1.3船舶的变速性能解析

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万吨级船取2kn,超大船取3kn左右。
根据经验,船舶在常速航行中停车,降速到能维持其 舵效的速度时,一般货船的停车冲程为船长的8~20倍,
超大型船舶则超过20倍的船长。船越大,停车惯性越大。
4.倒车停船性能
当T<0时,即船舶采用倒车时,船舶处于倒车拉力作
用的减速过程中。倒车停船性能是指船舶在任意前进速 度时使用倒车使船舶停止的性能。 船舶在前进三中开后退三,从发令开始到船对水停止 移动所需的时间及航进的距离,称为倒车冲时和倒车冲 程。其距离又称紧急停船距离(crash stopping distance) 或最短停船距离(shortest stopping distance)。 从前进三到后退三所需换向时间的长短随主机种类不 同而不同。一般情况下,内燃机船约需90~120秒;汽轮 机船约需120~180秒;而蒸汽机船约需60~90秒。
对于给定船舶,影响紧急停船距离的因素主要 有: (1)船舶排水量。在其它条件相同的情况下 ,排水量越大,紧急停船距离越大。 (2)船速。若其它因素一定时,船速越高, 紧急停船距离越大。 (3)主机倒车功率、转速和换向时间。若其 它条件相同,主机倒车转速越高、主机倒车功率 越大,紧急停船距离越小;主机换向时间越短, 紧急停船距离也越小。
二、各种变速操纵性能 1.加速性能 当T>R,即推力大于阻力时,船舶处于加速过 程中。加速性能指船舶从静止或某一速度增加到 更高速度的性能。 在初始速度V0=0时,开始转动螺旋桨,这时的 船舶运动性能称为启动性能。 初始速度>0时,由于开始阶段推力大于阻力, 船舶开始加速,同时,阻力也随船速的提高而增 大,推力也随船速的增加而减小。当=时,船舶 达到所需要的船速。
2.减速性能
当T<R时,即推力小于阻力时,船舶处于减速
过程中。减速性能就是减速操纵后船速递减过程
中的运动性能。
减速操纵使船舶的纵向受力失去平衡,此时船 速必然降低,同时,推力随船速的降低而增大, 阻力随船速的降低而减小,直至船速降低到阻力 与推力相等时,船舶将以低于初始速度的船速航
行。
3.停船性能 当主机停止功率输出时,螺旋桨不产生任何推力,即T =0,这种情况下船舶仅受船体阻力的作用而逐渐降速的 性能称为停车性能。(定义:以某一速度航行的船舶,从 发出主机停止车令起到船舶对水停止移动时止所需的时 间和滑行的距离,称为停车冲时和停车冲程)。 实际操纵中,很少用停车的方法进行停船,因为这种 方法将需要很长的时间和航行距离。一般停车后将船速 降为至少能维持舵效或拖船可以有效控制船舶的船速。
IMO操纵性临时标准中推荐用下式估算直线方向的最短
停船距离:
s A ln(1 B) C L pp
s——倒车冲程(m); Lpp——船长(m); A——船舶质量与船舶阻力之比所得到的系数; B——船舶倒车操纵之前的船舶阻力与船舶停止时倒车 拉力之比所得到的系数; C——船舶获得倒车拉力的时间与船舶开始倒车时的初 始速度的乘积。

(4)船体的污底程度。船体污底越严重,船体 阻力越大,紧急停船距离越小。 (5)外界条件。顺风、顺流时紧急停船距离增 大;顶风、顶流时紧急停船距离减小;在浅水中 由于船舶阻力增加,其紧急停船距离较深水中小 。
五、制动操纵方法
1.倒车制动
倒车制动是指利用主机倒车拉力来降低船舶惯 性速度进行制动的操纵方法。这种方法应用最为 普遍,且各种船舶,无论大小均适用。 对于单螺旋桨船,倒车将产生航向偏转问题。 倒车时间越长、开始倒车时船速越高,偏转越大, 而且这种偏转无法用舵进行纠正。因此,需要采 取保向措施,如使用侧推器、拖船等。
四、影响紧急停船距离的因素
船舶单位排水量所分配的主机功率(BHP/△)是 衡量船舶快速性和停船性能的重要指标。该值越 大,不但船速越高,倒车功率也相应较大,其停 船性能也较好。
装备CPP的集装箱船或客滚船紧急停船距离也 就较小。若其它条件相同,则CPP船的紧急停船 距离约为FPP船的60~80%。
第三节 船舶的变速性能
船舶变速性能及其判别 各种变速操纵性能 最短停船距离的估算 影响紧急停船距离的因素 制动操纵方法
一、船舶变速性能及其判别 变速性能是指船舶对变速操纵的反应能力,它 是度量船舶运动(平动)惯性的技术指标。 船舶具有保持原有运动状态的属性,这种属性 称为惯性,不仅静止的船舶具有惯性,运动的船 舶也具有惯性,即静止的船舶不易加速,运动的 船舶不易减速。 当倒车过程中船舶偏离原来的直线航迹时,船 舶航行的距离将沿其曲线航迹进行测量。该距离 我们称为航迹距离,航迹距离可分解为进距和横 距,二者都是衡量船舶变速性能的重要指标。

根据统计: 一般中型至万吨级货船 距离可达6~8 倍船长; 载重量5万吨左右的船 距离可达8~10 船长; 载重量10万吨的船 距离可达10~ 13倍船长; 载重量15~20万吨级的船 距离可达13~ 16倍船长。

三、最短停船距离的估算——IMO推荐 在估算直线方向上的倒车冲程时,我们进行如 下假设: 1. 船体所受阻力的大小与船速的平方成正比; 2. 倒车拉力在整个停船操纵过程中是一个常量 ,等于船舶最终在水中停止时螺旋桨所产生的倒 车拉力; 3. 螺旋桨开始倒转的时间和倒车命令给出的时 间相同,即不考虑主机由正转变为倒转所用的时 间。
2.拖锚制动
拖锚制动是指利用锚与海底的摩擦力(或动抓力)百度文库
来降低船舶惯性速度进行制动的操纵方法。这种
方法一般结合倒车制动一起使用。
这种方法仅适用于小型船舶,中、大型船舶由 于其排水量较大,锚的动抓力不但不足以制动, 还可能发生断链或丢锚等事故,故这种制动方法 不适用。
3.拖船协助制动 拖船协助制动是指利用拖船的拖力来降低船舶 惯性速度进行制动的操纵方法。 在船舶主机倒车功率不足以制动时,宜使用这 种停船方法。特别是VLCC船舶靠泊过程中,常 常需要一艘或两艘大马力拖船布置在船尾协助船 舶减速、制动。 拖船协助制动时要注意,被协助船的船速为 10kn以上时,拖船倒车拖力微乎其微,故一般船 速为6kn作为拖船协助制动的最早时机。这种方 法一般结合倒车制动一起使用。无论如何,主机 倒车的制动作用总是大于拖船的作用,故应以主 机倒车为主,拖船协助为辅。
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