一）、概念 船体、螺旋桨、舵叶三者在水中工作时互相影
响而产生力学效应。这种力学效应将直接影响船舶 操纵性能。
（二）、双螺旋桨船的船、桨、舵效应横向力
双螺旋桨船包括有外旋、内旋和同向旋三种。 外旋双螺旋桨船是指进车时右舷桨右旋、左舷桨 左பைடு நூலகம்的双螺旋桨船。内旋双螺旋桨船是指进车时 右舷桨左旋，左舷桨右旋的双螺旋桨船。
（2）、影响舵压力的因素
1、降低舵压力的流体现象。 1）、失速现象 2）、空泡现象 3）、空气吸入现象
2、舵的尺度、形状等因素的影响。 1）、舵叶展弦比的影响 2）、舵的外形及剖面形状影响 3）、舵面积大小的影响
3、船体、伴流和螺旋桨尾流的影响。 1）、船体的干扰及船尾形状的影响 2）、伴流对舵压力的影响 船体周围有一部分伴随船舶运动而运动的水流称伴 流。 3）、螺旋桨尾流的影响 舵叶安装在螺旋桨后方，受到螺旋桨诱导速度的影 响。 4）、滑失的影响 螺旋桨旋转运动产生诱导速度，它是随滑失的增加 而增加的。 5）、斜流的影响
（2）、推力偏心效应横向力（TET）
1、推力偏心效应横向力产生原因。 双螺旋桨船舶的双桨以不同工况工作，则推力的 合力作用线便不通过船舶的重心，引起推心偏心， 产生推力偏心转船力矩。
（3）、分水效应横向力（BDT）
1、概念 当两螺旋桨以不同工况工作时，将在分水踵 （包括船尾部）或中舵两侧产生压力差，而出 现横向力，称为分水效应横向力。
（1）、双螺旋桨船比单螺旋桨船有下列有点：
1、在主机功率相同的条件下，双螺旋桨船的螺旋桨盘 面积大，负荷轻，推进效率高； 2、在螺旋桨盘面积都相同的条件下，双螺旋桨的直径 小，能适应浅水区航行； 3、可用两部主机正、倒车配合操舵操纵船舶； 4、舵机失灵时，可利用两部主机正倒车短时间操纵船 舶； 5一部主机失灵，可利用另一部主机短时间航行以寻找 泊位停泊； 6、双螺旋桨同时正转或反转是，其SWT、WT和RST 大小相等，方向相反，故航向稳定性较好。