1-2 船舶旋回性能
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操纵(第01课)
一 船舶旋回的运动过程
船舶以一定航速直 进当中操某一舵角 并保持之，船舶将 进入旋回过程。根 据船舶在旋回运动 过程中所受外力特 点之变化，以及运 动状态之不同，可 将船舶旋回过程划 分为三个阶段，如 图1－1所示。
图1－1船舶旋回的运动过程
1．第一阶段（横移内倾阶段）
船舶向一舷操舵
后，保持或近乎 保持其直进速度， 同时开始进入基 本上沿原航向前 进而船尾外移的 初始旋回阶段。
2．描述船舶旋回运动状态的运动要素
表征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、旋回中的横倾和 旋回时间等，它们与船舶的旋回 性能有着密切的关系。
（1）漂角（drift angle）
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，如 图1－6所示。用β 表示之。一般船 舶的漂角大约在 30～150之间。
3．第三阶段[定常旋回阶段（steady turning）]
随着漂角的增大, 水动力作用中 心逐渐移至重心之后, 水动力转 船力矩Nβ方向与舵力转船力矩 方向相反, 但数值相应增大，当 船舶所受的舵力转船力矩 Nδ、 和水动力转船力矩Nβ相等时， 船舶的旋回角加速度变为零， 船舶的旋回角速度达到最大值 并稳定于该值，船舶将进入稳 定旋回阶段
Hale Waihona Puke Tr1).进距 2).横距 3).旋回初径 4).旋回直径 5).滞距 6).反移量
Ad LK
Re
D
DT
图1－5 旋回圈的尺度与名称
（1）进距（advance）
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。
船舶的旋回性能
特点
船舶旋回性能受到船舶尺寸、排水量 、船速、水动力性能等多种因素的影 响，不同船舶的旋回性能存在差异。
船舶旋回性能的重要性
01
02
03
航行安全
良好的船舶旋回性能有助 于船舶在复杂水域中安全 航行，避免碰撞和搁浅事 故。
操纵性
旋回性能是评价船舶操纵 性的重要指标，对船舶的 进出港、靠离泊、掉头等 操作具有重要意义。
05
船舶旋回性能的优化建议
优化船舶设计
优化船舶线型设计
01
通过改进船体线型，降低船舶阻力，提高船舶旋回时的稳定性。
增加船舶推进器功率
02
提高船舶推进器功率，增强船舶旋回时的推进力，提高旋回性
能。
优化船舶舵面积和舵机设计
03
增加舵面积和改进舵机设计，提高船舶旋回时的操控性能。
提高船员操作水平
加强船员培训
02
船舶旋回性能的影响因素
船舶尺寸与形状
船长
船型
船长越长，旋回半径越大，旋回所需 时间和空间也越大。
不同的船型具有不同的旋回性能，例 如，球鼻艏设计可以改善船舶的旋回 性能。
船宽
船宽影响船舶的稳定性，船宽越大， 船舶的稳定性越好，但旋回性能可能 会降低。
船舶速度与推进器转速
速度
船舶速度越快，旋回所需的时间和空间越小，但旋回性能也 可能会降低。
推进器转速
推进器转速影响船舶的速度和动力输出，进而影响旋回性能 。
水流与风的影响
水流
顺流时船舶的旋回性能较好，逆流时则较差。
风向与风速
风向与船舶航向一致时有利于船舶的旋回，反之则不利。风速越大，对船舶旋 回性能的影响也越大。
船员操作水平与经验
操舵技巧
船舶旋回性能受到船舶尺寸、排水量 、船速、水动力性能等多种因素的影 响，不同船舶的旋回性能存在差异。
船舶旋回性能的重要性
01
02
03
航行安全
良好的船舶旋回性能有助 于船舶在复杂水域中安全 航行，避免碰撞和搁浅事 故。
操纵性
旋回性能是评价船舶操纵 性的重要指标，对船舶的 进出港、靠离泊、掉头等 操作具有重要意义。
05
船舶旋回性能的优化建议
优化船舶设计
优化船舶线型设计
01
通过改进船体线型，降低船舶阻力，提高船舶旋回时的稳定性。
增加船舶推进器功率
02
提高船舶推进器功率，增强船舶旋回时的推进力，提高旋回性
能。
优化船舶舵面积和舵机设计
03
增加舵面积和改进舵机设计，提高船舶旋回时的操控性能。
提高船员操作水平
加强船员培训
02
船舶旋回性能的影响因素
船舶尺寸与形状
船长
船型
船长越长，旋回半径越大，旋回所需 时间和空间也越大。
不同的船型具有不同的旋回性能，例 如，球鼻艏设计可以改善船舶的旋回 性能。
船宽
船宽影响船舶的稳定性，船宽越大， 船舶的稳定性越好，但旋回性能可能 会降低。
船舶速度与推进器转速
速度
船舶速度越快，旋回所需的时间和空间越小，但旋回性能也 可能会降低。
推进器转速
推进器转速影响船舶的速度和动力输出，进而影响旋回性能 。
水流与风的影响
水流
顺流时船舶的旋回性能较好，逆流时则较差。
风向与风速
风向与船舶航向一致时有利于船舶的旋回，反之则不利。风速越大，对船舶旋 回性能的影响也越大。
船员操作水平与经验
操舵技巧
船舶的旋回性能船舶操纵
3．第三阶段——定常旋回阶段
当漂角增加到一定值时，作用于 船体所受合力矩为零，进入定常旋回运 动。空船约在转首60°左右，满载约在 100 ° ~ 120 °左右进入定常旋回阶段。
• 特征：
• 船舶以固定漂角作匀速圆周运动
• 船舶处于相对稳定的外倾
二、旋回圈的大小及其要素
概念： 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(turning circle)。
船舶的追随性指数(turning lag index)，单位为
s；K称之为船舶的旋回性指数(turning ability
index)，单位为1／s。
二、船舶操纵性指数及其意义
1．K表示船舶旋回性的优劣
又称旋回性指数。K值大，则操舵后的转向角加 速度初始值、定常转向角速度值均较高，易于有较大 的转向角。
三、影响旋回圈大小的因素
1．方形系数Cb(block coefficient)
方形系数较低的瘦形高速船(Cb≈0．6)较方形系数较高的 肥形船(Cb ≈0．8)的旋回性能差得多，即船舶的方形系数越大， 船舶的旋回性越好，旋回圈越小。
2．船体水线下侧面积形状及分布
就整体而言，船首部分分布面积较大如有球鼻首者 或船尾比较瘦削的船舶，旋回中的阻尼力短小，旋回性 较好，旋回圈较小，但航向稳定性较差；而船尾部分分 布面积较大者如船尾有钝材或船首比较削进 (cut up) 的船舶，旋回中的阻尼力矩比较大，旋回性较差，旋回 圈较大，但航向稳定性较好
在3°～15°之间。
2) 转心(pivoting point)及其位置
旋回中的船舶可视为一方面船舶以一定的速度前进， 同时绕通过某一点的竖轴而旋转的运动的叠加，这一点就是 转心，通常以P代表之。船舶操舵旋回时，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。
船舶操纵(第一,二章)
• 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。 • 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．影响K’，T’值的因素 • 船舶的操纵性指数K’、T’，值是同时减小或同时 增大的，即提高船舶旋回性的结果将使其追随性 受到某种程度的降低，而追随性的改善又将导致 船舶旋回性的某些降低。值得注意的是，当舵角 增加时，K’、T’，值同时减小，但T’值减小的幅 度要比K’值减小的幅度大，因此船舶的舵效反而 变好。 四、船舶操纵性指数K、T的具体运用 1．按K、T指数区分船舶操纵性
• 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
• 7．吃水 • 纵倾状态相同，吃水增加时，旋回进距增大，横 距和旋回初径也将有增加。 • 8．吃水差 • 尾倾增大，旋回圈也将增大。对于Cb二0．8的船 舶，若尾倾增大量为船长的1％，旋回初径将可 增加10％左右，对于Cb=o．6的船舶，若尾倾增 大量为船长的1％，旋回初径将可增加3％左右。 这也说明方形系数越大的船舶，当尾倾增加时， 旋回初径增加得越多。 • 总的看来，空载与满载时的旋回初径及横距相差 无几，只是满载时旋回的进距较轻载时大一些。 •
第一章---船舶操纵性能要点
第一章船舶操纵性能第一节船舶变速运动性能船舶出于避碰、狭水道及港内航行或驶往泊地的需要而改变螺旋桨的转速和方向，进行启动、变速、停车、倒车操纵。
转速和方向改变后直至达到新的定常运动状态之前，存在着一段加速或减速运动的过程，该段过程称为变速运动过程，也称船舶惯性。
衡量船舶变速运动特性有两个重要指标，一是船舶完成变速运动所航进的路程，称为冲程；另一是完成变速运动所需的时间，称为冲时。
一、船舶启动性能船舶在静止状态中开进车，直至达到与主机输出功率相应的稳定船速前的变速运动，称为船舶起动变速运动。
在起动变速过程中，螺旋桨推力T与船舶阻力R之差，是船舶产生加速运动的动因。
由于启动后推力增加较快，而船速增加则较为缓慢，因此要注意合理用车。
即分段逐级加车，待达到相应转速的船速时，再提高用车的级别，以免主机超负荷工作。
完成启动变速运动所需的时间t和航进的路径s可用下列关系式估算。
W·V0t ≈0.004 ————R0W·V02s ≈0.101 ————R0式中，V0为最终定常速度，单位为kn；W为船舶实际排水量，单位为t；R0为达到最终定常速度V0时的船舶阻力；计算出的t单位为min；计算出的S单位为m。
根据经验，从静止状态逐级动车，直至达到海上速度，满载船舶约需航进20L左右的距离，轻载时约为满载的1/2~2/3。
二、船舶减速性能船舶以一定常速度（全速或半速）行驶中采取停车措施后，直至降到某一余速（2kn~4kn）前的变速运动称为船舶停车变速运动。
主机停车后，推力急剧下降到零。
开始时，船速较高，阻力也大，速降很快；但当速度减小后，阻力也随之减小，速降越来越慢，船很难完全停止下来，且在水中亦很难判断。
所以，通常以船速降至维持舵效的最小速度作为计算所需时间和船舶航进路程的标准。
主机停车后的时间、速度及航进路程存在如下关系。
达到速度V时所需的时间：W·V02 1 1t = 0.00105 —————（——-——）R0V V0达到速度V时所航进的路程：W·V02V0s = 0.075 —————ℓn （——）R0V式中：R0为速度V0时船舶所受阻力，单位为t；W为船舶实际排水量，单位为t；t的单位为min；S为m；速度单位为kn。
船舶旋回性PPT课件
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二、船舶旋回的运动过程 船舶以一定航速直进当中操某一 舵角并保持之，船舶将进入旋回过 程。 1.第一阶段 转舵阶段指从转舵开始到舵转至 规定角度为止，时间很短，通常船 舶不超过15s。
第6页/共40页
1）受力特点 船舶操舵后，由舵角引起横向力 和力矩，使船产生横向加速度和回 转角加速度 。
第37页/共40页
五、旋回圈要素在实际操船中的应用 1.旋回初径可以用来估算船舶用舵旋回掉头所 需的水域； 2.横距可以用来估算操舵转首后，船舶与岸或 其它船舶是否有足够的间距； 3.滞距可以用来推算两船对遇时无法旋回避让 的距离，即两船对遇时的距离小于两船的滞距 之和，则用舵无法避让； 4.两船的进距之和则可以用来推算对遇时的最 晚施舵点。
第7页/共40页
2）运动特点（1）船舶产源自一定的漂角斜航 ；（2）船尾出现明显外移； （3）转心P在船首附近，也可能 在首尾线延长线上；
（4）降速不明显； （5）船舶还将因舵力位置较船 舶重心位置低而出现少量的向操舵 一舷的横倾（内倾）。内倾角大小 与船舶初稳性GM值、所操舵角及 船速有关
第8页/共40页
第24页/共40页
5.滞距Re 亦称心距。正常旋回时，船 舶旋回轨迹曲率中心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。 滞距大约为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。
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6.反移量 Lk 在旋回转舵阶段，在舵产生 的横向力的作用下，使船舶重 心产生向转舵相反方向的横移 量，其称为反移量 。 一般情况下，满舵旋回反移 量约为船长的1/100左右。
2.第二阶段
操舵后，随着船舶横移速度与漂 角的增大，船舶的运动速度矢量将 逐渐偏离首尾面而向外转动，越来 越明显的斜航运动将使船舶的旋回 运动进入加速旋回阶段 。
二、船舶旋回的运动过程 船舶以一定航速直进当中操某一 舵角并保持之，船舶将进入旋回过 程。 1.第一阶段 转舵阶段指从转舵开始到舵转至 规定角度为止，时间很短，通常船 舶不超过15s。
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1）受力特点 船舶操舵后，由舵角引起横向力 和力矩，使船产生横向加速度和回 转角加速度 。
第37页/共40页
五、旋回圈要素在实际操船中的应用 1.旋回初径可以用来估算船舶用舵旋回掉头所 需的水域； 2.横距可以用来估算操舵转首后，船舶与岸或 其它船舶是否有足够的间距； 3.滞距可以用来推算两船对遇时无法旋回避让 的距离，即两船对遇时的距离小于两船的滞距 之和，则用舵无法避让； 4.两船的进距之和则可以用来推算对遇时的最 晚施舵点。
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2）运动特点（1）船舶产源自一定的漂角斜航 ；（2）船尾出现明显外移； （3）转心P在船首附近，也可能 在首尾线延长线上；
（4）降速不明显； （5）船舶还将因舵力位置较船 舶重心位置低而出现少量的向操舵 一舷的横倾（内倾）。内倾角大小 与船舶初稳性GM值、所操舵角及 船速有关
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5.滞距Re 亦称心距。正常旋回时，船 舶旋回轨迹曲率中心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。 滞距大约为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。
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6.反移量 Lk 在旋回转舵阶段，在舵产生 的横向力的作用下，使船舶重 心产生向转舵相反方向的横移 量，其称为反移量 。 一般情况下，满舵旋回反移 量约为船长的1/100左右。
2.第二阶段
操舵后，随着船舶横移速度与漂 角的增大，船舶的运动速度矢量将 逐渐偏离首尾面而向外转动，越来 越明显的斜航运动将使船舶的旋回 运动进入加速旋回阶段 。
船舶的旋回性能-船舶操纵
2、描述船舶旋回运动状态的运动要素
1) 漂角(drift angle) 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， 如左图所示 。 做漂角 ， 如左图所示。 船舶在 首尾线上不同点的漂角是不同 的 ， 在船尾处， 由于其横移速 在船尾处 ， 度最大， 因此漂角也最大 。 度最大 ， 因此漂角也最大。 但 通常所说的漂角是指船舶重心 处的线速度Vt 与船舶首尾面的 处的线速度 Vt与船舶首尾面的 交角，也就是船首向与重心G 交角，也就是船首向与重心G点 处旋回圈切线方向的夹角， 处旋回圈切线方向的夹角，用B 表示之。 表示之 。 一般船舶的漂角大约 在3°～15°之间。 15°
第一节 船舶的旋回性
概述：旋回性是指定速直航的船舶操 某一大的舵角后进入定常旋回的运动性 能。
旋回性是船舶操纵性当中极 其重要的一种性能！ 其重要的一种性能！
一、船舶旋回的运动过程
1、第一阶段（转舵阶段） 第一阶段（转舵阶段）
船舶向一舷操舵后， 船舶向一舷操舵后， 保持或近乎保持其直进速 度，同时开始进入基本沿 原航向前进而船尾外移同 时少量的向操舵一舷横倾 的初始旋回阶段 —反移内倾。
2) 转心(pivoting point)及其位置 转心( point)及其位置
旋回中的船舶可视为一方面船舶以一定的速度前进， 同时绕通过某一点的竖轴而旋转的运动的叠加，这一点就是 转心，通常以P 转心，通常以P代表之。船舶操舵旋回时，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 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，该点的位置大约在离船首 柱后1 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B 对于不同船舶而言，旋回性能越好、旋回中漂角B越大 的船舶，其旋回时的转心越靠近船首。
1.2船舶的旋回性能
外倾 Mδ Mａ
X
Mｆ
VW
f
Mβ
Rf
β φ FW FWY
a
Ra
G
PN
（3）第三阶段： （定常旋回阶段 ） 当船首转向角φ转过一定角度，船舶旋回角速度趋于稳定时进 入定常旋回。 该阶段的主要特征：船速降到最低，并稳定。旋回角速度为常 数，旋回角加速度为零。船舶保持外倾，转心位置也稳定。
二、旋回圈及其要素
FW
VS
Mδ
PN '
G
PN "
PNX
PN
（2）第二阶段（过渡阶段）
①由于操舵后，船向反侧横移，船舶改变 了运动方向，形成了漂角β，水动力FW方向 转为船首外舷，其作用点在重心G之前。 对船体产生Mβ，Mβ与Mδ相同，形成加速回 转。 ② 由于旋回角速度的增加，产生不断增大 的水阻力的阻尼力矩Ma和Mf，使旋回角速 度的下降，限制其增加。 ③特征：A．船速明显下降，原因为船舶 斜航时水动力FW的纵向分力FWX作用； B、向操舵侧正向横移； C、向操舵相反一侧横倾（外倾）； D、角加速度下降，角速度快速增大。
1.定义：定速直航中（一般为全速）的船舶操一舵角， （一般为满舵），并保持该舵角，船舶作旋回运动，其 重心所描绘的轨迹叫旋回圈。43源自25 761
2、旋回圈的要素
（1）反移量LK（偏距）
①定义：在旋回的初始阶段，船舶重心从原航向向操舵相反 一侧横移的距离，称为反移量kick。 ②大小：在满舵旋回时，当船首回旋达到一个罗经点11。 25度 （反移量 → 最大≈1%L）（G点的最大值） 尾偏出＞首偏出，船尾的反移量远比重心G处的反移量大， 最大值约为(1/10~1/5)L （VS快、δ大，LK大） LK与VS、δ、操舵速度、载重状况、船型等有关。 船尾反移量：船尾向操舵相反一侧偏。
X
Mｆ
VW
f
Mβ
Rf
β φ FW FWY
a
Ra
G
PN
（3）第三阶段： （定常旋回阶段 ） 当船首转向角φ转过一定角度，船舶旋回角速度趋于稳定时进 入定常旋回。 该阶段的主要特征：船速降到最低，并稳定。旋回角速度为常 数，旋回角加速度为零。船舶保持外倾，转心位置也稳定。
二、旋回圈及其要素
FW
VS
Mδ
PN '
G
PN "
PNX
PN
（2）第二阶段（过渡阶段）
①由于操舵后，船向反侧横移，船舶改变 了运动方向，形成了漂角β，水动力FW方向 转为船首外舷，其作用点在重心G之前。 对船体产生Mβ，Mβ与Mδ相同，形成加速回 转。 ② 由于旋回角速度的增加，产生不断增大 的水阻力的阻尼力矩Ma和Mf，使旋回角速 度的下降，限制其增加。 ③特征：A．船速明显下降，原因为船舶 斜航时水动力FW的纵向分力FWX作用； B、向操舵侧正向横移； C、向操舵相反一侧横倾（外倾）； D、角加速度下降，角速度快速增大。
1.定义：定速直航中（一般为全速）的船舶操一舵角， （一般为满舵），并保持该舵角，船舶作旋回运动，其 重心所描绘的轨迹叫旋回圈。43源自25 761
2、旋回圈的要素
（1）反移量LK（偏距）
①定义：在旋回的初始阶段，船舶重心从原航向向操舵相反 一侧横移的距离，称为反移量kick。 ②大小：在满舵旋回时，当船首回旋达到一个罗经点11。 25度 （反移量 → 最大≈1%L）（G点的最大值） 尾偏出＞首偏出，船尾的反移量远比重心G处的反移量大， 最大值约为(1/10~1/5)L （VS快、δ大，LK大） LK与VS、δ、操舵速度、载重状况、船型等有关。 船尾反移量：船尾向操舵相反一侧偏。
【2019年整理】船舶操纵第一,二章
• 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
船舶操纵概论
船舶操纵性能
第一章 船舶操纵性能
第一节 船舶的旋回性能
• 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； • 阻力=0；内倾;V不变
• 2．影响K’，T’值的因素 • 船舶的操纵性指数K’、T’，值是同时减小或同时 增大的，即提高船舶旋回性的结果将使其追随性 受到某种程度的降低，而追随性的改善又将导致 船舶旋回性的某些降低。值得注意的是，当舵角 增加时，K’、T’，值同时减小，但T’值减小的幅 度要比K’值减小的幅度大，因此船舶的舵效反而 变好。 四、船舶操纵性指数K、T的具体运用 1．按K、T指数区分船舶操纵性
• 4．船舶定常旋回直径D的估算 • D=2Vt/K* δ 0
第三节 船舶的航向稳定性与保向性 当干扰过去后，偏离原来直航运 动的船舶能否自行恢复到原来航线 上去(位置稳定)，能否自行恢复到 原来的航向上去(方向稳定)，能否 较快地稳定在新的航向上，具有新 的直线运动(直线稳定)
1-2 船舶旋回性能解析
船舶操纵
MAERSK EINDHOVEN 366X48X13
武汉船舶职业技术学院动力工程学院
第二节 船舶旋回性能
船舶的旋回性能的概念：定速直航的船舶，操一大 舵角，进入定常旋回。 船舶的旋回圈的概念：定速直航的船舶，操一定舵 角，其重心所描绘的轨迹。 概念的内涵: 定速直航；——车钟令 操一定舵角；——舵令 定常旋回。——线速度，角速度 非定常旋回。——从操好舵开始，重心所描绘 的整个轨迹。 操舵的程序复习？
旋回时间T
定义：旋回360°所需的时间。 影响因素：它与排水量有密切关系，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6 min。
武汉船舶职业技术学院动力工程学院
影响旋回圈的因素
影响因素：船型、舵面积、所操舵角、操舵时间 、载态、水深、船速、船舶的纵横倾、螺旋桨 转速、外界气象及风流情况等密切相关。 方形系数Cb：Cb越大的船，旋回性越好。 水线下侧面形状：船首部分分布面积较大者将 有利于减小旋回圈，船尾部分分布面积较大者 有利于增加航向稳定性，而不利于减小旋回圈 。（如球鼻首） 舵角：旋回初径将随着舵角的减小急剧增加， 并且旋回时间也增大。
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DT Tr Lk V
Ad
V D0 Re
一、旋回圈的几何要素的大小
横距Tr： 是开始操舵到航向转 过任一角度时，重心所 移动的横向距离。旋回 资料中提供的横距，通 常特指航向转过 90°时 的横距，其值约为旋回 初径的O.55倍
DT Tr Lk V
Ad
V D0 Re
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ZZH
转心p
定义：船舶旋回运动实践是直航与绕通过某一点 的竖轴旋转的叠加，这一点就是转心 意义：转心是旋回圈的曲率中心 O 至船舶首尾线 所作垂线的垂足。该点处的漂角和横移速度为 零。转心 p 约位于船首柱后 1 ／ 5 ～ 1 ／ 3 船长处 ，漂角β越大，转心距首柱越近。船处于后退 中，转心位臵处于尾柱前l／5～1／3船长处。
MAERSK EINDHOVEN 366X48X13
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第二节 船舶旋回性能
船舶的旋回性能的概念：定速直航的船舶，操一大 舵角，进入定常旋回。 船舶的旋回圈的概念：定速直航的船舶，操一定舵 角，其重心所描绘的轨迹。 概念的内涵: 定速直航；——车钟令 操一定舵角；——舵令 定常旋回。——线速度，角速度 非定常旋回。——从操好舵开始，重心所描绘 的整个轨迹。 操舵的程序复习？
旋回时间T
定义：旋回360°所需的时间。 影响因素：它与排水量有密切关系，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6 min。
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影响旋回圈的因素
影响因素：船型、舵面积、所操舵角、操舵时间 、载态、水深、船速、船舶的纵横倾、螺旋桨 转速、外界气象及风流情况等密切相关。 方形系数Cb：Cb越大的船，旋回性越好。 水线下侧面形状：船首部分分布面积较大者将 有利于减小旋回圈，船尾部分分布面积较大者 有利于增加航向稳定性，而不利于减小旋回圈 。（如球鼻首） 舵角：旋回初径将随着舵角的减小急剧增加， 并且旋回时间也增大。
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DT Tr Lk V
Ad
V D0 Re
一、旋回圈的几何要素的大小
横距Tr： 是开始操舵到航向转 过任一角度时，重心所 移动的横向距离。旋回 资料中提供的横距，通 常特指航向转过 90°时 的横距，其值约为旋回 初径的O.55倍
DT Tr Lk V
Ad
V D0 Re
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ZZH
转心p
定义：船舶旋回运动实践是直航与绕通过某一点 的竖轴旋转的叠加，这一点就是转心 意义：转心是旋回圈的曲率中心 O 至船舶首尾线 所作垂线的垂足。该点处的漂角和横移速度为 零。转心 p 约位于船首柱后 1 ／ 5 ～ 1 ／ 3 船长处 ，漂角β越大，转心距首柱越近。船处于后退 中，转心位臵处于尾柱前l／5～1／3船长处。
1-2-1旋回运动过程.
任务二 认识船舶旋回性
一、船舶旋回运动的过程
FW V
PNY
G PNX
PN
δ
PN
1. 第一阶段 转舵 阶段（横移内倾阶段） 旋回角加速度最大，重 心有向操舵相反一侧的 微量横移；少量内倾 （舵力作用中心位置比 重心位置低）；
任务二 认识船舶旋回性
2.第二阶段 过 渡阶段（加速旋回阶 段） 水动力转船力矩与舵 力转船力矩一致； 降速明显，旋转加速， 角加速度不断下降； 外倾（舵力横向分力、 水动力横向分力以及离 心力横向分力在船舶垂 直方向的不同位置的作 用）；
FW PNY PN PNX V β G
X MF MP FWY FW
FWX PN
δ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
任务二 认识船舶旋回性
FW
MR MF MP G Rf PN
Ra
3. 第三阶段 定常旋回阶段 由于舵力下降致使舵力转船 力矩下降；水动力作用点后移， 使得水动力转船力矩降低；首尾 水阻力增大，使水阻力转船力矩 变大。 MP+MF+MR=0时，定常旋 回特点：∑M=0，ŕ=0，r趋向max 降速达到最大值，外倾角、横移 速度趋于稳定。约在转首90°左 右，满载船约在100°～120°。
一、船舶旋回运动的过程
FW V
PNY
G PNX
PN
δ
PN
1. 第一阶段 转舵 阶段（横移内倾阶段） 旋回角加速度最大，重 心有向操舵相反一侧的 微量横移；少量内倾 （舵力作用中心位置比 重心位置低）；
任务二 认识船舶旋回性
2.第二阶段 过 渡阶段（加速旋回阶 段） 水动力转船力矩与舵 力转船力矩一致； 降速明显，旋转加速， 角加速度不断下降； 外倾（舵力横向分力、 水动力横向分力以及离 心力横向分力在船舶垂 直方向的不同位置的作 用）；
FW PNY PN PNX V β G
X MF MP FWY FW
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
任务二 认识船舶旋回性
FW
MR MF MP G Rf PN
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3. 第三阶段 定常旋回阶段 由于舵力下降致使舵力转船 力矩下降；水动力作用点后移， 使得水动力转船力矩降低；首尾 水阻力增大，使水阻力转船力矩 变大。 MP+MF+MR=0时，定常旋 回特点：∑M=0，ŕ=0，r趋向max 降速达到最大值，外倾角、横移 速度趋于稳定。约在转首90°左 右，满载船约在100°～120°。
1.2船舶操纵性能指数
2010-122010-12-2 3
五、影响K’、T’值的因素 影响K
影响因素 舵角增大 K’、 ’ T’值变 同时减小 ’ 化 舵面积 增大 K’增 ’ T’减 ’ 吃水增加 尾倾增加 水深变浅 船型系数 增大
同时增大 同时减小 同时减小 同时增大
六、K’、T’值的运用 K’、T’值的运用
（一）定常回转半径R的估算 定常回转半径 的估算 ω＝Vs/R， ω＝Kδ0， R＝Vs/Kδ0 Vs/R， Vs/K
1
ω
067Kδ0 δ
-t/T ) ω＝Kδ0 δ ω= Kδ(1-e δ
t T · •当T>0，t=0时， θ o=0, ωo =0,而ω =Kδ0/T 达最大值;
· •当t=T时， θ=0.37KTδ0, ω＝0.63Kδo, 但ω =0.37Kδ0/T;
1、旋回性指数K值：用以表示船舶定常回转角速度与对应舵角关系的 旋回性指数K 一种指数，表示操舵后船舶回转运动角速度大小的要素。 越大， 一种指数，表示操舵后船舶回转运动角速度大小的要素。K越大，回转 越大，船舶回转性就越好。 角速度 ω越大，船舶回转性就越好。 追随性指数T 用以表示船舶操舵后， 2、追随性指数T值：用以表示船舶操舵后，对舵角响应时间的一种指 数，它表示从操舵开始达到相应舵角所对应的稳定回转角速度时止所 需时间长短。 越小，船舶追随性越好。 需时间长短。T越小，船舶追随性越好。 T值又称为航向稳定性指数，T值小，超越角（θs= ωo·T）小，能较快地 值又称为航向稳定性指数，T值小，超越角（θ 稳定在新航向上；T值大，超越角大，航向稳定慢。只要T>0，船舶就具 稳定在新航向上；T值大，超越角大，航向稳定慢。只要T>0，船舶就具 有航向稳定性；若T<0，船舶不具备航向稳定性 有航向稳定性；若T<0，船舶不具备航向稳定性
五、影响K’、T’值的因素 影响K
影响因素 舵角增大 K’、 ’ T’值变 同时减小 ’ 化 舵面积 增大 K’增 ’ T’减 ’ 吃水增加 尾倾增加 水深变浅 船型系数 增大
同时增大 同时减小 同时减小 同时增大
六、K’、T’值的运用 K’、T’值的运用
（一）定常回转半径R的估算 定常回转半径 的估算 ω＝Vs/R， ω＝Kδ0， R＝Vs/Kδ0 Vs/R， Vs/K
1
ω
067Kδ0 δ
-t/T ) ω＝Kδ0 δ ω= Kδ(1-e δ
t T · •当T>0，t=0时， θ o=0, ωo =0,而ω =Kδ0/T 达最大值;
· •当t=T时， θ=0.37KTδ0, ω＝0.63Kδo, 但ω =0.37Kδ0/T;
1、旋回性指数K值：用以表示船舶定常回转角速度与对应舵角关系的 旋回性指数K 一种指数，表示操舵后船舶回转运动角速度大小的要素。 越大， 一种指数，表示操舵后船舶回转运动角速度大小的要素。K越大，回转 越大，船舶回转性就越好。 角速度 ω越大，船舶回转性就越好。 追随性指数T 用以表示船舶操舵后， 2、追随性指数T值：用以表示船舶操舵后，对舵角响应时间的一种指 数，它表示从操舵开始达到相应舵角所对应的稳定回转角速度时止所 需时间长短。 越小，船舶追随性越好。 需时间长短。T越小，船舶追随性越好。 T值又称为航向稳定性指数，T值小，超越角（θs= ωo·T）小，能较快地 值又称为航向稳定性指数，T值小，超越角（θ 稳定在新航向上；T值大，超越角大，航向稳定慢。只要T>0，船舶就具 稳定在新航向上；T值大，超越角大，航向稳定慢。只要T>0，船舶就具 有航向稳定性；若T<0，船舶不具备航向稳定性 有航向稳定性；若T<0，船舶不具备航向稳定性
船舶操纵考试大纲
√
√
√
2.1.2主机功率和船速
2.1.2.1功率的分类
机器功率、收到功率、有效功率的概念及其相互关系
√
√
√
2.1.2.2船速的分类
额定船速、海上船速、港内船速的概念及其之间的关系；额定转数、海上转数、港内转数的概念及其之间的关系
√
√
√
2.1.3螺旋桨的致偏效应及其运用
2.1.3.1沉深横向力
沉深的概念、沉深横向力的产生机理、沉深横向力的产生条件、所致偏转、影响沉深横向力大小的因素
√
√
√
1.3.2.4减速经验数据
√
√
√
1.3.3船舶制动性能
1.3.3.1倒车停船过程，主机倒车过程，主机换向时间
√
√
√
1.3.3.2倒车冲程经验数据
√
√
√
1.3.3.3影响冲程的因素
排水量、船速、推进器种类、船体污底以及外界因素
√
√
√
1.3.4制动方法及其适用
倒车制动法、Z型操纵制动法、满舵旋回制动法、拖锚制动法、拖轮协助制动法、其他制动法的概念和适用
√
√
√
1.3.1.3启动时间与排水量、到达的常速及常速时的阻力之间的关系
√
√
√
1.3.1.4启动经验数据
√
√
√
1.3.2船舶减速性能
1.3.2.1减速过程
√
√
√
1.3.2.2减速距离与排水量、初始速度及初始速度时的阻力之间的关系
√
√
√
1.3.2.3减速时间与排水量、初始速度及初始速度时的阻力之间的关系
√
√
√
3.4.2影响船间效应的因素
√
√
2.1.2主机功率和船速
2.1.2.1功率的分类
机器功率、收到功率、有效功率的概念及其相互关系
√
√
√
2.1.2.2船速的分类
额定船速、海上船速、港内船速的概念及其之间的关系；额定转数、海上转数、港内转数的概念及其之间的关系
√
√
√
2.1.3螺旋桨的致偏效应及其运用
2.1.3.1沉深横向力
沉深的概念、沉深横向力的产生机理、沉深横向力的产生条件、所致偏转、影响沉深横向力大小的因素
√
√
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1.3.2.4减速经验数据
√
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1.3.3船舶制动性能
1.3.3.1倒车停船过程，主机倒车过程，主机换向时间
√
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1.3.3.2倒车冲程经验数据
√
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1.3.3.3影响冲程的因素
排水量、船速、推进器种类、船体污底以及外界因素
√
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1.3.4制动方法及其适用
倒车制动法、Z型操纵制动法、满舵旋回制动法、拖锚制动法、拖轮协助制动法、其他制动法的概念和适用
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1.3.1.3启动时间与排水量、到达的常速及常速时的阻力之间的关系
√
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1.3.1.4启动经验数据
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1.3.2船舶减速性能
1.3.2.1减速过程
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1.3.2.2减速距离与排水量、初始速度及初始速度时的阻力之间的关系
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1.3.2.3减速时间与排水量、初始速度及初始速度时的阻力之间的关系
√
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3.4.2影响船间效应的因素
船舶操纵性指数KT
船舶转首角速度、航向
求解野本方程： Tr r K
初始条件： t 0, 0 , r 0
方程的特解： rK0(1et/T)
e 船舶转首角： K 0(tTT tT) 微分-积分公式： exdxexC
船舶转首角速度、航向
转首角速度： rK0(1et/T)
r T
r K 0 (1 et /T )
船舶操纵性指数含义
• T：追随性指数
T值小，则操舵后的转向角加速度初始值较高， 向定常角速度趋近较快，易于有较大的转向角。 船舶操舵后，因为T表示转向角加速度向零衰减、 转向角速度向定常角速度趋近的周期，而且每经 过T的时间均趋近0.37倍，所以T又称时间常数。 该时间越短，则追随性越好。
船舶操纵性指数
N [1.1 * B / Lpp 0.041 * B / T ] * 3.1416 * (T / Lpp)2
N r [1 / 12 0.017 * Cb * B / T 0.33 * B / Lpp] * 3.1416 * (T / Lpp)2
Y [1 0.4 * Cb * B / T ] * 3.1416 * (T / Lpp)2
d2r旋回圈半径定常旋回圈进距adrer船舶操纵性指数应用推定新航向距离nc右图中gctanre船舶操纵性指数应用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到达某一定值后操正舵船首继续转头惯性角来判别船舶的航向稳定性船舶操纵性指数应用判断船舶航向稳定性一阶船舶操纵运动方程船舶初始转动角速度为定值r船舶操纵性指数应用间接判别参数指数是系统的时间常数sec其符号决定船舶是否具有航向稳定性大小决定船舶航向稳定性的优劣越小航向稳定性越好反之则越差
K
b11a21 a11a22
b21a11 a12a21
1.2船舶的旋回性能3123
尾倾增加1%L
旋回初径DT 增大10%
同样船，空船DT＞满载DT （但相差不大）
（9） 横倾： 横倾状态对旋回圈大小影响呈较为复杂的变化; 与横倾角，船速等有关，影响也不同;
横倾（list）对旋回圈大小总的影响不大。
低速Vs 低，在阻力推力转矩作用下, 向低舷侧旋回时旋回初径小； 高速Vs高 ,在首波锋压力转矩作用下, 向高舷侧旋回时旋回初径小
（6）滞距:Re (reach) 也称心距
从发令位臵起，船舶重心至定常旋回曲 率中心的纵向距离称为滞距。
（7）飘角：β （drift angle） 船舶旋回时，船舶首尾线与首尾线上 任何一点的旋回切线速度νt 方向之间夹 角，称为该点的漂角，一般指重心 G 处 漂角βG。满舵旋回时，定常阶段的漂角 βG 在3°～15°。 *船舶首尾线不同点处，β值不同，船尾 处β角最大。 *漂角越大，回转性好，旋回直径D小，
Vt 2GB V GB tg t g R GM g GM
式中 ： ）
Vt —定常旋回时切线速度 （m/s） R —定常旋回半径（ m）
g—重力加速度 (m/s2)
θc的大小与船舶定常旋回切线速度（Vt），角速度（ r）， 重心浮心间距GB成正比,与重力加速度和GM成反比。 船的旋回直经越小，初稳性高度越低，航速越快，外倾角就 越大。最大外倾角θm的大小除与影响定常外倾角的因素有关 外，还与操舵速度有关。操舵速度快，θm则大。瞬时最大外 倾角θm约为定常外倾角θc的1～2倍。
顺风（流）旋回时→旋回圈大；
顶风（流）旋回时→旋回圈小。
1、反移量的应用： ①人落水 停车并向落水者一舷操舵（避开）； ②紧急避让或避开船艏障碍物； ③驶离码头或靠船，应避免用快速、满舵； ④船舶过弯头时,应保持足够的横距,防止尾部扫到码头或停 泊的船舶。 2、其他要素的应用： ①进距Ad →估算对遇两船的最迟施舵点（D≥Ad1+ Ad2） ②心距 Re → 估算对遇两船无法用舵让开的距离（D＜ Dr1+Dr2) ,当Dr1+Dr2＜D＜Ad1+ Ad2 →运用良好的船艺 才能用舵让开。 即先用满舵让开船首→再利用“反向满舵” 让开艉部。 ③旋回初径和进距可以用来估算用舵旋回掉头所需水域的 大小。 ④当制动纵距小于旋回纵距时，用车让；当制动纵距大于 旋回纵距时，用舵让。
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DT Tr Lk V
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一、旋回圈的几何要素的大小
横距Tr： 是开始操舵到航向转 过任一角度时，重心所 移动的横向距离。旋回 资料中提供的横距，通 常特指航向转过 90°时 的横距，其值约为旋回 初径的O.55倍
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船舶操纵
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第二节 船舶旋回性能
船舶的旋回性能的概念：定速直航的船舶，操一大 舵角，进入定常旋回。 船舶的旋回圈的概念：定速直航的船舶，操一定舵 角，其重心所描绘的轨迹。 概念的内涵: 定速直航；——车钟令 操一定舵角；——舵令 定常旋回。——线速度，角速度 非定常旋回。——从操好舵开始，重心所描绘 的整个轨迹。 操舵的程序复习？
DT Tr Lk V
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V D0 Re
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一、旋回圈的运动要素
内容：漂角、转心及其位臵、旋回中的降速及横倾。 漂角β： 定义：船舶首尾线上任意一点的线速度与船舶首尾面 的交角；一般指：船舶重心处的线速度与船舶首尾 面的交角，其值约为3°～15°。 意义：漂角越大，e
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一、旋回圈的几何要素的大小
旋回直径D： 是船舶作定常旋回时 ，重心轨迹圆的直径， 其值约为旋回初径的 0.9～1.2倍
Ad DT Tr Lk V
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一、旋回圈的几何要素的大小
滞距Re： 又称心距。正常旋回 时，船舶旋回直径的中 心 O 点较操舵时船舶重 心位臵更偏于前方。滞 距是该中心 O 的纵距。 一般为 1～ 2倍船长。是 衡量舵效的指标之一。
旋回中横倾
横倾过程：内倾→最大外倾→摇晃几次→定常外倾 横倾影响因素：旋回中产生的横倾是一个应予以注 意的不安全因素。船舶的旋回直径越小，稳性高 度GM值越低，航速越快，外倾角则越大。？？？ 横倾幅度：3～5° 操纵注意事项：当最大外倾出现时，切忌反响操舵 。避免外倾进一步加大，构成危险。
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一、旋回圈的几何要素的大小
旋回初径Dt： 是开 始 操 舵 到 航 向 转 过 180° 时 ， 重 心 所 移动的横向距离。在此 基础上，如再转过相当 于漂角度数的位臵处， 将出现距原航向线最远 的横距，称为最大横距 ，其值约为3～6倍船长
DT Tr Lk V
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旋回圈要素在实船操纵中的运用
掉头：纵向水域，横向水域 避让：纵向水域
Tr Lk DT V
Ad
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作业：习题集内容
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影响旋回圈的因素
吃水差：尾倾增大会使旋回圈变大。若尾倾增加1 ％船长，旋回初径将增加10％左右。 横倾：影响不大，根据航速不同而不同，低速决定 于推力偏心，高速决定于首波。 螺旋桨转动方向：螺旋桨的至偏效应（下一节） 浅水效应：水流不畅阻力增加，旋回圈明显变大。 水深/吃水<2时，旋回圈有所增加；水深/吃水<1.5 时，旋回圈明显增加；水深/吃水<1.2时，旋回圈 急剧增加。（<1 ??) 风、流、浪、污底影响。
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影响旋回圈的因素
船速：船速对船舶旋回所需时间的长短有明显的影 响，但对旋回初径大小的影响却呈现较为复杂的情 况。应合理运用：加车助舵。 吃水：一般船舶均有舵面积比随吃水变深而降低的 趋势，（？）这将导致相当于舵力的旋回阻矩增大 ，使转头力矩减小。另外，随着吃水加深，因为货 物满载而增大了绕通过重心的垂直轴的惯性矩，所 以初始旋回大大减慢。因此，满载时的进距Ad将增 大，旋回初径DT和横距Tr也有所增加。
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ZZH
转心p
定义：船舶旋回运动实践是直航与绕通过某一点 的竖轴旋转的叠加，这一点就是转心 意义：转心是旋回圈的曲率中心 O 至船舶首尾线 所作垂线的垂足。该点处的漂角和横移速度为 零。转心 p 约位于船首柱后 1 ／ 5 ～ 1 ／ 3 船长处 ，漂角β越大，转心距首柱越近。船处于后退 中，转心位臵处于尾柱前l／5～1／3船长处。
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ZZH
船舶旋回的运动过程
根据旋回运动过程中所受外力特点的变化，以及运动 状态的不同，可将船舶旋回过程划分为三个阶段
转舵阶段
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过度阶段
定常阶段
一、旋回圈的几何要素
1. 进距（纵距） Ad 2. 横距 Tt 3. 旋回初径 Dt 4. 旋回直径（旋回终 径） D 5. 滞距 Re 6. 反移量 Lk
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旋回中的降速
船舶在旋回中降速产生的主要原因是： (1)船体斜航时阻力增加； (2)舵阻力增加； (3)推进效率降低。 旋回中船舶降速幅度通常与旋回初径与船长之比 DT ／ L 有关，比值越小，旋回性越好，降速越 多，所降部分可达船速的1／4～1／2。
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影响旋回圈的因素
操舵时间：越长，进距越大，对最终旋回圈的影响 不大。 舵面积比（舵面积与船体浸水测面积的比值）：增 加舵面积比将会使舵的转船力矩增大，因而提高船 舶的旋回性；但增加舵面积的同时又增加了旋回阻 尼力矩使旋回圈变大，因此会有一个临界值。 根据实验确定，舵面积的最佳值，对于单桨货船约 为满载水下侧面积的1／60～1／45左右，拖船为1 ／25～1／20，渔船为1／40～1／30，大型油轮方 形系数大舵面积系数为1／75～1／65；高速货船 相反为1/40～1/35.
旋回时间T
定义：旋回360°所需的时间。 影响因素：它与排水量有密切关系，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6 min。
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影响旋回圈的因素
影响因素：船型、舵面积、所操舵角、操舵时间 、载态、水深、船速、船舶的纵横倾、螺旋桨 转速、外界气象及风流情况等密切相关。 方形系数Cb：Cb越大的船，旋回性越好。 水线下侧面形状：船首部分分布面积较大者将 有利于减小旋回圈，船尾部分分布面积较大者 有利于增加航向稳定性，而不利于减小旋回圈 。（如球鼻首） 舵角：旋回初径将随着舵角的减小急剧增加， 并且旋回时间也增大。
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ZZH
一、对旋回圈的几何要素理解
转向90°：进距、横距 转向180°：旋回初径 定常旋回：旋回直径 两船避让：滞距 偏移（扫尾）：反移量
DT Tr Lk V
Ad
V D0 Re
基本要素：旋回初径； 相对旋回初径（Dt/L)
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一、旋回圈的几何要素的大小
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 漂角度数的位臵处，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.6～1.2倍。
DT Tr Lk V
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V D0 Re
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一、旋回圈的几何要素的大小
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。
DT Tr Lk V
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一、旋回圈的几何要素的大小
横距Tr： 是开始操舵到航向转 过任一角度时，重心所 移动的横向距离。旋回 资料中提供的横距，通 常特指航向转过 90°时 的横距，其值约为旋回 初径的O.55倍
DT Tr Lk V
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船舶操纵
MAERSK EINDHOVEN 366X48X13
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第二节 船舶旋回性能
船舶的旋回性能的概念：定速直航的船舶，操一大 舵角，进入定常旋回。 船舶的旋回圈的概念：定速直航的船舶，操一定舵 角，其重心所描绘的轨迹。 概念的内涵: 定速直航；——车钟令 操一定舵角；——舵令 定常旋回。——线速度，角速度 非定常旋回。——从操好舵开始，重心所描绘 的整个轨迹。 操舵的程序复习？
DT Tr Lk V
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一、旋回圈的运动要素
内容：漂角、转心及其位臵、旋回中的降速及横倾。 漂角β： 定义：船舶首尾线上任意一点的线速度与船舶首尾面 的交角；一般指：船舶重心处的线速度与船舶首尾 面的交角，其值约为3°～15°。 意义：漂角越大，e
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一、旋回圈的几何要素的大小
旋回直径D： 是船舶作定常旋回时 ，重心轨迹圆的直径， 其值约为旋回初径的 0.9～1.2倍
Ad DT Tr Lk V
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一、旋回圈的几何要素的大小
滞距Re： 又称心距。正常旋回 时，船舶旋回直径的中 心 O 点较操舵时船舶重 心位臵更偏于前方。滞 距是该中心 O 的纵距。 一般为 1～ 2倍船长。是 衡量舵效的指标之一。
旋回中横倾
横倾过程：内倾→最大外倾→摇晃几次→定常外倾 横倾影响因素：旋回中产生的横倾是一个应予以注 意的不安全因素。船舶的旋回直径越小，稳性高 度GM值越低，航速越快，外倾角则越大。？？？ 横倾幅度：3～5° 操纵注意事项：当最大外倾出现时，切忌反响操舵 。避免外倾进一步加大，构成危险。
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一、旋回圈的几何要素的大小
旋回初径Dt： 是开 始 操 舵 到 航 向 转 过 180° 时 ， 重 心 所 移动的横向距离。在此 基础上，如再转过相当 于漂角度数的位臵处， 将出现距原航向线最远 的横距，称为最大横距 ，其值约为3～6倍船长
DT Tr Lk V
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旋回圈要素在实船操纵中的运用
掉头：纵向水域，横向水域 避让：纵向水域
Tr Lk DT V
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作业：习题集内容
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影响旋回圈的因素
吃水差：尾倾增大会使旋回圈变大。若尾倾增加1 ％船长，旋回初径将增加10％左右。 横倾：影响不大，根据航速不同而不同，低速决定 于推力偏心，高速决定于首波。 螺旋桨转动方向：螺旋桨的至偏效应（下一节） 浅水效应：水流不畅阻力增加，旋回圈明显变大。 水深/吃水<2时，旋回圈有所增加；水深/吃水<1.5 时，旋回圈明显增加；水深/吃水<1.2时，旋回圈 急剧增加。（<1 ??) 风、流、浪、污底影响。
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影响旋回圈的因素
船速：船速对船舶旋回所需时间的长短有明显的影 响，但对旋回初径大小的影响却呈现较为复杂的情 况。应合理运用：加车助舵。 吃水：一般船舶均有舵面积比随吃水变深而降低的 趋势，（？）这将导致相当于舵力的旋回阻矩增大 ，使转头力矩减小。另外，随着吃水加深，因为货 物满载而增大了绕通过重心的垂直轴的惯性矩，所 以初始旋回大大减慢。因此，满载时的进距Ad将增 大，旋回初径DT和横距Tr也有所增加。
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转心p
定义：船舶旋回运动实践是直航与绕通过某一点 的竖轴旋转的叠加，这一点就是转心 意义：转心是旋回圈的曲率中心 O 至船舶首尾线 所作垂线的垂足。该点处的漂角和横移速度为 零。转心 p 约位于船首柱后 1 ／ 5 ～ 1 ／ 3 船长处 ，漂角β越大，转心距首柱越近。船处于后退 中，转心位臵处于尾柱前l／5～1／3船长处。
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船舶旋回的运动过程
根据旋回运动过程中所受外力特点的变化，以及运动 状态的不同，可将船舶旋回过程划分为三个阶段
转舵阶段
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过度阶段
定常阶段
一、旋回圈的几何要素
1. 进距（纵距） Ad 2. 横距 Tt 3. 旋回初径 Dt 4. 旋回直径（旋回终 径） D 5. 滞距 Re 6. 反移量 Lk
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旋回中的降速
船舶在旋回中降速产生的主要原因是： (1)船体斜航时阻力增加； (2)舵阻力增加； (3)推进效率降低。 旋回中船舶降速幅度通常与旋回初径与船长之比 DT ／ L 有关，比值越小，旋回性越好，降速越 多，所降部分可达船速的1／4～1／2。
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影响旋回圈的因素
操舵时间：越长，进距越大，对最终旋回圈的影响 不大。 舵面积比（舵面积与船体浸水测面积的比值）：增 加舵面积比将会使舵的转船力矩增大，因而提高船 舶的旋回性；但增加舵面积的同时又增加了旋回阻 尼力矩使旋回圈变大，因此会有一个临界值。 根据实验确定，舵面积的最佳值，对于单桨货船约 为满载水下侧面积的1／60～1／45左右，拖船为1 ／25～1／20，渔船为1／40～1／30，大型油轮方 形系数大舵面积系数为1／75～1／65；高速货船 相反为1/40～1/35.
旋回时间T
定义：旋回360°所需的时间。 影响因素：它与排水量有密切关系，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6 min。
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影响旋回圈的因素
影响因素：船型、舵面积、所操舵角、操舵时间 、载态、水深、船速、船舶的纵横倾、螺旋桨 转速、外界气象及风流情况等密切相关。 方形系数Cb：Cb越大的船，旋回性越好。 水线下侧面形状：船首部分分布面积较大者将 有利于减小旋回圈，船尾部分分布面积较大者 有利于增加航向稳定性，而不利于减小旋回圈 。（如球鼻首） 舵角：旋回初径将随着舵角的减小急剧增加， 并且旋回时间也增大。
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一、对旋回圈的几何要素理解
转向90°：进距、横距 转向180°：旋回初径 定常旋回：旋回直径 两船避让：滞距 偏移（扫尾）：反移量
DT Tr Lk V
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基本要素：旋回初径； 相对旋回初径（Dt/L)
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一、旋回圈的几何要素的大小
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 漂角度数的位臵处，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.6～1.2倍。
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一、旋回圈的几何要素的大小
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。