船舶操纵课件学习PPT文档
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《船舶操纵》课件
较短时间内，较小的水域上得到的转头角，即改向 角的大小。
若转头角大，则认为舵效好，否则，舵效就差。 2)影响舵效的主要因素以及提高舵效的措施 (1)舵角：
因为舵角的大小直接影响转船力矩和转头角的大 小，所以加大舵角是提高舵效的有效措施。 (2)舵速：
舵速是由船速、伴流和螺旋桨排出流流速三部分 组成。船舶在低速航行中，当需要大角度转向时， 则可加大螺旋桨转速，提高滑失比，增大排出流流 速以提高舵效。
指船舶倒车时的最大输出功率。
上述输出功率的相互比例，将因主机的种类和 新旧程度不同而不同，一般情况下如下表所示。
种类
输出功率比
最大持续输出功率
100％
常用(海上)输出功率 80％～90％
过载(应急)输出功率 105％～110％
倒车输出功率
40％～60％
进港航行或雾航时往往需要备车，此时的
输出功率也称备车输出功率，通常约为最大持
1)偏移或反移量Lk：
是船舶重心在旋回初始阶段向操舵相反一舷 横移的距离。满载时其最大值约为船长的1％左 右，但船尾的反移量较大，其最大值约为船长的 1／lO～l／5，并且该值约出现在转头角达一个 罗经点左右时。
2)进距Ad：
是开始操舵到航向转过任何一角度时，重心 所移动的纵向距离。旋回资料中提供的纵距，通 常特指航向转过90°时的进距。在此基础上，如 再转过相当于漂角度数的位置处，将出现船舶在 原航向上的最大纵移距离，称为最大进距，其值 约为旋回初径的O.85～1.O倍。
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船舶操纵
第一章 船舶操纵性能
第一节 船速与冲程
一、船速与阻力、推力的关系 1.船舶阻力
R =R。+△R R。=Rf+Rr=Rf+Re+Rw △R =RF+RA+Ax+RR
若转头角大，则认为舵效好，否则，舵效就差。 2)影响舵效的主要因素以及提高舵效的措施 (1)舵角：
因为舵角的大小直接影响转船力矩和转头角的大 小，所以加大舵角是提高舵效的有效措施。 (2)舵速：
舵速是由船速、伴流和螺旋桨排出流流速三部分 组成。船舶在低速航行中，当需要大角度转向时， 则可加大螺旋桨转速，提高滑失比，增大排出流流 速以提高舵效。
指船舶倒车时的最大输出功率。
上述输出功率的相互比例，将因主机的种类和 新旧程度不同而不同，一般情况下如下表所示。
种类
输出功率比
最大持续输出功率
100％
常用(海上)输出功率 80％～90％
过载(应急)输出功率 105％～110％
倒车输出功率
40％～60％
进港航行或雾航时往往需要备车，此时的
输出功率也称备车输出功率，通常约为最大持
1)偏移或反移量Lk：
是船舶重心在旋回初始阶段向操舵相反一舷 横移的距离。满载时其最大值约为船长的1％左 右，但船尾的反移量较大，其最大值约为船长的 1／lO～l／5，并且该值约出现在转头角达一个 罗经点左右时。
2)进距Ad：
是开始操舵到航向转过任何一角度时，重心 所移动的纵向距离。旋回资料中提供的纵距，通 常特指航向转过90°时的进距。在此基础上，如 再转过相当于漂角度数的位置处，将出现船舶在 原航向上的最大纵移距离，称为最大进距，其值 约为旋回初径的O.85～1.O倍。
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船舶操纵
第一章 船舶操纵性能
第一节 船速与冲程
一、船速与阻力、推力的关系 1.船舶阻力
R =R。+△R R。=Rf+Rr=Rf+Re+Rw △R =RF+RA+Ax+RR
《船舶操纵》课件(精选)97页PPT
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
《船舶操纵》课件（精选）
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
船舶操纵-PPT课件
2.2 船舶操纵运动方程
野本方程
操舵速度有限，船舶的惯性很大，船舶对舵的 响应也是一种非常缓慢的运动，因此有
建立了有效的数学研究方法，借鉴飞艇操纵理论
1939，巴辛
利用里亚谱诺夫运动稳定理论研究船舶的运动稳定 性
1.1 船舶操纵性总论
船舶操纵性研究的发展过程
1944，肯夫（kemf）
提出了用Z形操舵试验来评价船舶的操纵性，开创了 船舶对操舵的动态响应研究
1946，戴维逊(K. S. Davidson)和许夫(L. I. Schiff)
1.1 操纵性总论
操纵性的重要意义（经济性要求）
在海上的直航运动，
航向稳定性好 不用经常地去操舵，航迹接近直线
不好的船 频繁操舵纠正航向，经历曲折的航线，增加了实际 的航行距离，同时增加了操纵装置和推进装置的功 率消耗 由于操舵增加的功率消耗占主机功率的2%-3%，航 向稳定性不好的船，可以高达20%。
船舶有横漂速度 时横向力的导数。该力很大， 方向与 相反；
船舶有横漂速度 时横向力对重心力矩的导数。 该力矩不太大，为负值，方向有使漂角增大的趋势；
船舶有前进速度 时纵向力的导数。该力较小， 方向与 相反。
2.2 船舶操纵运动方程
水动力导数的物理意义
水动力和力矩的旋转导数 和
船首具有右舷攻角，产生负的水动力和负的水动力 矩
– 该时刻船舶运动状态决定的水动力 – 该时刻以前的运动历史决定的水动力
其他原因引起的外力，如托缆力和风压力等；
2.2 操纵运动方程的线性化
水动力学数学模型
船舶静水中运动时的受力，采用一阶泰勒展开
2.2 操纵运动方程的线性化
船舶操纵PPT学习教案课件
大连海事大学船舶操纵
会计学
1
船舶操纵绪论
概述 船舶操纵运动学参数 船舶操纵动力学参数 船舶阻力与推进
第1页/共46页
船舶操纵概述
船舶操纵的含义 常规船舶操纵(ship handling)包括三种：
保持航向 改变航向 改变船速
第2页/共46页
船舶操纵概述
保持航向(Course keeping or steering)
第32页/共46页
船舶操纵动力学参数
船体水动力及其表 达式
水动力角是指水动力合力FH 方向与船舶首尾线之间的交 角γ；
水动力角可用水动力横向分 量与纵向分量的比值表示
第33页/共46页
船舶操纵动力学参数
船体水动力及其表 达式
水动力角的大小取决于横向 水动力系数和纵向水动力系 数的比值；
第6页/共46页
船舶操纵设备
• 其他设备：
– 侧推器设备； – 外力协助操纵—拖船的协助； – 系泊设备：锚、缆等。
第7页/共46页
船舶操纵特点
• 惯性大，缓变系统 • 控制输入较小 • 欠驱动特性：
控制输入的维数小于被 控自由度维数（dof）， 例如，控制输入：车、 舵；被控坐标：横向位 移y1，航向角和纵向 位移x1
船体水动力及水动力矩
深水中，超大型船舶的纵向附加质 量mx≈0.07m；横向附加质量 my≈0.75m；附加惯性矩Jz≈1.0m。
为了研究问题的方便，有的资料将 船舶质量与附加质量之和称为虚质 量，惯性矩与附加惯性矩之和称 为虚惯性矩。
第30页/共46页
船舶操纵动力学参数
船体水动力及其 表达式
第36页/共46页
船舶操纵动力学参数
水动力作用中心
会计学
1
船舶操纵绪论
概述 船舶操纵运动学参数 船舶操纵动力学参数 船舶阻力与推进
第1页/共46页
船舶操纵概述
船舶操纵的含义 常规船舶操纵(ship handling)包括三种：
保持航向 改变航向 改变船速
第2页/共46页
船舶操纵概述
保持航向(Course keeping or steering)
第32页/共46页
船舶操纵动力学参数
船体水动力及其表 达式
水动力角是指水动力合力FH 方向与船舶首尾线之间的交 角γ；
水动力角可用水动力横向分 量与纵向分量的比值表示
第33页/共46页
船舶操纵动力学参数
船体水动力及其表 达式
水动力角的大小取决于横向 水动力系数和纵向水动力系 数的比值；
第6页/共46页
船舶操纵设备
• 其他设备：
– 侧推器设备； – 外力协助操纵—拖船的协助； – 系泊设备：锚、缆等。
第7页/共46页
船舶操纵特点
• 惯性大，缓变系统 • 控制输入较小 • 欠驱动特性：
控制输入的维数小于被 控自由度维数（dof）， 例如，控制输入：车、 舵；被控坐标：横向位 移y1，航向角和纵向 位移x1
船体水动力及水动力矩
深水中，超大型船舶的纵向附加质 量mx≈0.07m；横向附加质量 my≈0.75m；附加惯性矩Jz≈1.0m。
为了研究问题的方便，有的资料将 船舶质量与附加质量之和称为虚质 量，惯性矩与附加惯性矩之和称 为虚惯性矩。
第30页/共46页
船舶操纵动力学参数
船体水动力及其 表达式
第36页/共46页
船舶操纵动力学参数
水动力作用中心
《船舶操纵》课件
船舶操纵的基本原则
01
遵守国际海上避碰规则 ，确保船舶之间的安全 避让。
02
根据船舶的装载状态、 吃水、风流影响等因素 ，合理调整船速和航向 。
03
注意观察周围环境和条 件，及时采取必要的措 施应对突发情况。
04
保持船员良好的心理状 态，避免因紧张或疏忽 导致的操作失误。
PART 02
船舶操纵性能
、航速、航向等因素，以便更好地进行避让操作。
船舶的应急操纵
总结词
应急操纵是船舶在紧急情况下采取的特殊操纵方式， 要求驾驶员熟悉应急操纵程序和方法，确保船舶在紧 急情况下能够安全脱险。
详细描述
应急操纵是船舶在紧急情况下采取的特殊操纵方式， 要求驾驶员熟悉应急操纵程序和方法。在应急操纵中 ，驾驶员需要保持冷静，迅速判断情况并采取适当的 措施。例如，在失火、碰撞等紧急情况下，驾驶员需 要迅速停车、倒车、转向等操作，以避免危险扩大。 此外，驾驶员还需要了解各种应急设备的使用方法， 如消防器材、救生设备等，以便在紧急情况下能够正 确使用。
PART 05
船舶操纵安全与管理
船舶操纵安全制度与规则
船舶操纵安全制度
为确保船舶操纵安全，必须制定和遵 守相关制度，包括航行制度、停泊制 度、作业制度等。
船舶操纵规则
遵循国际海事组织（IMO）和国内海 事管理机构制定的船舶操纵规则，确 保船舶在航行、停泊和作业过程中的 安全。
船舶操纵安全检查与评估
船舶操纵包括船舶推进、转向 、减速、停车和倒车等基本操 作。
Байду номын сангаас
船舶操纵是航海技术的重要组 成部分，是航海人员进行船舶 驾驶和操作的基本技能。
船舶操纵的重要性
船舶操纵是保证船舶 安全航行和作业的重 要手段。
船舶操精品课件
第一章 船舶操纵性能
第三节 螺旋桨的致偏作用
一、单螺旋桨横向力
（一）沉深横向力（SWT)又称侧压力或水面效应横向力
1.SWT产生原因：螺旋桨上桨叶露出水面或空气卷入。
2.后果：以右旋单车船为例，进车时，该力推尾向右，
使船首向左偏转；倒车时使船首向右偏转。左旋式单车
船的偏转方向相反。
Qu
正车
右旋单车船
M=PN·ℓ
ℓ=L/2cosδ
l
PN
G L/2
M=kARVR2 sinδ·L/2cosδ=1/4kLARVR2sin2δ
第一章 船舶操纵性能
2.系泊时 船速为零，但一旦螺旋桨正转，其排出流作用在舵叶上， 同样会产生正压力PN ，只是支点要视具体情况而言。若 采用甩尾离泊时，则支点在船首，舵力转船力矩为：
第一章 船舶操纵性能
4.船舶有效功率EHP 船舶有效功率是指船舶克服阻力R而保持一定船速VS所 消耗的功率，它等于船舶阻力与船速的积，即
E H P=R·VS （二）推进效率 1.传递效率ηC：DHP╱MHP，称为传送功率。该值通常 为0.95～0.98。中机型船该值约为0.95～0.97；尾机型船 该值约为0.97～0.98。 2.推进系数Ct：EHP╱MHP，称为推进系数, 也称推进效 率。该值一般为0.50～0.70。也就是说，主机发出的功率 变为船舶推进有效功率后损失将近一半。 3.推进器效率ηP：EHP╱DHP，称为推进器效率，该值 约为0.60～0.75。
3、滑失和滑失比 (1)滑失S：螺距P与进程hp之差，称滑失S，即S=P-hp，
螺旋桨理论上应能前进的速度nP与螺旋桨实际对水 速度Vp之差，称为滑失速度，也可称为真滑失S，即：
S=nP-Vp (2)滑失比Sr: 滑失与螺距之比，称为滑失比Sr。或定义
大连海事大学课件船舶操纵
在操纵过程中，由于船舶流量大，需要特别注意周围船舶的动态，保持高度警惕。同时，由于水域限制，需要精确控制船舶的航向和速度，以确保安全靠离泊。
在通航密度大的水域，应加强瞭望，及时掌握周围船舶动态。加强与其他船舶的沟通协调，保持紧密联系。严格遵守航行规则和避碰规则，确保安全操纵。
案例概述
某大型油轮在大窑湾港区遇到突发大风天气，需要进行紧急靠离泊操纵。
根据模拟器的功能和用途，船舶操纵模拟器可分为全任务模拟器和专项模拟器。全任务模拟器能够模拟船舶的全部操作过程，包括船舶航行、靠离码头、锚泊、装卸货等；专项模拟器则针对船舶操作的某一特定环节进行模拟，如船舶操纵中的转向、变速、掉头等。
定义
分类
船员培训
船舶操纵模拟器广泛应用于船员培训领域，通过模拟实际操作过程，提高船员的操作技能和应对紧急情况的能力。模拟器还可以用于评估和选拔船员，确保他们具备足够的操作能力和应对能力。
经验教训
在突发大风天气下，应加强气象观测和预报，提前做好应对措施。加强与港口调度和引航站的沟通协调，确保安全操纵。在操纵过程中，保持冷静，采取科学合理的应对措施，确保船舶安全。
01
02
03
04
案例概述：某大型散货船在大窑湾港区的狭窄水道进行靠离泊操纵。该水道宽度有限，且存在多个障碍物。
THANKS
总结词
CHAPTER
船舶操纵设备
03
锚设备概述
锚的类型
锚的操纵方式
锚的维护保养
01
02
03
04
锚设备用于固定船舶位置，防止船舶漂移和碰撞。
包括单爪锚、双爪锚、杆锚等，不同类型的锚适用于不同的航行环境和需求。
包括手动操纵和机械操纵，根据锚的大小和重量选择合适的操纵方式。
在通航密度大的水域，应加强瞭望，及时掌握周围船舶动态。加强与其他船舶的沟通协调，保持紧密联系。严格遵守航行规则和避碰规则，确保安全操纵。
案例概述
某大型油轮在大窑湾港区遇到突发大风天气，需要进行紧急靠离泊操纵。
根据模拟器的功能和用途，船舶操纵模拟器可分为全任务模拟器和专项模拟器。全任务模拟器能够模拟船舶的全部操作过程，包括船舶航行、靠离码头、锚泊、装卸货等；专项模拟器则针对船舶操作的某一特定环节进行模拟，如船舶操纵中的转向、变速、掉头等。
定义
分类
船员培训
船舶操纵模拟器广泛应用于船员培训领域，通过模拟实际操作过程，提高船员的操作技能和应对紧急情况的能力。模拟器还可以用于评估和选拔船员，确保他们具备足够的操作能力和应对能力。
经验教训
在突发大风天气下，应加强气象观测和预报，提前做好应对措施。加强与港口调度和引航站的沟通协调，确保安全操纵。在操纵过程中，保持冷静，采取科学合理的应对措施，确保船舶安全。
01
02
03
04
案例概述：某大型散货船在大窑湾港区的狭窄水道进行靠离泊操纵。该水道宽度有限，且存在多个障碍物。
THANKS
总结词
CHAPTER
船舶操纵设备
03
锚设备概述
锚的类型
锚的操纵方式
锚的维护保养
01
02
03
04
锚设备用于固定船舶位置，防止船舶漂移和碰撞。
包括单爪锚、双爪锚、杆锚等，不同类型的锚适用于不同的航行环境和需求。
包括手动操纵和机械操纵，根据锚的大小和重量选择合适的操纵方式。
船舶操纵ppt
D NC
转头惯性角的估算
船舶在航行中改向操舵后，船舶的转头角速度r0
到达某一定值后操正舵，船首继续转头惯性角 为： =r0T
第二节 航向稳定性与保向性
主要内容
航向稳定性与保向性概念 航向稳定性的判别
一、航向稳定性与保向性的概念
1、直线稳定性（动航向稳定性）：其重心轨迹 最终回复为一直线，航向发生变化。t→∞,r→0， 船舶沿新航向做直线运动
定常旋回直径D的估算
根据定常旋回运动中旋回角速度r0＝Kδ0的结论，可以得
到船舶定常旋回直径的估算式： D=2R=2Vt/r=2Vt/(Kδ0)
R Ad Re
推定新航向距离DNC
DNC=Re+Rtg(φ/2)
t1 57.3 s (T tan ) 2 Kd 0 2
影响 因素
K’ 、T’ 变化
舵角 增加
同时 减小
吃水 增加
同时 增大
尾倾 增加
同时 减小
水深 变浅
同时 减小
船型 越肥大
同时 增大
五、K、T值的运用 船舶操纵性的分类及比较
区分船舶操纵有很 大的不同。按照 K、T指数比较船 舶的旋回轨迹， 可将船舶操纵性 概略地区分为四 类
航向稳定性（固有稳定性）：船舶在直线航行过程中受外力 干扰取得回转角速度改变了原航向，当外力消失后，不经过 操纵就能在新航向上自动恢复直线运动的性能。 保向性：船舶在直线航行过程中受外力干扰取得回转角速度 改变了原航向，经过操纵能使船舶恢复在原航向上做直线运 动的性能。 小舵角、短时间内恢复原航向直线运动，保向性好； 反之，保向性差
2.载况
载况的改变将导致水下和水上船型的改变，
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• 1． 方形系数Cb
• 船舶的方形系数越大，船舶的旋回性越好，旋回
• 2．船体水线下侧面积形状及分布
• 船首部分分布面积较大者或船尾比较瘦削的船舶， 旋回性较好，旋回圈较小，但航向稳定性较差； 而船尾部分分布面积较大者，旋回性较差，旋回 圈较大，但航向稳定性较好。
• 3．舵角
• 对于不同的船舶，随着舵角的减小，旋回初径的 增加率是不一样的，其中舵的高宽比小的船舶， 其旋回初径的增力n率较大。
一般船舶降速幅度大约为25％～50％，超大型油船 降速幅度最大可达到原航速的65％。
4)旋回中船舶出现的横倾(1ist)
• 内倾将变为外倾，并且因横向摇摆惯性的存在将 产生最大的外倾角θmax。，最大外倾角一般为定 常外倾角的1．2～1．5倍， θmax的大小与操舵 时间有关，操舵时间越短， θmax越大。
• 船舶旋回中定常外倾角θ的大小与船速、所操的 舵角、船舶的旋回性能和船舶的初稳性高度GM 等有关，船速越高，船舶的旋回直径越小，船舶 的初稳性高度越低，定常外倾角θ越大。
• 船速大于30kn的高速船，定常外倾角可达120～ 140。
• 当船舶在旋回中一旦产生较大的外倾角时，切忌 急速回舵或操相反舷舵 .
• 大约在离船首柱后1／3～1／5船长处；船处于后 退中，转心位置则在船尾附近。
• 对于不同船舶而言，旋回性能越好、旋回中漂
• 角β越大的船舶，其旋回时的转心越靠近船首。
3)旋回中的降速
首转过900左右船舶进入定常旋回后，速度不再下 降。减速的幅度与旋回初径Dr与船长L的比值有 密切的关系，Dr／L值越小，旋回性越好，减速 越显著。
• 6)反移量(kick)
• 反移量亦称偏距，是指船舶重心在旋回初始阶 段向操舵相反一舷横移的距离。通常，该值 极 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1／5～1／10，约出现在操 舵后船舶的转头角达一个罗经点左右的时刻。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。
• 漂角越大的船舶，其旋回性越好，旋回直径也越 小。超大型船舶较一般货船的方形系数值较高， 长宽比较低，有着较好的旋回性，它在定常旋回 中的漂角也较大，最大可达到200左右。
• 2)转心及其位置
• 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。在转心处，横移速度及漂角均 为零。
• 在旋回的初始阶段，转心约在重心稍前处，以后 随船舶旋回不断加快，转心随着旋回中的漂角的 增大而逐渐向船首方向移动；当船舶进入定常旋 回阶段即船舶旋回中的漂角保持不变时，转心P 逐渐稳定于某一点，对于不同船舶，该点的位置
• 1．表征旋回圈大小的几何要素
• 1)进距
• 进距也称纵距，是指从操舵开始到船舶的航向转 过任一角度时重心所移动的纵向距离。通常，旋 回资料中所说的纵距，特指当航向转过900时的 进 距 ， 并 以 Ad 表 示 之 ， 它 大 约 为 旋 回 初 径 的 0．6～1．2倍。
• 2)横距(transfer)
• 4)旋回直径(finaldiameter)
• 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，并以D表示之，它大约为 旋回初径的0.9~1.2倍。
• 5）滞距
• 亦称心距。正常旋回时，船舶旋回直径的中心O 总较操舵时船舶重心位置更偏于前方。滞 距是 该中心O的纵距，并以R．代表之，大约为1～2 倍船长，它表示操舵后到船舶进入旋回的“滞后 距离”，也是衡量船舶舵效的标准之一。
• 2．描述船舶旋回运动状态的运动要素
• 主要有漂角、转心及其位置、旋回中的降速和旋 回中的横倾等。
• 1)漂角
• 船舶首尾线上某一点的线速度与船舶首尾面的交 角叫做漂角。
• 通常所说 的漂角是指船舶重心处的线速度u(与船 舶首尾面的交角，也就是船首向与重心C点处旋 回圈切线方向的夹角，用夕表示之。一般船舶的 漂角大约在30～150之间。
• 4．操舵时间
• 操舵时间主要对船舶的进距影响较大，进距随操 舵时间的增加而增加，而对横距和旋回初径的影 响不大，旋回直径则不受其影响。
• 5．舵面积比
• 拖船为l／20～1／25，渔船为1／30～1／40，高 速货船为1／35～1／40；大型油船一般仅为1／ 65～1／75，一般货船为l／45～1／60。
• 阻力=0；内倾;V不变
• 2．第二阶段(过渡） • ŕ ↓；r ↑； φ ↑；外倾; V ↓；N（r) ↑ • 3．第三阶段 （定常旋回阶段） • ŕ =0;r定常； φ ↑(线性） • N（α）+N（β）+N（r ）=0
• 二、旋回圈的大小及其要素
• 定速直航(一般为全速)的船舶操一定舵角(一般为 满舵)后，其重心所描绘的轨迹叫做旋回圈 (turningcircle)。
• 5)旋回时间
• 它与船舶的排水量有密切关系，排水量大，旋回
• 时间增加。万吨级船舶快速满舵旋回一周约需 6min，而超大型船舶的旋回时间则几乎要增加一 倍。
• 三、影响旋回圈大小的因素
• 旋回圈的大小与船型、舵面积、所操舵角、操舵 时间、载态、水深、船速、船舶的纵倾和横倾、 螺旋桨转速等密切相关。另外，受风、流的影响， 旋回圈的大小也有很大变化。
• 横距是指从操舵开始到船舶的航向转过任一角 度时船舶重心所移动的横向距离。通常，旋回资 料中所说的横距，特指当航向转过900时的横距， 并以了，表示之，它大约为旋回初径的一半。
• 3)旋回初径(tacticaldiameter)
• 旋回初径是指从操舵开始到船舶的航向转过 1800时重心所移动的横向距离，并以Dr表示之。 它大约为3～6倍的船长。
•
第一章 船舶操纵性能
• 操纵性能主要包括船舶的旋回性、船舶的航向稳 定性、改向性及保向性以及船舶的变速运动性能 等。
•
第一节 船舶的旋回性能
• 分为小舵角的保向操纵，一般舵角的转向操纵及 大舵角的旋回操纵三种。
• 一、船舶旋回的运动过程
• 1．第一阶段(初始、内倾阶段）
• G：原航向；尾：外移；r=0； ŕ(max)；φ=0；
• 船舶的方形系数越大，船舶的旋回性越好，旋回
• 2．船体水线下侧面积形状及分布
• 船首部分分布面积较大者或船尾比较瘦削的船舶， 旋回性较好，旋回圈较小，但航向稳定性较差； 而船尾部分分布面积较大者，旋回性较差，旋回 圈较大，但航向稳定性较好。
• 3．舵角
• 对于不同的船舶，随着舵角的减小，旋回初径的 增加率是不一样的，其中舵的高宽比小的船舶， 其旋回初径的增力n率较大。
一般船舶降速幅度大约为25％～50％，超大型油船 降速幅度最大可达到原航速的65％。
4)旋回中船舶出现的横倾(1ist)
• 内倾将变为外倾，并且因横向摇摆惯性的存在将 产生最大的外倾角θmax。，最大外倾角一般为定 常外倾角的1．2～1．5倍， θmax的大小与操舵 时间有关，操舵时间越短， θmax越大。
• 船舶旋回中定常外倾角θ的大小与船速、所操的 舵角、船舶的旋回性能和船舶的初稳性高度GM 等有关，船速越高，船舶的旋回直径越小，船舶 的初稳性高度越低，定常外倾角θ越大。
• 船速大于30kn的高速船，定常外倾角可达120～ 140。
• 当船舶在旋回中一旦产生较大的外倾角时，切忌 急速回舵或操相反舷舵 .
• 大约在离船首柱后1／3～1／5船长处；船处于后 退中，转心位置则在船尾附近。
• 对于不同船舶而言，旋回性能越好、旋回中漂
• 角β越大的船舶，其旋回时的转心越靠近船首。
3)旋回中的降速
首转过900左右船舶进入定常旋回后，速度不再下 降。减速的幅度与旋回初径Dr与船长L的比值有 密切的关系，Dr／L值越小，旋回性越好，减速 越显著。
• 6)反移量(kick)
• 反移量亦称偏距，是指船舶重心在旋回初始阶 段向操舵相反一舷横移的距离。通常，该值 极 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1／5～1／10，约出现在操 舵后船舶的转头角达一个罗经点左右的时刻。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。
• 漂角越大的船舶，其旋回性越好，旋回直径也越 小。超大型船舶较一般货船的方形系数值较高， 长宽比较低，有着较好的旋回性，它在定常旋回 中的漂角也较大，最大可达到200左右。
• 2)转心及其位置
• 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。在转心处，横移速度及漂角均 为零。
• 在旋回的初始阶段，转心约在重心稍前处，以后 随船舶旋回不断加快，转心随着旋回中的漂角的 增大而逐渐向船首方向移动；当船舶进入定常旋 回阶段即船舶旋回中的漂角保持不变时，转心P 逐渐稳定于某一点，对于不同船舶，该点的位置
• 1．表征旋回圈大小的几何要素
• 1)进距
• 进距也称纵距，是指从操舵开始到船舶的航向转 过任一角度时重心所移动的纵向距离。通常，旋 回资料中所说的纵距，特指当航向转过900时的 进 距 ， 并 以 Ad 表 示 之 ， 它 大 约 为 旋 回 初 径 的 0．6～1．2倍。
• 2)横距(transfer)
• 4)旋回直径(finaldiameter)
• 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，并以D表示之，它大约为 旋回初径的0.9~1.2倍。
• 5）滞距
• 亦称心距。正常旋回时，船舶旋回直径的中心O 总较操舵时船舶重心位置更偏于前方。滞 距是 该中心O的纵距，并以R．代表之，大约为1～2 倍船长，它表示操舵后到船舶进入旋回的“滞后 距离”，也是衡量船舶舵效的标准之一。
• 2．描述船舶旋回运动状态的运动要素
• 主要有漂角、转心及其位置、旋回中的降速和旋 回中的横倾等。
• 1)漂角
• 船舶首尾线上某一点的线速度与船舶首尾面的交 角叫做漂角。
• 通常所说 的漂角是指船舶重心处的线速度u(与船 舶首尾面的交角，也就是船首向与重心C点处旋 回圈切线方向的夹角，用夕表示之。一般船舶的 漂角大约在30～150之间。
• 4．操舵时间
• 操舵时间主要对船舶的进距影响较大，进距随操 舵时间的增加而增加，而对横距和旋回初径的影 响不大，旋回直径则不受其影响。
• 5．舵面积比
• 拖船为l／20～1／25，渔船为1／30～1／40，高 速货船为1／35～1／40；大型油船一般仅为1／ 65～1／75，一般货船为l／45～1／60。
• 阻力=0；内倾;V不变
• 2．第二阶段(过渡） • ŕ ↓；r ↑； φ ↑；外倾; V ↓；N（r) ↑ • 3．第三阶段 （定常旋回阶段） • ŕ =0;r定常； φ ↑(线性） • N（α）+N（β）+N（r ）=0
• 二、旋回圈的大小及其要素
• 定速直航(一般为全速)的船舶操一定舵角(一般为 满舵)后，其重心所描绘的轨迹叫做旋回圈 (turningcircle)。
• 5)旋回时间
• 它与船舶的排水量有密切关系，排水量大，旋回
• 时间增加。万吨级船舶快速满舵旋回一周约需 6min，而超大型船舶的旋回时间则几乎要增加一 倍。
• 三、影响旋回圈大小的因素
• 旋回圈的大小与船型、舵面积、所操舵角、操舵 时间、载态、水深、船速、船舶的纵倾和横倾、 螺旋桨转速等密切相关。另外，受风、流的影响， 旋回圈的大小也有很大变化。
• 横距是指从操舵开始到船舶的航向转过任一角 度时船舶重心所移动的横向距离。通常，旋回资 料中所说的横距，特指当航向转过900时的横距， 并以了，表示之，它大约为旋回初径的一半。
• 3)旋回初径(tacticaldiameter)
• 旋回初径是指从操舵开始到船舶的航向转过 1800时重心所移动的横向距离，并以Dr表示之。 它大约为3～6倍的船长。
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第一章 船舶操纵性能
• 操纵性能主要包括船舶的旋回性、船舶的航向稳 定性、改向性及保向性以及船舶的变速运动性能 等。
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第一节 船舶的旋回性能
• 分为小舵角的保向操纵，一般舵角的转向操纵及 大舵角的旋回操纵三种。
• 一、船舶旋回的运动过程
• 1．第一阶段(初始、内倾阶段）
• G：原航向；尾：外移；r=0； ŕ(max)；φ=0；