船舶操纵性与耐波性复习
船舶与海洋工程性能试验技术：6 操纵性与耐波性试验
2．Z形试验
目的是模拟船舶不断小舵角操纵的情况,能较好 地分析船舶的转首性和方向稳定性。也可以预报K T指数。
（1）试验船模放于适当的位置，启动船模作直线航 行；
（2）待达到稳定的航速 V时，迅速操舵转至右10°。 船模便开始实现Z形运动，待首向角向右达到10° 时，又自动切换舵角至左10°，待首向角向左达到 10°时，又自动切换舵角至右10°，如此反复操舵， 便可得出舵角δ与首向角ψ随时间t的变化曲线，通 常当首向角ψ曲线出现三个峰值后便完成了Z形试 验。
(T )
(n k)
T T kT n k T
nn
由上得
Rx
(
kT n
)
n
1
k
nk
[x(ti )
i 1
m1 (
)][ x(xik
)
m1 (
' )]
式中
m1 m1
( (
) ')
1 nk n k i1 x(ti )
1n
n
k
x(ti
i 1 k
)
把相关函数Rx ( )表示成标准相关函数 rx ( ) 为
试验原理
▪ 几何相似 ▪ 运动相似:螺旋桨和舵的角速度、角加速度
很难保证相似(主机、舵机特性不相似) ▪ 动力学相似：直航傅汝德相似，机动状态
的动力学相似都比较难以满足.
试验操作人员通过遥控发射器发出控制信号，船模 上的接收器收到信号后把信息输入指令分配箱，对主 机、舵的动作进行控制，实现船模在水池中加速、减 速和改变航向等各种操纵运动。图1是操纵试验船模及 其测试设备布置的示意图。
T1，T2，T3称为转首滞后，是 指舵角δ回复到0°时刻至最大转 首角时的时间间隔，表示在零 舵角之后出现零角速度的时间 滞后， T小表示船的跟从性好， 是衡量跟从性的一个量度。
船舶操纵性与耐波性总结
船舶操纵性：是指船舶按照驾驶者的意图保持或改变其运动状态的性能，即船舶能保持或改变其航速、航向和位置的能力。
航向稳定性：表示船舶在水平面内的运动受扰动而偏离平衡状态，当扰动完全消除后能保持其原有平衡状态的性能。
回转性：表示船舶在一定舵角作用下作圆弧运动的性能。
转首性：表示船舶应舵转首并迅速进入新的稳定状态的性能. 运动稳定性与机动性制约：小舵角下的航向保持性 、中舵角下的航向机动性 、大舵角下的紧急规避性固定与运动坐标系的关系：漂角：速度V 与OX 轴正方向的夹角β。
舵角：舵与OX 轴之间的夹角δ。
舵速角：重心瞬时速度矢量与O 0X 0轴之间的夹角ψ0。
线性水动力导数意义：船舶作匀速直线运动，在其他参数不变时，改变某一运动参数所引起的作用于船舶的水动力或矩对该参数的变化率。
水动力导数：Xu= Yu= 通常可称对线速度分量u 的导数为线性速度导数．如：Xu 等。
对横向速度分量v 的导数为位置导数，如：Yv 、Nv 等。
对回转角速度r 的导数为旋转导数，如：Nr 、Yr 等。
对各加速度分量和角加速度分量的导数为加速度导数Xu 。
，对舵角δ的导数为控制导数，如：Y δ等。
稳定性：对处于定常运动状态的物体(或系统)，若受到极小的外界干扰作用而偏离原定常运动状态；当干扰去除后，经过一定的过渡过程，看是否具有回复到原定常运动状态的能力。
若能回复，则称原运动状态是稳定的。
直线稳定性：船舶受到瞬时扰动以后，重心轨迹最终恢复成为一条直线,但航向发生了变化。
方向稳定性：船舶受到的瞬时扰动消失以后，重心轨迹最终成为原航线平行的另一直线。
位置稳定性：船舶受到瞬时扰动，当扰动消失以后，重心轨迹最终恢复成为与原来航线的延长线。
稳定衡准数:C=-Y V (mx G u 1-N r )+N V （mu 1-Y r ）；C>0 表示船舶在水平面的运动具有直线稳定性；C<0 则不具有直线稳定性。
影响航向稳定性的因素：(1)为改善其航向稳定性，应使Nr 、Yv 二者的负值增加，从C 的表达式可见，此二者之乘积的正值就越大，显然有利于改善稳定性。
重庆交通大学船舶操纵性复习.doc
第四篇船舶操纵第一章绪论1.操纵性：指船舶按照驾驶者的意图保持或改变其运动状态的性能，即船舶能保持或改变航速、航向和位置的性能。
2.船舶操纵性包括以下四个方面的内容1)航向稳定性：指船舶在水平面内的运动受扰动而偏离平衡状态，当扰动完全消除后，保持原有航向运动的性能。
2)回转性：指船舶应舵作圆弧运动的性能。
3)转首性及跟从性：指船舶应舵转首及迅速进入新的稳定运动状态的性能。
前者称为转首性，后者称为跟从性。
4)停船性能：指船舶对惯性停船和倒车停船的响应性能。
3.船舶操纵装置有舵(由于结构简单、工作可靠、造价低廉，应用最广泛)、转动导管、平旋推进器、主动转向装置等。
4.操纵六要素：舵(关键性设备)、车、锚、缆、风和流。
5.船舶操纵性与航行的安全性、经济性以及军舰的战斗力和生命力有着密切联系。
6.船舶六个自由度的运动包括直线运动和转动两种形式。
第二章船舶操纵1.船舶匀速沿中纵剖面方向直线航行时，横向力和偏航力矩为0。
2.诸水动力导数的物理意义：(1)水动力和力矩的位置倒数Yv和Nv合力是一个较大的负值，Yv也是一个较大的负值。
而水动力矩由于首尾作用相抵消，其绝对值不会很大，因机翼的水动力中心在形成之前，首部作用占优，故Nv 一般是一个不大的负值(2)水动力和力矩的旋转倒数Yr和Nr由于船首和船尾水动力方向相反，因此水动力导数丫「的绝对值不是很大，其符号取决于船型，可正可负。
由于船体回转产生的水动力矩在船首尾具有相同的方向，都是阻止船舶回转的，因此水动力矩导数Nr是一个很大的负值，它对船舶的操纵运动起重要影响。
(3)水动力和力矩的线加速度导数Y v和N v匕是水动力Y相对于加速度U在平衡状态下的变化率，匕是一个相当大的负值。
水动力导数Np是一个不大的数值，其符号取决于船型。
(4)水动力和力矩的角加速度导数匕和N,匕是一个较小的值，其符号取决于船型。
水动力矩导数N,总是一个很大的负值(5)舵导数(或控制导数)峪和N" 匕<0，N&>03.诸水力导数取决于船型，对于特定的船是常数。
第一章 船舶操纵性能复习重点
第一章船舶操纵性能说课笔记知识与技能掌握要点：通过学习，掌握船舶的旋回性能。
重点对三副岗位值班与船舶操纵知识及能力要求相联系，做到技能在航运船舶工作中能实际运用；对操纵运动方程与K、T指数能进行定性分析。
对于船员职务晋升多项考试具有重要指导作用。
并做到工学结合，使船舶操纵知识及能力要求与岗位紧密相联。
对航向稳定性与保向性、变速运动性能能准确理解。
通过旋回试验等实训操作，对中、大型商船操纵有感性认识，为下一步深入学习打下基础。
掌握Z形试验与螺旋试验方法。
使学生明确用途，以及在新船试航及修船试航中三副的操作要点。
工学结合：三副值班时，船舶操纵知识及能力要求与本次课的关联；岗位与船舶操纵知识及能力要求实际应用；测试冲程选外高桥叠标场仿真场景，突出训练三副角色。
课程教学特色：理论性较强，注意三校生与普高生的认知能力差别；充分运用企业提供生产案例和影视资料，使内容贴近航运岗位；KT指数讲解插入本校教师几十年前的理论贡献，增强学生荣誉感；在重点训练外高桥测速场冲程实验后，运用仿真模拟设备让学生领略世界主要狭水道场景。
对学生职业兴趣的培养有意义。
第一节船舶旋回性能在船舶操纵中，就舵的使用而言，大致可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，船舶旋回性是船舶操纵中极为重要的一种性能。
一、船舶旋回运动的过程船舶以一定航速直线航行中，操某一舵角并保持之，船舶将作旋回运动。
根据船舶在旋回运动过程中的受力特点及运动状态的不同，可将船舶的旋回运动分为三个阶段，如图1—1所示。
1.第一阶段——转舵阶段船舶从开始转舵起至转至规定舵角止（一般约8~15s），称为转舵阶段或初始旋回阶段。
如图1—1所示，该阶段中，船速开始下降但幅度甚微；漂角也已出现但量较小；旋回角速度不大，但旋回角加速度最大。
由于船舶运动惯性的原因，船舶重心G基本上沿原航向滑进，在舵力转船力矩Mδ的作用下，船首有向操舵一侧回转的趋势，重心则有向操舵相反方向的微量横移，与此同时，船舶因舵力位置比重心位置低而出现少量内倾。
船舶操纵与耐波性试卷答案
二、舵的分类如何 舵可分为普通舵和特种舵，普通舵都是被动舵。普通舵是指在有来流速度作用下才
产生舵力和转船力矩，没有来流速度就没有舵效。 根据舵的支承情况，可分为：多支承舵、双支承舵、半悬挂舵和悬挂舵四种。 根据舵的剖面形状，可分为：平板舵和流线型舵。 根据舵杆在舵宽度上的位置，可分为：不平衡舵、平衡舵和半平衡舵。
4
3
舵的水动力系数表示式如下：
合力系数 升力系数 阻力系数
C
=
P
1 2
ρ
A v2
Cy =
Py
1 2
ρ
A v2
Cx =Leabharlann Px1 2ρA
v2
法向力系数 切向力系数 水动力矩系数
CN=
1 2
P ρ
N
A
v2
CT =
PT
1 2
ρ
A v2
CM=
PM
1 2
ρ
A v2
七、写出将船舶复杂运动简化为六个单一方向的运动微分方程
4 ) 、 回 转 初 径 D t：自 原 航 向 至 船 重 心 改 变 为 1 8 0 ° 时 重 心 的 横 移 距 离 。 5)、 定 常 回 转 直 径 D： 船 舶 稳 定 圆 航 时 重 心 轨 迹 的 直 径。 5、 回 转 能 力 回 转 能 力 由 实 验 确 定， 船 舶 以 满 舵 （ 左 右 舷 35° ） 回 转 时 ， 回 转 圈 的 纵 距 应 不 超 过 4.5L（ L为 船 长 ） ， 战 术 直 径 应 不 超 过 5.0船 长。 6、 舵 面 积 舵面积是指未转动的舵叶轮廓在中纵剖面上的投影面积。 7、舵 高 舵高为沿舵杆轴线方向，舵叶上缘至下缘的垂直距离。 8、舵 宽 舵宽为舵叶前、后缘之间的水平距离。对于矩形舵，舵宽为各剖面弦长，对于非 矩形舵为平均舵宽。 9、 展 弦 比 对于矩形舵，展宽比为舵高与舵宽之比。 10、 淌 水舵 淌水舵是指没有与船体和浆配合时的单独舵叫淌水舵。
船舶性能计算复习
船舶性能计算复习⼀，船舶的航海性能包括哪些？各⾃含义是什么（第1⾯）？1、浮性: 船舶装载⼀定的载荷，仍能浮于⼀定⽔⾯位置⽽不沉没的能⼒。
2、稳性:船舶受外⼒作⽤离开平衡位置发⽣倾斜⽽不致于倾覆，当外⼒消除后仍能⾃动回复到原来平衡位置的能⼒。
3、抗沉性: 船舶遭受海损事故舱室破损进⽔，仍能保持⼀定的浮性和稳性⽽不致于沉没或倾覆的能⼒。
4、快速性: 船舶在其动⼒装置产⽣⼀定功率的情况下能达到规定航速的能⼒，亦称为速航性。
快速性主要包括：1）船舶阻⼒：研究船舶航⾏时所遭受的阻⼒。
⽬的在于掌握阻⼒的变化规律，从⽽改善船型，降低阻⼒。
即阻⼒的成因、分类、计算、影响因素和降阻措施。
2）船舶推进：研究船舶推进器，推进器克服阻⼒发⽣推⼒。
⽬的在于设计出符合要求的⾼效推进器。
即推进器的⽔动⼒性能、设计⾼效推进器。
5、操纵性:船舶在航⾏时能按照驾驶员的意图保持既定航向的能⼒或改变航⾏⽅向的能⼒。
包括：1）航向稳定性：保持原有航向的能⼒。
2）转⾸性：应舵转⾸的能⼒。
3）回转性：应舵作圆弧运动的能⼒。
⼆;船型系数有哪些，含义是什么?相关公式是什么？第3⾯）1、⽔线⾯积系数WP C与基平⾯相平⾏的任⼀⽔线⾯的⾯积AW 与船长L 、船宽B 所构成的矩形⾯积之⽐，即LB A C W WP = 2、中横剖⾯系数中横剖⾯在⽔线以下的⾯积AM 与船宽B 和吃⽔T 所构成的矩形⾯积之⽐，即 C M 3、⽅形系数船体⽔线以下的型排⽔体积▽与由船长L 、船宽B 和吃⽔构成的长⽅体体积之⽐，即C B4、棱形系数（或称纵向棱形系数）船体⽔线以下的型排⽔体积与相对应的中横剖⾯⾯积AM 、船长L 所构成的柱体体积之⽐，即C P5、垂向棱形系数船体⽔线以下的型排⽔体积▽与相对应的⽔线⾯⾯积AW 、吃⽔T 所构成的柱体体积之⽐，即C VPMM BT A C =B LBTC ?=B VP C C A T ?==B P M MC C A L C ?==三，掌握浮态的概念和种类，掌握其表征系数（第22⾯）。
船舶耐波性与操纵性
它主要包括航向稳定性、回转在水平面内的运动受扰 动而偏离平衡状态，当外界扰动消除后能保持 其原有平衡状态的性能。 回转性：表示船舶在一定舵角下，能迅速改变 航向并作回转运动的性能。 转首性：表示船舶应舵转首的性能。
耐波性
耐波性就是指船舶在波浪上克服摇摆等运动的 性能。 摇摆及升沉运动越缓和，摇摆越小，船舶的耐 波性越佳。 横摇周期 横摇与初稳性的关系
改善耐波性的若干措施
舭龙骨 舭龙骨长度占船长的 25%-75% 舭龙骨能够在上下产生 漩涡，从而增大摇荡运 动时候的阻尼，减少摇 荡运动
船舷 减摇水舱
（4）由于摇摆尤其是纵摇和升沉运动，不仅 使阻力增加，而且使推进器的效率降低，导致 航速严重下降，称为船舶失速。严重的纵摇运 动会使推进器露出水面，因负荷猛然减小，主 机转速突增，称为飞车，可能损坏主机。为避 免飞车现象的产生，往往人为的降低主机转速 而使航速下降； （5）引起乘员晕船，工作条件恶化； （6）由于横摇运动而影响机器设备及航海仪 器的正常运转和使用。
船 舶 概 论
山东海事职业学院 山东海事职业学院
王扩军 王扩军
第七节 耐波性
船舶波浪中的运动：
横摇 纵摇 升沉运动
二、风浪等级及耐波性基本概念
浪级
浪级 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 名 无 微 小 轻 中 大 巨 狂 狂 怒 称 浪 浪 浪 浪 浪 浪 浪 浪 涛 涛 浪高(m) 0 <0.1 0.1≦H1/3<0.5 0.5≦H1/3<1.25 1.25≦H1/3<2.5 2.5≦H1/3<4.0 4.0≦H1/3<6.0 6.0≦H1/3<9.0 9.0≦H1/3<14.0 14.0≦H1/3
船舶操纵与耐波
操纵性是指船舶按照驾驶者的意图保持或改变其运动状态的性能，即船舶能保持或改变航速、航向和位置的性能。
包括以下四个方面：①航向稳定性：舶在水平面内运动受到扰动而偏离平衡状态，当扰动完全消除后，保持原有航向运动的性能。
②回转性：船舶应舵作圆弧运动的性能。
③转首及跟从性：船舶应舵转首及迅速进入新的稳定运动状态的性能。
④停船性能：船舶对惯性停船和倒车停船的响应性能。
影响操纵性的因素：船型→水动力性能→操纵性操纵装置控制系统：自动驾驶系统，自动定位系统，自动舵。
2、固有操纵性：不考虑外界环境条件、操舵装置性能、驾驶人员的技术水平等差异所表现的自身固有操纵性——（船、舵）开环操纵性。
3、控制操纵性：考虑上述因素的船舶，在具有操船环境下实操时所表现的操纵性能。
4、操纵装置：舵、转向导管、平旋推进器、主动转向装置。
5、操纵六要素：锚、车、舵、缆、风、流。
6、作不定常运动的船舶，除了船本身受到与加速度成比例的惯性力外，同时船体作用于周围的水，使之得到加速度，根据作用力与反作用力原理，水对船存在反作用力，这个反作用力称为附加惯性力。
附加惯性力是与船的加速度成比例的，其比例系数称为附加质量。
附加质量与物体本身的形状及运动状态有关。
I xx=∫(x2+y2)dm式中x,y,z是船舶微质量dm在运动坐标系中的坐标。
m运动坐标系：以船舶的重心位置G为原点而固定于船体上的直角坐标系。
首向角：船舶纵剖面与OoXo轴的交角。
航速角：重心瞬时速度矢量与OoXo轴夹角。
枢心：回转时漂角为零点、横向速度为零的点。
船舶重心处的速度矢量V与Gx轴正方向的交角称为漂角β。
船舶在静水中运动时，作用在其上的外力分为两类：一类是由船舶与水之间的相互运动引起的水动力和力矩，另一类是由于其他原因引起的外力，如托缆力、风压力等。
船舶操纵性运动线性方程式：(m−X u)u−X u∆u=0(一般不用)(m−Y v̇)v̇−Y v v−Y ṙṙ+(mu1−Y r)r=Yδδ−N v̇v̇−N v v+(I zz−N ṙ)ṙ−N r r=Nδδ把水动力作为外力，应用牛顿定律建立的数学模型，称为水动力模型。
船舶操纵和耐波性课件
影响船舶操纵性能的因素船舶操纵所需的信息1.船舶实际运动信息：包括船舶位置、航向、航速、转速及其他变化趋势，还应包括各种操纵机器的使用状态以及船舶的其他情况·2.操船环境信息：1.自然环境信息；包括风、流、浪涌的方向和强弱程度，特别是他们对船舶运动造成之影响·2.航道环境信息；包括航道水深及可航宽度，暗礁险滩等碍航物及助航设施·3.交通信息；包括航行水域内的其他船只种类，大小、数量、动态及所载货物等·3.船舶操纵性能信息：包括船舶操纵性能的所有数据·4.船员信息5.法规信息一、影响航向稳定性之因素主要有哪些？1.水深，浅水区，航向稳定性佳，富裕水深UKC（under keel clearance,船底间隙）小，航向稳定性好．2.船长LOA，LOA大，航向稳定性好．舵效恶化程度与LOA平方成正比，LOA愈大，舵效愈差，但保向性好．3.纵倾Trim，Trim大，航向稳定性好．Trim对航向稳定性影响很大，其改变船舶水下侧面积之分布，Trim by Stern航向稳定性佳．满载Even Keel或Trim by Head 航向稳定性差．4.方形系数Cb，Cb大，航向稳定性变小，瘦长型船舶航向稳定性好．5.枢心点PP(Pivot Point)，PP前移，航向稳定性变小．6.船速SP，SP大，保向性佳，SP变大，T值变小．7.舵角，舵角大，T小，航性稳定性好，增大舵面积，航向稳定性变大．8.水流，顺流，保向性变差．9.船艏尖削Cut Up者，船艉有钝材Dead Wood、Skeg者，航向稳定性好．钝材Dead Wood为船艉设计为Transom Stern型，位于龙骨与艉柱间之材料．Skeg桨叶下方之结构，可保护桨叶及舵．二、影响回转性能的因素主要有哪些？1.水线下之船型因素1.方形系数，方形系数较低(长宽比较高之瘦型船)较方形系数较高(长宽比较低之肥型船)，回转性能差．2.水中侧面积形状，整体而言，船艏部分分布面积较大者，将有利于减小回转圈，船艉部分面积较大者，有利于增加航向稳定性，而不利于减小回转圈．球型艏在降低航向稳定性，提高船舶回转性能上有不小之作用，而在低速时又有减小初始回转力矩的作用．船艉有钝材或船艏较为Cut Up的船舶，其回转直径较大．3.舵面积，增加舵面积将会使舵之转船力矩增大，因而提高船舶的回转性能指数，但增加舵面积之同时，亦增加了回转阻矩，提高了船舶航向稳定性，使回转性能指数的增加受到限制，就一定船型之船舶而言，舵面积的大小，在降低回转直径方面，存在一最佳值．2.船舶吃水状态1.吃水，一般船舶均有舵面积比随着吃水增加而降低的趋势，这将导致相应于舵力的回转阻矩增大，使转船力矩减少，另外，随着吃水加深，因货物满载而增加了船舶之惯性，以致于初始回转大大的减慢，因此满载时之纵距将有较大增长．2.纵倾，吃水差改变了船舶水线下船体侧面积分布状态，因而对船舶之回转性能有明显影响，尾倾Trim by Stern回转圈将增大，首倾Trim by Head则相反．3.横倾影响不大，船舶横倾改变了左右两舷吃水状态，船舶向左倾斜，右舷吃水相对减少，船舶向右回转，因偏流角产生之水压力所受阻力相对减少，回转性能增加，回转直径减少，反之右倾时易于向左回转．3.操船方面之影响1.舵角，舵角之改变，不仅影响回转直径之变化，相对的随着回转直径之改变，回转调头所需之时间亦有所不同．2.操舵时间（舵角到位时间），舵自一舷的35度转至另一舷30度的时间应不超过28秒，因此在实际操船中，一般认为从正舵位置至最大舵角35度须时15秒，如在实际操船中，所需时间超过15秒以上时，纵距将受其影响而变大，横距所受影响较小，最终直径则不受影响．3.船速，船速对船舶回转所需时间的长短具有明显的影响，但对回转直径之影响则较为复杂，在一般商船速度范围内，约为18节，船速对回转直径表现不出什么影响，然而当船速低至某一程度，船舶之回转直径将有逐渐加大之趋势，这是由于低速下之舵力转船力矩明显减小，回转性能变差，反之当船速增快时，则由于兴波增强，船艉倾斜加剧，航向稳定性提高，回转性能减低，船舶回转直径亦增大．4.外界环境影响1.水深，船舶在浅水区域内回转时，因回转阻矩增大，回转性能差，航向稳定性变好，回转圈大，2.风、浪、流、涌之影响．三、影响舵效的因素主要有哪些？1.舵角，在临界舵角范围内，与舵角大小成正比．2.舵面积，舵力大小与浸没在水线下舵面积成正比．3.作用于舵面上水流速度平方成正比．4.船艉形状，指水线下船艉．尖艉，水流畅快，舵面受力大，舵灵活．圆艉，水流不畅，舵面受力小，且船移动时，艉部形成空隙，两旁之水涌入，造成极大的追迹流，影响舵的灵活性．5.舵与船艉间隙，船舶操舵后，舵之周围产生压力变化，左右两侧之压力差将波及至船艉两侧，相对的增加了舵的舵力，舵与船艉之间隙愈小，增加量就愈大．6.舵的形状，双板舵的舵效较单板舵佳，舵的高宽比愈大，舵的升力曲线斜率越陡，即以较小的舵角能得到较大的转向力．7.船舶的惯性，重载船应舵较缓，吃水深的船，因受水下阻力较大，船舶的回转亦较慢．8.外力影響，風ヽ浪ヽ流ヽ淺水等因素．9.舵机之性能．五、影响K、T值之因素主要有哪些？1.操舵舵角影响一般船舶，在所操舵角为小舵角时，K、T值并无明显变化，但大型船或VLCC，则由于舵面积比相对较小，小舵角时其K、T值往往为负值，而K、T值随所操舵角的加大，明显降低．2.吃水影响K、T值随吃水之增加而增加，即满载时船舶追随性变差，回转性变好．3.吃水差影响Trim by Stern每增加1%船长，回转直径就增加10%，Trim by Stern增加，K、T值相对减小．4.水深吃水比影响船舶驶入水深不足吃水之2倍之浅水区域，回转性变差，追随性变好，K、T值相对变小．5.船型影响1.方形系数影响方形系数较高，长宽比较低肥型船，具有K、T值较高特性，应舵慢，TC小，航向稳定性差．2.水线下首尾侧面积分布之影响船艉具有较多侧面积之船舶，有利于提升船舶之追随性或航向稳定性，即K、T值都较低．影响回转圈大小的因素有哪些？影响回转圈大小的因素有方形系数、船体水下侧面积分布、舵角、操舵时间、舵面积比、船速、吃水、吃水差、横倾、螺旋桨的转动方向、浅水影响、风浪流以及污底的影响等。
操纵性与耐波性总结
操纵性1.船舶操纵性定义及研究内容操纵性：船舶按照驾驶者的意图保持或改变其运动状态的性能。
即船舶能保持或改变航速、航向和位置的性能。
研究内容：航向稳定性、回转性、转首性及跟从性、停船性能。
2.船舶附加质量的含义及与物理质量比例的大致范围附加质量：附加惯性力与船的加速度成比例，其比例系数称为附加质量。
（作不定常运动的船舶，除了船体本身受到与加速度成比例的惯性力外，同时船体作用于周围的水，使之得到加速度，根据作用与反作用原理，水对船体存在反作用力，这个反作用力称为附加惯性力。
）附加质量：m x ≈（0.05~0.15）m m y ≈m z ≈（0.9~1.2）m附加惯性矩Jxx ≈（0.05~0.15）Izz Jyy ≈（1~2）Izz Jzz ≈Iyy I 是质量惯性矩 3.漂角、航向角和水动力中心的含义漂角：船舶重心处的速度矢量→V 与x 轴正方向的交角称为漂角β。
并规定速度矢量转向x 轴顺时针方向为正。
航向角：船首指向的方向和船舶在水面上的真实轨迹之间的夹角。
4动坐标系统速度转换到大地坐标系统公式：φφsin cos 00Y X X += φφsin cos 00X Y Y -= 5、线性水动力导数Yv,Nv,Yr,Nr 的物理意义 水动力的位置导数Yv 是一个较大的负值。
水动力力矩的位置导数Nv 是一个不大的负值。
指的是v 引起的升力系数/力矩系数水动力的旋转导数Yr 的绝对值不是很大，其符号由船型决定，可正可负。
水动力矩的旋转导数Nr 是一个很大的负值 。
指的是r 引起的水动力系数/水动力矩系数6、线/角加速度水动力导数的物理意义及数值大小判断水动力的线加速度导数.VY 是一个相当大的负值。
指的是附加质量水动力矩的线加速度导数.VN 是一个不大的数值，其符号取决于船型。
指的是由V •引起的附加惯性力矩系数水动力的角加速度.rY 是一个较小的值，其符号取决于船型水动力矩的角加速度导数.rN 是一个很大的负值。
毕业答辩——船舶操纵性与耐波性
1.什么是船舶耐波性？船舶耐波性是指船舶在波浪扰动下，产生各种摇荡运动、抨击、甲板上浪、失速、螺旋桨出水以及波浪弯矩等，仍能维持一定航速在波浪中安全航行的性能。
（P1）2.什么是有效波面？船宽、吃水相对波长是很小时，可近似认为船是水中一质点，它所受的浮力近似垂直于波面。
当船宽和吃水相对波长为有限尺度时，由于船宽范围内波形曲率的变化以及沿船体水下表面所受到的浮力方向与波面法向不一致，使船受到的总浮力有所减小，同时其浮力作用线是垂直于某一次波面，这一次波面称为有效波面。
（P17）3.船舶阻尼力（矩）按物理性质大致可分为哪三类？兴波阻尼、旋涡阻尼、摩擦阻尼（P8）4.船在水中可能产生六个自由度的摇荡运动，分别是什么运动？横摇、纵摇、首摇、垂荡（升沉）、横荡和纵荡5.研究船舶耐波性用到的三种坐标系是哪三种，可画图说明？空间固定坐标系：该坐标系用来描述海浪；动坐标系Gxbybzb：随船做摇荡运动，坐标原点取在船的重心G上，坐标轴取作与船的中心惯性主轴相重合，Gxb在船中线面与龙骨线平行，向艏为正；Gzb在船中线面内垂直于Gxb，向上为正；Gyb垂直于船的中线面，向右舷为正。
随船移动的平衡坐标系Oxyz：当船在静水中以航速v航行时，该坐标系随船同速前进，Oxy位于静水面上，Ox正向与航速v同向。
当船在波浪上做摇荡运动时，该坐标系不随船做摇荡，仍保持按船的平均速度和原航向前进。
6.船模实验需要满足的相似律有那几个？几何相似、运动相似、动力相似。
（P136-P137）7.什么是船舶摇荡运动的兴波阻尼？（P9）由于船舶运动使水面产生波浪，消耗船本身的能力所造成的阻尼。
傅汝德认为兴波阻尼与速度一次方成比例。
8.目前采用较广泛的减摇装置有哪些？舭龙骨、减摇水舱、减摇鳍（P168）9.什么是有效波面角？有效波面的切线与水平间线间的夹角，恒小于真实波面角。
（P14 p17)10.什么是史密斯效应？波浪下任一点的压力随深度按指数递减的规律，称为“史密斯效应”。
耐波性运动学习题
船舶运动学习题――之船舶操纵性1．设某船在水平面内作舵角为右15º的回转运动，试绘图表示： （1）动座标素和定座标系；（2）船舶重心运动轨迹及表征此轨迹的主要参数；（3）定常回转运动时重心处u 、υ、β、V 及定常回转角速度r 和枢心P2．某船长L=30m ，操右舵至一定舵角，经过一定时间后该船进入定常回转，此时测得重心处前进速度u=1.52m/s ，横向速度r=-0.42m/s ，定常回转角速度r=2º/s 。
试求：（1）船舶重心定常回转速度V ；（2）重心定常回转漂角β；（3）重心定常回转直径D ，相对回转直径D/L ；（4）定常回转枢心位置x p /L 。
3．水滴型潜艇潜入水中，重心总较浮心为低。
问其作水平面内回转运动过程中，艇的横倾方向将如何变化？（提示：假假船体水动力作用于浮心）4．某船在定常回转时由罗经上发现15s 首向角变化了30º，实测航速v=10kn ，求该种状态下的回转直径。
5．某船回转初速V 0=16kn ，相对回转半径R/L=2.0，试用经验公式估算定常回转时的航速V 。
6．某船回转直径D=220m ，定常回转时航速V=16.5kn ，吃水T=4.20m ，初稳性高GM=0.7m ，重心在水线上0.3m ，试求定常回转时的稳定外倾角：7．某驱逐舰L=118.7m ，T=3.55m ，Zg=4.69m ，GM=0.87m ，回转初速V 0=38kn ，求定常回转时的最大外倾角和最大动倾角。
8．某直线航行船舶（0=δ），受到外界突然扰动，扰动去掉后由船上角速度陀螺测量表明：8s 后回转角速度减小一半，试估算该船航向稳定性指数T 。
9．若已知A 、B 两船，A 船的K'=0.74，T'=0.64；而B 船的K'=2.3，T'=3.6。
试由此分析说明A 、B 两船的操纵性能。
10．由某船右10º/10º Z 形试验记录曲线量得特征参数为： t 1=3，t 2=20，t 3=26，t 4=75，t 5=81，t 6=120，t 7=126，t e =30，t e '=87，t e "=132，102=ψ，104-=ψ，106=ψ；22=e ψ，25'-=e ψ，24"=e ψ；102=-ψψ，1.104-=-ψψ ，05.106=-ψψ；101=δ，102-=δ，103=δ，104-=δ； 试由该试验结果，求出操纵性指数K 、T ，其中上述特征量的单位：时间s ，角度为º，角速度为º/s 。
11耐波性、操纵性
2、防摇鳍（Fins）目前效果最好的减摇装置。装于船中两舷 舭部，剖面为机翼形，又称侧舵。通过操纵机构转动减摇鳍， 使水流在上产生作用力，从而形成减摇力矩，减小摇摆。该设 备结构复杂，造价较高，且效果取决于航速，航速越高，效果 越好，故多用于高速船舶。
3、减摇水舱（Anti—rolling tanks）船体内部左右舷连通的U 型或槽形水舱。分为主动式和被动式两种。当船舶侧倾时，水 在水舱中的流动产生的水柱振荡滞后于波浪振荡180度相位角， 所产生的减摇力矩与波浪的倾侧力矩正好相反，从而起到减摇 作用。其效果与水舱的形状、水量、位置有关。其缺点是需占 用较大的容积。
三、船舶运动分类： 单一运动 沿X 直 线 运 动 沿Y 进退 横漂 往复运动 纵荡 横荡 Y
Z
X
沿Z
绕X
升沉 Heaving
横倾 纵倾
垂荡Yawing
横摇 Rolling 纵摇 Pitching 摇 摆 运 动
转 动
绕Y
绕Z
回转
首尾摇
四、摇摆运动的危害 1、横摇使货物移动，船舶因过度倾斜而倾覆。 2、纵摇、升沉运动产生的附加应力导致船体折断。
4、旋回止摇器（Gyroscopic Stabilizer）
第八节
操纵性（Manoeuvrability）
一、定义：船舶依靠操作装置来保持或改变航向的能力 二、内容：航向稳定性：保持航向的能力（海船）
回转性：改变航向的能力（内河）
转首性：船舶应舵转首的快速能力 三、回转运动（Turning motion） 1、转舵阶段： 2、过渡阶段：
3、甲板易浸水，抗沉性降低。
4、阻力增加，螺旋桨产生飞车，效率下降，航速下降，船 舶失速。 5、乘员晕船，工作条件恶化。 6、影响机器设备和航海仪器的正常运转。
船舶运动学重要概念、简答(操纵性、耐波性)
首向角：船舶纵剖面与OoXo轴的交角。
漂角：重心速度与GX轴正方向夹角。
航速角：重心瞬时速度矢量与OoXo轴夹角。
船舶操纵性是指船舶按照驾驶者的意图保持或改变其运动状态的性能，即船舶能保持或改变其航速、航向和位置的性能。
包括小舵角的航向稳定性、中舵角的航向机动性和大舵角的紧急规避性。
内容如下：1. 航向稳定性：表示船舶在水平面内的运动受扰动而偏离平衡状态，当扰动完全消除后能保持其原有平衡状态的性能。
表示船舶在水平面内的运动受扰动而偏离平衡状态，当扰动完全消除后能保持其原有平衡状态的性能。
2．回转性：表示船舶在一定舵角作用下作圆弧运动的性能。
3．转首性和跟从性：表示船舶应舵转首及迅速进入新的稳定运动状态的性能。
4. 停船性能：船舶对惯性停船和盗车停船的相应性能。
枢心：回转时漂角为零点、横向速度为零的点。
附加惯性力：作不定常运动的船舶，除本身受到与加速度成比例的惯性力外，同时船体作用于周围的水，使之得到加速度，根据作用与反作用力原理，水对船体存在反作用力，这个力称为。
附加质量：附加惯性力是与船的加速度成比例的，其比例系数称为。
水动力导数：位置导数 Yv ,Nv：船体受到一个升力Yv，船体首部和尾部长力方向一致，v都都指向v的负方向，因此合力是一个较大的负值，Yv是一个较大的负值，而水动力矩由于首尾作用相抵消，其绝对值不会很大，因机翼的水动力中心在形成之前，首部作用占优，Nv是一个不大的负值。
加速度导数：Yv点是水动力Y相对于加速度在平衡状态下的变化率，正的加速度的船舶经受一个与加速度相反方向的水反作用力，因此Yv点是一个相当大的负值。
由于船首和船尾对Z轴产生的水动力力矩方向相反，因此水动力矩导数Nv点是一个不大的数值，其符号取决于船型。
旋转导数Yr ,Nr：由于船首和船尾水动力方向相反，因此水动力导数Yr的绝对值不是很大，其符号取决于船型，可正可负。
由于船体回转产生的水动力矩在船首尾有相同的方向，都是阻止船舶回转的，因此水动力矩导数Nr是一个很大的负值。
2015船舶耐波性复习提纲
船舶耐波性复习提纲
1. 要求掌握的基本概念
1）波面角、有效波面角、视浮力、波面下的流体压力随水深的变化规律等基本概念。
2）波浪的能量与波能谱密度概念、长峰不规则波与基元波（微幅规则波）的基本关系、不规则海浪的基本概念与描述表达。
3) 随机海浪与随机海浪中的船舶运动要素的统计计算：如平均值、有义值、最大值及其换算关系。
4) 船舶的主尺度、重量重心及初稳性高对摇荡固有周期的定性影响。
5）波浪要素、船型及船舶航速与航向对船舶运动的定性影响关系。
2.要求掌握的推导、分析、计算原理及方法：
1）解读教材第四章第一节，掌握船舶在规则横浪上单自由度线性横摇及频率响应函数的分析原理及方法。
2）解读第四章第三节、第五章第二节与第三节，掌握由通过理论计算或船模试验获得规则波中船舶摇荡运动RAOs或频率响应函数W后，预报不规则波中船舶摇荡运动的响应谱与运动统计值的基本原理与计算分析方法。
3.要求掌握的船舶耐波性船模试验的目的、原理及方法：
1）解读第八章前四节，了解掌握船舶耐波性船模试验的基本设施设备与测量器具、试验原理（相似律）及方法。
4.要求掌握的基于耐波性考虑的船型设计、提高船型耐波性的的基本原理：
1）解读第九章第一节，了解掌握基于耐波性考虑的船型设计；
2）解读第九章第二节，了解掌握实用性减摇装置的基本减摇原理。
操纵与耐波参考复习题
参考复习题假定操舵规律为如图所示的阶跃操舵，试由一阶T K -响应方程δ=+ K r rT 求解船舶的回转角速度)(t r 和艏向角)(t ψ。
解：将所给的操舵规律变为如下两种操舵规律的叠加：(2分)第一种为：0δδ=，0≥t ；第二种为：⎩⎨⎧>-=≤=t1.t ,t1, t ,00δδδ第一种操舵规律的解为： )e (K )t (r T t--=10δ积分后有艏向角： )Te T t (K )t (T t-+-=0δψ第二种操舵规律的解为： 0=)t (r ，1t t ≤，)e(K )t (r T t t 101----=δ，1t t >。
叠加后，得到所求的解为： )e(K )t (r T t --=10δ，1t t ≤ T tT t e )e (K )t (r --=110δ，1t t >。
积分后有艏向角： )TeT t (K )t (T t -+-=0δψ，1t t ≤ )e)(e (T K )t (T tT t ---=1110δψ，1t t >航向对升沉、纵摇及横摇波浪扰动力幅的影响。
答：航向角对升沉、纵摇波浪扰动力幅影响是在船长方向上。
波形同真实波形相同。
仅波长变化即应以表观波长1λ代替真实波长λχλλcos /1=。
对横摇波浪扰动力幅影响是χλλsin /2=但当考虑动水力压力修正时，应仍用真实波长，因为波内流体质点轨圆半径随水深的递减是由真实波长决定的。
航速、航向对波浪扰动力频率的影响答：船以速度v 并与波浪传播方向成χ角（χ＝0°为迎浪）。
这时，波峰相对船的传播速度为cos e c c v χ=+e c 称为波表观传播速度(即船上的观察者所看到的波传播速度)。
显然，船上观察者所看到的作用于船上的波浪周期为cos e e T c c v λλχ==+e T 称为波的遭遇周期，它与波的真实周期B T 不同(B T cλ=)。
相应的波浪遭遇频率e ω为22(cos )(cos )e e c v k c v T ππχωχλ+===+ 其中，2k πλ=——波数。
操纵性与耐波性总结
操纵性1.船舶操纵性定义及研究内容操纵性：船舶按照驾驶者的意图保持或改变其运动状态的性能。
即船舶能保持或改变航速、航向和位置的性能。
研究内容：航向稳定性、回转性、转首性及跟从性、停船性能。
2.船舶附加质量的含义及与物理质量比例的大致范围附加质量：附加惯性力与船的加速度成比例，其比例系数称为附加质量。
（作不定常运动的船舶，除了船体本身受到与加速度成比例的惯性力外，同时船体作用于周围的水，使之得到加速度，根据作用与反作用原理，水对船体存在反作用力，这个反作用力称为附加惯性力。
）附加质量：m x ≈（0.05~0.15）m m y ≈m z ≈（0.9~1.2）m附加惯性矩Jxx ≈（0.05~0.15）Izz Jyy ≈（1~2）Izz Jzz ≈Iyy I 是质量惯性矩 3.漂角、航向角和水动力中心的含义漂角：船舶重心处的速度矢量→V 与x 轴正方向的交角称为漂角β。
并规定速度矢量转向x 轴顺时针方向为正。
航向角：船首指向的方向和船舶在水面上的真实轨迹之间的夹角。
4动坐标系统速度转换到大地坐标系统公式：φφsin cos 00Y X X += φφsin cos 00X Y Y -= 5、线性水动力导数Yv,Nv,Yr,Nr 的物理意义 水动力的位置导数Yv 是一个较大的负值。
水动力力矩的位置导数Nv 是一个不大的负值。
指的是v 引起的升力系数/力矩系数水动力的旋转导数Yr 的绝对值不是很大，其符号由船型决定，可正可负。
水动力矩的旋转导数Nr 是一个很大的负值 。
指的是r 引起的水动力系数/水动力矩系数6、线/角加速度水动力导数的物理意义及数值大小判断水动力的线加速度导数.VY 是一个相当大的负值。
指的是附加质量水动力矩的线加速度导数.VN 是一个不大的数值，其符号取决于船型。
指的是由V •引起的附加惯性力矩系数水动力的角加速度.rY 是一个较小的值，其符号取决于船型水动力矩的角加速度导数.rN 是一个很大的负值。
(完整版)船舶操纵性与耐波性复习
漂角：船舶重心处速度与动坐标系中ox轴之间的夹角，速度方向顺时针到ox轴方向为正。
首向角：船舶纵剖面与固定坐标系OX轴之间的夹角，OX到x轴顺时针为正舵角：舵与动坐标系ox轴之间的夹角，偏向右舷为正航速角：重心瞬时速度与固定坐标系OX轴的夹角，OX顺时针到速度方向为正浪向角：波速与船速之间的夹角。
作用于船体的水动力、力矩将与其本身几何形状有关（L、m、I），与船体运动特性有关(u、v、r、n)，也与流体本身特性有关（密度、粘性系数、g）。
对线速度分量u的导数为线性速度导数，对横向速度分量v的导数为位置导数，对回转角速度r的导数为旋转导数，对各角速度分量和角加速度分量的导数为加速度导数，对舵角的导数为控制导数。
直线稳定性：船舶受瞬时扰动后，最终能恢复指向航行状态，但是航向发生了变化；方向稳定性：船舶受瞬时扰动后，新航线为与原航线平行的另一直线；位置稳定性：船舶受瞬时扰动后，最终仍按原航线的延长线航行；具备位置稳定性的必须具备直线和方向稳定性，具备方向稳定性的必定具有直线运动稳定性。
1.定常回转直径2.战术直径3.纵距4.正横距5.反横距回转的三个阶段一、转舵阶段二、过度阶段三、定常回转阶段耦合特性：船舶在水平面内作回转运动时会同时产生横摇、纵摇、升沉等运动,以及由于回转过程中阻力增加引起的速降。
以上所述可理解为回转运动的耦合,其中以回转横倾与速降最为明显。
Tr r Kδ+=回转性指数K是舵的转首力矩与阻尼力矩系数之比，表征船舶转首性，应舵指T 是惯性力矩数系数与阻尼力矩系数之比，由T=I/N可见：参数T是惯性力矩与阻尼力矩之比，T值越大，表示船舶惯性大而阻尼力矩小；反之，T值越小，表示船舶惯性小而阻尼力矩大。
由K=M/N可见：参数K是舵产生的回转力矩与阻尼力矩之比，K值越大，表示舵产生的回转力矩大而阻尼力矩小；反之，K值越小，表示舵产生的回转力矩小而阻尼力矩大。
K值越大,相应回转直径越小,回转性越好.T为小正值时,船舶具有良好的航向稳定性. K表示了回转性,T表示了应舵性和航向稳定性。
船舶耐波性基本知识讲解
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• •
§2-2 规则波的特性
• 波面可以用简单函数表达的波浪称为规则波。
规则波不仅能近似表示涌，面且也是研究不 规则波的基础。
水质点的轨圆运动
波内压力场的流体动压力的分布
• 在深水中，由波浪引起的压力变化与轨圆半
径的变化具有相同的规律即随着水深的增加， 压力变化以指数规律衰减，这种现象通常称 为史密斯效应。
• 船舶摇荡运动主要研究由波浪干扰引起的船
舶往复运动，其中横摇、纵摇和垂荡对船舶 航行影响最大，是研究船舶摇荡运动的主要 内容。
三、船舶摇荡
• 船舶摇荡是指船舶在风浪作用下产生的摇荡
运动，它们的共同特点是在平衡位置附近作 周期性的振荡运动。
• 产生何种摇荡运动形式取决于船首向与风浪
传播方向之间的夹角，称为道遇浪向。
• 2、船宽
• 从性能上讲，船宽主要影响稳性和横摇，对
纵摇和垂荡的影响不大。一般来说，船宽减 小，使初稳性下降而对横摇有利，船体的砰 击也有改善。 • 船宽对横摇固有周期的影响不及重心高度敏 感，而且在一定排水量之下，船宽减小必将 使方形系数增加，船舶前进阻力可能增加。 • 因此，在设计中，很少用改变船宽的方法来 改进船舶的横摇性能。
射波的变动水压力形成的流体动力，波 浪遇到船体产生绕射流体动力；
• ⑥流体粘性力，除了横摇运动，一般不
予考虑。
• 2、基本假定
• ①假定船舶是一个刚体，忽略它的弹性变形 • ②不考虑水的粘性和可压缩性。 • ③假定作用在船体上的是微幅规则波。可以
应用线性理论(微幅波理论) ；
• ④假定船舶摇荡的幅值是微小的，除了大角
• 1、对适居性的影响 • 船舶为了完成一定的任务，必须给乘员提供
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漂角：船舶重心处速度与动坐标系中ox轴之间的夹角，速度方向顺时针到ox轴方向为正。
首向角：船舶纵剖面与固定坐标系OX轴之间的夹角，OX到x轴顺时针为正
舵角：舵与动坐标系ox轴之间的夹角，偏向右舷为正
航速角：重心瞬时速度与固定坐标系OX轴的夹角，OX顺时针到速度方向为正
浪向角：波速与船速之间的夹角。
作用于船体的水动力、力矩将与其本身几何形状有关（L、m、I），与船体运动特性有关(u、v、r、n)，也与流体本身特性有关（密度、粘性系数、g）。
对线速度分量u的导数为线性速度导数，对横向速度分量v的导数为位置导数，对回转角速度r的导数为旋转导数，对各角速度分量和角加速度分量的导数为加速度导数，对舵角的导数为控制导数。
直线稳定性：船舶受瞬时扰动后，最终能恢复指向航行状态，但是航向发生了变化；
方向稳定性：船舶受瞬时扰动后，新航线为与原航线平行的另一直线；
位置稳定性：船舶受瞬时扰动后，最终仍按原航线的延长线航行；
具备位置稳定性的必须具备直线和方向稳定性，具备方向稳定性的必定具有直线运动稳定性。
1.定常回转直径
2.战术直径
3.纵距
4.正横距
5.反横距
回转的三个阶段
一、转舵阶段二、过度阶段三、定常回转阶段
耦合特性：船舶在水平面内作回转运动时会同时产生横摇、纵摇、升沉等运动,以及由于回转过程中阻力增加引起的速降。
以上所述可理解为回转运动的耦合,其中以回转横倾与速降最为明显。
Tr r Kδ
+=
回转性指数K是舵的转首力矩与阻尼力矩系数之比，表征船舶转首性，
应舵指T 是惯性力矩数系数与阻尼力矩系数之比，
由T=I/N可见：参数T是惯性力矩与阻尼力矩之比，T值越大，表示船舶惯性大而阻尼力矩小；反之，T值越小，表示船舶惯性小而阻尼力矩大。
由K=M/N可见：参数K是舵产生的回转力矩与阻尼力矩之比，K值越大，表示舵产生的回转力矩大而阻尼力矩小；反之，K值越小，表示舵产生的回转力矩小而阻尼力矩大。
K值越大,相应回转直径越小,回转性越好.T为小正值时,船舶具有良好的航向稳定性. K表示了回转性,T表示了应舵性和航向稳定性。
舵角增加：K、T同时减小；吃水增加：K、T 同时增大；尾倾增加：K、T同时减小；水深变浅：K、T同时减小；船型越肥大：K、T 同时增大。
船舶操纵性设计的基本原则是：给定船的主尺度(即船的惯性)，以提供必要和足够的流体动力阻尼及舵效，使之满足设计船舶所要求的回转性、航向稳定性和转首性。
通常最常用的办法是改变舵面积，因为舵既有明显的航向稳定作用，又会产生回转力矩。
Z形操舵试验是一种评价船舶操舵响应的试验方法，同时，可通过Z形操纵试验结果求取操纵性指数K、T。
航向超越角为从反向转为从反向转舵瞬时起，直到船舶反向转首瞬时的航向角变化。
回转试验是指在试验船速直航条件下，操左35°舵角和右35°舵角或设计最大舵角并保持之，使船舶进行左、右旋回运动的试验。
操纵性船模试验满足条件
1）.自航船模与实船保持几何形状相似。
2）.保持无因次速度、加速度参数相等。
3）.满足傅汝德数Fn相等，但是无法满足雷诺数Rn相等。
舵的布置原则
1. 为了产生尽可能大的舵力矩，舵应布置在远离船舶重心处：船首尾部。
2. 注意使舵得到突出的尾型的保护。
3. 为了获得桨的尾流来提高舵效，一般布置在桨的后方。
4. 多舵布置时必须注意舵之间的干扰问题。
船舶耐波性：船舶任意时刻的运动可以分解为船舶重心G沿Ox轴的直线运动称为纵荡，以x（t）表示；沿Oy轴的直线运动称为横荡，以y（t）表示；沿Oz轴的直线运动称为垂荡，以z（t）表示；船体绕Gxb轴的转动称为横摇，以θ（t）表示；绕Gyb轴的转动称为纵摇，以ψ（t）表示；绕Gzb轴的转动称为首摇，以φ（t）表示。
船舶耐波性除摇荡运动外，还包括1砰击：由于严重的纵摇和垂荡，船体与波浪之间产生猛烈的局部冲击现象；2上浪：船舶在波浪中剧烈摇荡时波浪涌上甲板的现象；3失速：包括波浪失速和主动减速。
4螺旋桨飞车：船舶在波浪中航行，部分螺旋桨露出水面，转速剧增，并伴有强烈振动的现象
对于旋转运动，表现为阻尼力矩的形式，大致由以下三个主要原因产生的：1.摩擦阻尼，它是由水的粘性摩擦产生的，其绝对值的大小一般认为与角速度平方成比例；2.兴波阻尼，船体运动在水表面形成的波浪，消耗了船体本身的能量所造成的阻尼。
一般认为它比例于角速度的一次方；3.漩涡阻尼,在船体弯曲部分或突出物附近形成漩涡，损失一部分能量，形成漩涡阻尼。
一般认为它比例于角速度的平方。
有效波倾的概念：由于船舶的宽度，船宽方向的波倾角是变化的，由于船的吃水，水质点的轨圆半径迅速，船舶受到的表观重力，不是垂直于波表面，而是垂直于某一深度的次波面，该次波面称为有效波面，对应的波倾角为有效波倾角，有效波倾角的幅值称为有效波倾。
为了简化分析并得到单纯横摇的微分方程，在分析船体受力时作以下4个假定：
（1）遭遇浪向u=90°，即波峰线平行于船体中线面；（2）船宽远小于波长，因此可以把波浪对船体的作用，以一作简谐角振荡的波平面来代替波曲面；（3）在横摇角比较小的情况下，初稳性公式仍使用；（4）波内的压力场不因船体的存在而受影响，即所谓傅汝德—克雷洛夫假定。
Kθa代表横摇幅值与有效波倾之比，称为放大因数。
下面讨论放大因数的几种特殊情况：（1）当Δθ=（ω/nθ）=（Tθ/TB）≈0时，Kθa≈1，Σθa≈0。
这种情况相当于波浪很长，而船的初稳性高很大，横摇固有周期Tθ很小。
（2）当Δθ→∞时，Kθa→0，Σθa→-180°。
这种情况相当于大船处在极短的波浪上，此时船几乎不发生横摇运动。
（3）当Δθ=1时，Kθa=1/（2μθ），Σθa=-90°。
此时波浪周期Tb等于船的横摇固有周期Tθ，船的横摇运动滞后波浪90°。
船模试验的相似条件：1几何相似，对应的线性尺度比例一样2运动相似，对应点上的速度值成同一比例3动力相似，包括粘性力相似、重力相似和惯性力相似。
即雷诺数相等，傅汝德数相等，斯图罗哈数相等。
减摇装置：舭龙骨，减摇鳍，减摇水舱。
从耐波性要求选型应具备的以下条件：1有可靠的海浪资料和预报耐性性能的方法；2有统一的耐波性衡准指标。
船的主尺度和系数对耐波性的影响，纵摇角随风级、方形系数、吃水和纵向质量惯性半径的增加而增大，随船长、水线面积系数和船宽的增加而减小。
分析船的主尺度和有关要素对船在迎浪航行的纵摇垂荡运动的综合影响如下：
从改善船的纵摇和垂荡运动来说，减小方形系数、吃水和纵向质量惯性半径，增加船长、水线面系数、船宽都是有利的。
但对于改变浮心的纵向位置将引起船舶纵摇和垂荡运动两者的相反效果，当浮心位置向前移动，使纵摇运动减小，垂荡运动增大；向后，则相反。
垂荡运动随航速增加而增大，对纵摇而言，低速船是这样，高速船却相反。
综合分析船的主尺度和要素对运动及波浪中马力增加的影响如下：
除了方形系数和纵向质量惯性半径的变化对运动和失速有一致影响外，其他因素的变化往往使运动和失速有相矛盾的结果。
如增加船长对运动有利，但使失速加大，增加吃水使失速减小，但对运动不利。