船舶的操纵性能
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船舶的操纵性能(旋回性、冲程、保向性、改向性以及船舶变速运动性能)
船舶驾驶人员必须较好地掌握船舶操纵知识,了解本船的操纵性能以及各种外界条件对本船操纵性能的影响,才能正确操纵船舶;准确控制船舶的运动。往往一艘操纵性能良好的船舶,具有稳定地保持运动状态和迅速准确地改变运动状态的性能。
一、旋回性能是船舶操纵中的重要部分,它包括的因素有偏移或反移量、进距、横距、旋回初径、漂角、转
心、旋回时间、旋回中的降速和横倾等。这些数值是在船舶满载,半载以及空载等不同的状态下实测所得,掌握这些要素,对避让船舶、狭窄区域旋回或掉头等情况下安全操纵船舶有着重要的作用,也是判定船舶是否处于安全操纵范围内的重要参数。偏移或反移量(KICK)是船舶重心向转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1/10—1/5,可趁利避害的加以运用,如来船已过船首,且可能与船尾有碰撞危险,紧急情况下可向来船一侧满舵利用
反移量避免碰撞(有人落水时向人落水一舷操满舵也是利用该反移量);进距(ADVCNCE)是开始转舵到航向转过任一角度时中心所移动的纵向距离,旋回资料中提供的纵距通常特指转过90度的进距,即最大进距,其值约为旋回初径的0.85—1.0倍,熟练掌握可常帮助我们正确判断船首来船或危险的最晚避让距离;横距(TRANSPER)是开始转舵到航向90度时船舶中心所一定的横向距离,其值约为旋回初径的0.55倍;旋回初径(TACTICAL DIAMETER)是船舶开始转舵到航向180度时重心所移动的横向距离,其值约为3-6倍船长;旋回直径(PINAL IAMETER)是船舶做定常旋回运动时的直径,约为旋回初径的0.9-1.2倍。漂角(DRIPT AUGTE)是船舶旋回中船首与重心G点处旋回圈切线的方向夹角,其值约在3度—15度之间,漂角约大,其旋回性能越好;转心P是旋回圈的曲率中心O到船舶首尾线所做垂线的垂点,该点处的漂角和横移速度为零,转心P约在船首柱后1/3-1/5船长处,因此,旋回中尾部偏外较船首里为大,操船是应特别注意;旋回时间是旋回360度所需要的时间,它与排水量有密切关系,排水
量大,旋回时间增加,比如万吨船快速满舵旋回一周约为6MIN,而超大型船舶旋回时间几乎增加一倍;
旋回中的降速系由船体斜航阻力增加,舵阻力以及推进效率降低而造成的,所降部分为航速的1/4-2/4不等;旋回产生的横倾,它是一个应注意的不安全因素,旋回初出现向用舵方向一侧的内倾,倾角较小,时间也较短,不久随着转头角度速度增加,将出现向用舵反侧的外倾,对于GM值较小的集装箱船等,在操纵中应特别注意。
二、冲程是停车后船速的降低和冲程的变化情况,他的大小与船舶的吨位、吃水、风流情况以及船舶的速度
有关,掌握本船在不同状态下的冲程,对船舶抵达锚地、港口、靠离码头及避让船舶有重要的参考价值,并由此而能准确地操纵船舶。当主机刚停下时,由于船速较高,受阻力大,速度下降率也很高,速度下降率逐渐变缓,甚至一时很难停止下来,冲程在开始阶段增加很快,而后急剧变慢,最后将以极慢的速度向某值趋近,该值的极限即为最后的停车冲程,紧急停船时,单靠停车措施很难在短时间停住,因为
需要倒车,为不至造成主机转动部分出现过大应力或损伤,在关闭油门后,通常要等船速降至全速时的60-70%再进行倒车启动,驾驶人员应当了解所在船舶的主机换向性能,以便合理的使用主机,从前进三到后退三所需时间的长短随主机的区别而不同,倒车冲程也称为最短停船距离,这是为紧急避让他船和前方碍航物时操船的一个估算标准,驾驶人员均需牢记本船的这一技术数据,以策安全,一般货船的倒车冲程可达6-8倍船长,载重量5万吨左右的船舶达8-10倍船长,10万吨的船可达10-13倍船长,15-20万吨的船可达13-16倍船长,排水量越大,冲程越大;航速越大,冲程越大(排水量一定时);主机倒车功率越小,换向时间越长,冲程越大。浅水中冲程减小,船体污底严重,冲程减小,顺风顺流时冲程增大,反之则减小。
三、船舶的保向性即航向稳定性,其分为:1静航向稳定性,是指当船舶因外力作用稍微偏离原来航向而重
心仍在原来航线运动时,船舶斜航漂角将如何变化的性能。2动航向稳定性,是指当干扰过后,在不用
舵纠正的情况下,能尽快的稳定新航向的性质。当操纵性指数T为正时,则具有航向稳定性,而且T越小的正值时航向稳定性能越好,如T大于0,则船舶不具有航向稳定性,方形系数C B较低,长宽比较高的船,一般来说,具有较高的航向稳定性,一艘航向稳定性好的船,直进航行中即使很少用舵也可以较好的保向,而当操舵改向时,有能较快的应舵,转向中正舵,又能较快的响应把航向稳定下来。
四、船舶的改向性即舵效,舵效的好坏也是影响船舶操纵的一个重要因素,并且舵效与船舶的航向稳定性有
直接的相互关系,舵效通常用追随性指数和旋回性指数来衡量,追随性指数越小,船应舵快,舵效则好。
反之,应舵慢而舵效差;旋回性指数越大,船的旋回性越好,舵效也就越好。当然影响舵效的因素较多,如船舶的舵角的大小、排水量、船速、船舶的纵倾、横倾情况,舵机的性能、风流等因素。舵角的大小直接影响转船能力矩和转头角的大小,大舵角是提高舵效的有效措施。船舶在低速航行中,当需要大角度转向时,则可家大螺旋桨转速,提高滑失比,增大排出流以提高舵效。船舶转动惯性也是影响舵效的
因素之一,排水量,满载大船,舵效较差,一般情况下,操纵此类船舶应早用舵,早回舵。船舶首倾时舵效较差,适量尾倾舵效好,横倾时,转向低舷侧水阻力较大,舵效差,反之,则舵效好。舵机性能、风,流,浅水等外界因素也影响舵效,电动液压舵机性能较好,船首来风,迎风转向较顺风转向效果差,空船时尤其明显,顺流时舵效比顶流时差,浅水中舵效比深水中差。
五、船舶变速运动性能,主机发出动力,驱动推进器产生推力,克服船体本身所受到的各种阻力而航行于水
面,当推力与阻力平衡时,船舶才能定速航行,否则将做变速运动。船舶速度有海上速度和港内速度之分,港内速度是为了变速操纵的速度,一般为海上速度的70~80%。了解本船的速度情况,可以在任何时候适当地控速。特别是在一些特殊环境和情况下,控制好船速,既保证了舵效,又能使船舶保持在计划航线上。在避让船舶和雾中航行时,控制好船速显得更为重要,也是避免碰撞的一个重要手段。启动时船舶有静止状态开进车,不可以一味求快,否则会使主机转矩突然增加,是主机超负荷,从静止状态