船舶操纵性总结
三、船舶操纵性能之船速解读
(3) 推力功率 (Thrust horse power) THP 推进器收到功率后,产生推船前进的功率称为推力功率. 它等于推进器发出的推力T和推进器与水相对速度VP的乘积。 即: THP = T·VP /1000 ( kW) 式中: 推力T的单位为 N; VP 单位为 m/s ; THP单位为 kW。
4、船速的测定
4、船速的测定
船速的测定条件
船舶操纵性能受水深、水域宽度、气象条件、水文条件等诸多 因素的影响，所以为了使实船试验结果具有普遍意义，需要对试验 条件做出规定。IMO安全委员会在MSC/Circ.644中作出了详细规 定。 1. 水深、水域宽度 应在深水、宽度不受限制、但遮蔽条件较好的水域进行标准操 纵性试验，其水深应大于4倍的船舶平均吃水。 2. 船舶载况和吃水差 船舶应在满载(达到夏季吃水)、平吃水(吃水差为0)的条件下进
水深波浪浪级涌浪的周期及浪级涌浪的周期及方向方向海流能见度以及其他气象水文情况海流能见度以及其他气象水文情况二观测与记录试验数据试验数据应对有关试验的数据进行观测并以每次不超过应对有关试验的数据进行观测并以每次不超过2020秒的间隔秒的间隔进行记录这些数据包括
项目三：船舶操纵性能
任务一：
船
速
一、船舶的阻力与推力 （一）船舶阻力（Resistance） 船舶阻力可分为基本阻力和附加阻力。 R R0 R 1、摩擦阻力Rf 大小与船体湿水面积成正比，与航速的1.825次 方成正比 2、兴波阻力Rw 大小约与航速的4~6次方成正比 3、涡流阻力Re 大小与航速的平方成正比
（4）经济船速（Harbour Speed）
（1）额定船速
（1）额定船速 新船验收后的主机，可供海上长期使用的最大功率称为额定功率NH， 与其相对应的转数称为额定转数nH，该条件下主机发出的转矩称为额定转
船舶操纵性能(理论1)
船舶操纵性能: 1。
旋回圈要素（反移量，旋回初径，进距, 横距, 定常旋回直径, 滞距,漂角；2。
舵效（RUDDER EFFECT）；3。
船舶控速性；4。
流的影响；5。
风的影响；6。
靠离泊注意事项；7。
抛锚操纵；8。
潮流；9。
侧推器的使用；一.旋回圈要素1.反移量(KICK)船舶重心偏离原航向线向操舵相反一侧横移的距离称为反移量;船尾反移量最大值约为船长的1/10～1/5,比重心处反移量要大得多;船速快,舵角大,反移量则大.吃水增加,反移量有所减小2.旋回初径(TACTICAL DIAMETER)3.进距(ADVANCE)4.横距(TRANSFER)5.定常旋回直径(FINAL DIAMETER)6.滞距(REACH)7.漂角(DRIFT ANGLE)船尾部漂角最大;漂角越大,旋回性能越好,旋回直径越小,降速越多,横倾角越大,转心也前移.浅水中漂角较深水中小.8.转心(PIVOTING POINT)转心的位置,在开始操舵时约在重心稍前处,随船舶旋回不断加快,转心位置向前移动;漂角大,旋回性能好的船舶,转心越靠前;由于船舶前进中旋回时转心在重心之前,因此在旋回时船首向内偏移量比船尾向外偏移量来得小;后退时,转心位于重心之后,和前进中回转时转心位置相对称.9.旋回中船速10.旋回时间11.旋回中横倾先内倾后外倾旋回圈要素的使用1．反移量-----在船舶驶离码头或并靠它船时，船首刚刚摆出泊位，如果很快操大舵角进车，则会产生较大反移量而导致尾部触碰码头或他船；2．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。
二．舵效（RUDDER EFFECT）影响舵效的因素1．吃水-------船舶吃水增加，舵效变差；满载船转动惯量大，故启动不易停转难，因此，满载大型船舶操纵时，一般宜早用舵，早回舵，舵角较大。
2．舵速-------经验表明，人力操舵能保持舵效的最低航速为3KN，自动舵为8KN。
3．舵角和舵面积比--------加大操舵角是提高舵效的有效措施，舵面积比增大，舵效变好；4．纵倾和横倾---------首倾时舵效较差，适当尾倾时舵效较好；船舶有横倾时，向有横倾侧转向时舵效差，反之，舵效较好。
舰船操纵性能的仿真和分析
舰船操纵性能的仿真和分析近年来，随着科技的不断发展，船舶的操纵性能仿真和分析成为了一个热门的研究领域。
舰船操纵性能的仿真和分析可以帮助我们更好地探究船舶的性能优化和设计改进，为实际船舶操作提供指导，进而提高船舶的安全性和经济性。
一、舰船操纵性能的仿真和分析意义船舶的操纵性能是指船舶在不同的水动力条件下，完成各种操纵任务时的性能表现。
对于航海和港口操作等领域，优异的操纵性能是保证船舶航行安全和效率的关键因素。
而舰船操纵性能仿真和分析能够对船舶的设计、操作和维护等方面提供可靠的技术支持。
首先，舰船操纵性能仿真和分析可以帮助优化船舶的设计和构造。
通过对船舶的操纵性能进行系统分析和优化，找出船舶设计中的缺陷和瓶颈，进一步改进船舶的造型、结构和设备等方面，提高船舶的性能表现。
其次，舰船操纵性能仿真和分析还可以指导船员进行实际的操作。
通过仿真软件模拟船舶操纵情况，让船员实现实时操作，并观察船舶在不同场景下的操纵性能表现，提高操作技能，减少船舶操作中的错误和事故发生。
最后，舰船操纵性能仿真和分析还可以提高船舶的安全性和经济性。
通过对船舶操纵性能的分析和实验模拟，可以找出船舶在不同环境和气象条件下的响应特性，提高船舶的安全性和可靠性。
同时还可以优化船舶操作和船舶系统，减少船舶的能耗和运营成本，提高船舶的经济效益。
二、舰船操纵性能仿真和分析技术舰船操纵性能的仿真和分析技术主要包括实验室试验、数值模拟以及船模试验方法。
实验室试验是通过模型试验设备，对船舶在不同操纵条件下的表现进行定量实验，查找船舶操纵性能的优缺点和区间限制。
这种试验方法常使用的设备有万能试验机、流体试验台和光学测量设备等。
实验室试验具备实验易控、测试精确、数据检测能力强等优点，但是仅能模拟单一的操纵场景，且较难满足大尺度船舶复杂运动的需求。
数值模拟是利用计算机数值分析方法，模拟船舶在不同环境下的操纵性能，包括CFD(Coamputational Fluid Dynamics)流水动力学模拟方法、船舶运动数学模型等。
船舶操纵丙类大副知识点总结
第一章船舶操纵性能第一节船舶变速运动性能旋回圈要素在实际操船中的运用1.船舶航行中，突然发现有人落水，为了防止船舶和螺旋桨对落水者造成伤害，应立即向落水者一舷操满舵，并停车；船舶航行中，突然在船首右前方近距离发现障碍物，应立即操左满舵，待船首避离后，再操右满舵，使船尾避离；2.下列情况应防止或利用反移量的作用：①航行中有人落水，为援救落水者而操舵时；②航行中突然在船前方的极近距离上发现障碍物而急需施舵时；③并靠停泊或锚泊中的船舶时（注适时操舵保持平行贴靠）；3.船在狭窄航道前转向前，如果不在本船的新航向前转舵，就无法顺利进入新航向；4.进距小的船舶应舵较快，惯性小，航向稳定性好；旋回初径可用来估算掉头水域；横距一般用来估算操舵转向后，船舶于岸壁或他船是否有足够的间距；已知船舶的旋回初径的大小，就可知道船舶在狭窄水域只用满舵使船作180°转向需横向范围的大小；5.船舶旋回中出现外倾角较大而危及船舶安全时，应逐步降速，逐步减小所有舵角；6.两船在海上对遇采取转向避让，转舵时机最迟应在相距两船进距之和以外；7.当制动纵距小于旋回纵距时，用全速倒车让；当制动纵距大于旋回纵距时，用满舵让；第五节船舶操纵性试验冲程试验的目的、测定条件、测定方法1.停船性能通过倒车试验判断；测定船舶的冲程；2.船舶的冲程数据应实际测定，应选择无风流影响的水域；水深足够，不存在浅水的影响；船舶须以稳定的航向、转速作直线运动，当驾驶台下令停车（或倒车）时，开始测定；3.测定船舶冲程时，试验水域的水深H与船宽B和吃水d之间的关系为:H≥3√Bd4.为了使实船试验结果具有普遍意义，根据IMO的要求，船舶试验条件应满足：满载（达到夏季吃水）；平吃水；确保螺旋桨足够的沉深；深水、宽度不受限制；遮蔽条件较好；环境条件应满足：风力不超过浦氏5级，即风速不超过19kn；海浪不超过4级，即有义波高不超过1.9m、最大波周期不超过8.8s；流场比较均匀；试验中最小船速应达到船舶海上速度的90%；主机功率应达到最大输出功率的85%；5.船舶在使用投木块法测定冲程时，其冲程大小表示船对水移动的距离；测定的位航迹进距；6.停船试验过程中，当船舶对水速度为0时，可结束一次试验；旋回试验的目的、测定条件、测定方法7.求取船舶旋回圈的试验方法为：旋回试验；船舶旋回试验的目的在于评价船舶旋回迅速程度和所需水域的大小；8.旋回试验时指在试验船速直航条件下，操左右35°/35°舵角或设计最大舵角并保持之，使船舶进行左、右旋回运动试验；9.旋回试验在无风流影响条件下测定旋回圈要求船首变化幅度为360°；在有风流影响条件下测定旋回圈要求船首变化幅度为540°；10.旋回试验过程中，开始记录初始航速、初始航向角及推进器转速；初始旋回角速度数据的时机为在旋回之前一个船长；旋回试验过程中记录的船舶运动状态数据包括：船速；航向角；推进器转速；横倾角；Z形试验的目的和试验方法11.常用的操纵性试验包括：旋回试验；回舵试验；制动试验（停车试验、倒车试验）；Z形试验（标准操纵性试验）；螺旋试验和逆螺旋试验；倒车试验；12.Z型试验的目的在于：判定船舶旋回性，追随性与航向稳定性的优劣；可判断船舶的操纵性能；能求取船舶操纵性指数K、T值；试验结果中衡量惯性的参数为航向超越角；13.常见的Z形操纵试验中的舵角和反向操舵时的航向角分别为5°/5°；10°/10°；20°/20°；14.10°/10°Z形操纵试验中的10°/10°分别表示分子表示舵角；分母表示进行反向操舵时的航向角；15.进行Z形操纵试验时，应准确记录：所操舵角的大小；各舵角到位时的时间；惯性超越角的大小；个特征转头角的时间；16.Z形操纵试验中记录的初始船舶运动状态的数据包括：初始船速；初始航向角；初始推进器转速；Z形操纵试验中记录的船舶运动状态的数据包括：船速；航向角；航向超越角；航向超越时间；第六节IMO船舶操纵性衡准的基本内容IMO船舶操纵性衡准适用的船舶包括：舵桨推进方式、长度≥100m的船舶；化学品船、油船及液化气船不限长度；单锚泊用锚的抓力的组成、单锚泊用锚的抓力系数：1、锚的抓力大小与：锚型、锚重、出链长、底质、海底地形、水深、抛锚方法（锚干的仰角）、有关；2、单锚泊时锚的总抓力是：锚重x锚的抓力系数；单位长度的链重x卧底链长x链的抓力系数；3、锚抓底后，锚环处锚链与锚干之间的夹角θ为零时，锚的抓力系数最大；4、霍尔锚的的抓力系数和链的抓力系数一般分别取为：3～5，0.75～1.5；5、均匀底质中锚抓底后，若出链长度足够，则抓力随拖动距离将发生变化：一般拖动约2～3倍锚长距离时，抓力达最大值；6、由于两猫爪所受阻力不等，锚的姿态发生倾斜或翻转，形成走锚滑行，抓力剧减至正常抓力的2/3；7、抛出一定链长的单锚泊船，外力增大时，拥有的锚泊力将减小；8、锚泊中的船舶在风流相反时，其锚链的方向取决于风力、流速（取两者作用力较大者），船体吃水以及水线以上受风面积；9、风流对船舶在抛锚式的影响不一致时，应结合本船的载况，考虑影响较大的一方；10、河口或江河急流地区长期锚泊，每一二日重抛原因：流沙现象严重，易于走锚；锚泊用锚的出链长度的组成及安全锚泊出链长度的计算：11、单锚泊时，安全出链长度应：大于或等于悬链长度与卧底链长之和；12、单锚泊时，悬链长度：与锚重无关，与船舶受到的外力有关；与锚链单位长度重量有关；13、单锚泊时，卧底长度：与锚重有关，与船舶受到的外力有关；与锚链单位长度重量有关；14、单锚泊时，系留力：卧底链长越长，锚链越重，链的抓力越大；15、根据经验：船舶在20米水深左右的急流水域中单锚泊时，出链长度应比缓流水域多1节；16、当风速为20m/s时：根据经验，单锚泊出链长度约为：3h+90m；当风速为30m/s时：根据经验，单锚泊出链长度约为：4h+145m；第三节：锚设备及其运用锚链的种类、组成、标记锚链的作用是：连接锚和船体；传递锚的抓力；卧底链长可以增加抓力；1、锚链按制造方法分有：铸钢锚链：优点：①强度较高，刚性好；②撑档不会松动，使用年限长；缺点：①制造工艺较复杂；②成本较高；③耐冲击负荷差电焊锚链、优点：①工艺先进简单；②成本低；③质量超过其它种锚链；锚链按其结构分为有档和无档锚链；锚链按其公称抗拉强度可分为：AM1/AM2/AM3;其中AM3强度最高；2、一根完整的锚链由______组成。
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。
5800TEU集装箱船舶的操纵性及操纵注意事项
5800TEU集装箱船舶的操纵性及操纵注意事项2010年8月4日随着集装箱船舶的大型化，对5800TEU及以上的大型集装箱船舶的操纵已作为一个新的课题摆在我们的面前，需要我们不断地去学习、探索和总结。
以前已有不少同行发表过这方面的文章，近日本人有幸跟随“中远天津”轮熟悉船舶操纵，现对该型船舶的操纵性能及操纵注意事项提一些粗略看法，供同行们探讨。
1 5800TEU集装箱船的操纵特性(1)船型体积大，受风面积大。
5800型集装箱船的船长279m，宽40m满载水上高度46m。
大风浪航行、锚泊及靠离泊操纵都较困难。
(2)吃水深，受流影响大。
5800型集装箱船夏季满载吃水为14m，强流低速时操纵困难；沿海和狭水道航行以及泊位水深受限随潮汐变化的港口，操纵时需十分小心。
(3)航向稳定性差，保向困难，有风流时偏航更加明显。
(4)船速快，浅水效应明显。
狭水道或浅水航行时尾部两侧兴波强，易造成浪损，进出港、狭水道航行不宜高速行驶。
(5)改向惯性大，追随性差，转向时宜早用舵、早回舵，大舵角压反舵。
(6)低速时舵效差，反应迟缓。
理论上维持航向的最小速度为2.9kn，但实际在4kn以下基本无舵效。
上引船员和靠泊前减速时要注意。
(7)停车惯性大，变速操纵缓慢。
海速航行时停车冲程达2.5 n mile，满载状态从海速到港速需约13 min。
而从RPM50加到海速RPM89需38 min。
停车与倒车惯性见表1、表2、表3。
(8)盲区大，船首尾方向瞭望困难。
5800型集装箱船满载时船首盲区近500m，船尾盲区达780 m。
(9)旋回性能好，旋回圈大，旋回中速度下降明显。
满载24.8 kn速度旋回直径在9.3 cab，旋回一周速度下降至14.1 kn，旋回时间10 min18 s。
由此可见：超大型船舶因其质量大，惯性也大，冲程、冲时均长。
满载时由船速26kn到余速5kn时的冲程约在14L以上。
起始时由于水阻力的因素速度下降明显，其后期因阻力的减弱，对质量巨大的船舶影响也相应减弱，从而使船舶很难完全停住。
船舶的操纵性能
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。
船舶操纵性
固定坐标系中船舶六自由度操纵运动方程：
. m(u . vr wq ) X H X R X P X 1W X 2W m(v ur pw) YH YR YP Y1W Y2W . m( w uq vp) Z H Z P Z1W Z 2W . I xx p K H K R K P K1W K 2W . I yy q ( I xx I zz ) pr M H M P M 1W M 2W . I zz r ( I yy I xx ) pq N H N R N P N1W N 2W
回转直径：
D
2U 0 2U 0 r K r
k为舵效系数
L2 d 最小回转直径： D 10 AR
2) 战术直径 DT
船舶首向改变180度时，其重心距初始直线航线的横向距离
4) 正横距 l B
转舵开始点到首向角改变90度时重心横移 的距离
DT (0.9 ~ 1.2) D
3) 进距 l A
Cw 为水线面系数
桨力
桨推力减额系数： 推力系数：
进速系数：
（汉克歇尔公式估算）
舵力
(1)
tR
为舵阻力减额系数
(2) 舵的正压力： a） f 的计算：
f a 为舵的法向力系数， 为舵的展弦比 ，
（芳村模型） （船舶机动时舵处的伴流系数）
2 b）U R （有效来流速度）的计算：
v为船舶瞬时速度，
非线性流体动力：
为展弦比，
3）转船流体动力 采用井上模型：
a) b) c)
d) e)
f)
为首尾吃水差
4)横摇流体动力矩
船舶操纵考点总结
船舶操纵考点总结船舶操纵考点总结第一章船舶操纵性能1.船舶由静止状态进车，达到相应稳定航速的前进距离与船舶排水量成正比，与相应的稳定的船速的平方成正比，与螺旋桨推力成反比。
2.船舶由静止状态进车，达到相应稳定航速的时间与船舶排水量成正比，与相应的稳定的船速的成正比，与螺旋桨推力成反比。
3.船舶由静止状态启动主机，到达到常速，满载船的航进距离约为船长的20倍，轻载约为满载的1/2---2/3。
4.船停船距离（冲程）/冲时：船在前进中下令停止主机至船对水停住的滑行距离和时间。
5.实测停车距离（冲程）/冲时：船在前进中下令停止主机至船对水余速将至2节时或对水速度降低到保持舵效的最低速度的滑行距离和时间。
6.停车冲程与船速的平方成正比，与排水量成正比。
7.航行船舶停车后速度变化：呈非线性变化，开始时速度下降快，而后下降慢，至终为0 8.影响冲程大小的因素与：排水量、初速度、船舶阻力、污底和浅水有关。
9.减速常数是指船舶停车后船速每递减一半所需的时间，减速常数随排水量的不同而不同，一般万吨船约为4Min.10.倒车距离（冲程）/冲时：船在前进中下令倒车至船对水停住移动时的滑行距离和时间。
11.倒车停止性能：从发令开始至船对水停止移动的这段时间所前进的距离。
12.实测倒车距离（冲程）/冲时：船在前进中下令倒车至船对水停住时的滑行距离和时间。
13.倒车停船距离：万吨级6-8L,5万吨8-10L，10万吨10-13L，15-20万吨级13-16L14.航行中船舶下令倒车后，速度的变化是主机倒车转速达到最大时下降快。
15.船舶航行中进行倒车，通常在关闭油门后，等船速降至全速的60%-70%,转速降至额定转速的25%-35%，停止主机在进行倒车启动。
16.全速倒车后，右旋螺旋桨船，向右偏转，航向变化可能超过90度，压载状态较满载状态右偏量更大。
左满舵比右满舵旋回圈小。
17.主机换向所需时间：蒸汽机指示功率60-90s,内燃机制动功率90-120s，汽轮机轴功率120-180s。
船舶操纵知识点归纳
{（1）定常旋回阶段第一章船舶操纵性基础1、定义：保向、改向、变速。
2、船舶操纵性能：①变速性能：（1）停船性能（2）启动性能（3）倒车性能②旋回性能③保向性能④航向稳定性能3、一些主要概念：①转心：转轴与船舶首位线交点（垂足）通常位于船首之后1/3L （船长）它的位置稍有移动②通常作用在船上的力及力矩：水动力、风动力、舷力、推力③漂角：船舶运动速度与船首位线的夹角4、①水动力及其力矩：水给予船舶的运动方向相反的力②特点：船前进时，水动力中心在船中前船后退时，水动力中心在船中后③附加质量：惯性质量及惯性矩大型船舶纵向附加质量≈0.07m （m 为船的质量）附加惯性矩≈1.0Iz （Iz 为船的惯性矩）④水动力角：水动力方向与船首位线的夹角它是漂角的函数，随它漂角的增大而增大⑤水动力中心大概位置:前进平吃水：漂角为0时，中心在船首之后1/4L （船速越低，越靠近船中，前进速度为0时，在船中）后退平吃水：漂角为0时，中心距船中1/4L⑥水动力距：与力矩系数水线下面积、船体形状有关力矩系数是漂角的函数5、船体阻力摩擦阻力→主要阻力占70%—90%速度越大，其值越大（与V 2成正比）兴波阻力（低速时：与V 2成正比；船高速时：急剧增大）涡流阻力空气阻力：约占2%附体阻力6、船舶的变速性能①停船性能（冲程）：与惯性有关②冲程：往往是对水移动的距离（对水移动速度为0）③一般万吨船：倒车停船距离为6—8L倒车冲程：5万：8~10L 10万吨:10~13L 15—20万吨：13~16L④当船速降到60%~70%时，转速降到25%~35%倒车⑤换向时间：从前进三到后退三所需时间汽轮机：120s~180s 内燃机：90s~120s 蒸汽机：60s~90s7、船舶的旋回性：转船阶段①旋回圈：过渡阶段—变速旋回阶段{剩余阻力：附加阻力：{②旋回初径：操舵后航向转过180°时，重心移动的横向距离一般为3~6L③旋回直径：船定常旋回时，重心轨迹圆的直径通常为旋回初径的0.9~1.2倍④进距：开始操舵到航向转过任一角度，重心移动的纵向距离通常为旋回初径的0.6~1.2倍⑤横距：指操舵让航向转过任一角度，垂心所走的横向距离约为旋回初径的1/2倍⑥制距：操舵开始时的重心位置到定常旋回率重心的纵向距离1~2L（2）船舶旋回运动是舷力的横向分量、水动力横向分量共同作用的结果（3）船舶旋回运动中的性能：降速车旋回的初始阶段：内倾；定常旋回：外倾旋回时间：旋回360°所需的时间；万吨级船旋回时间约为：6min（4）影响旋回特性的因素：①方形系数大旋回性好旋回圈小②船首水线下面积多旋回性好旋回圈小③船尾有钝材或船首瘦削旋回性差旋回圈大④舵面积大旋回性好旋回圈小⑤吃水增大横距、旋回初径增大，反移量减小⑥横倾，影响较小：低速时，向底舷一侧旋回旋回性好高速时，向高舷一侧旋回旋回性好船速低于某一值时，旋回圈加大⑦浅水：水变浅阻力加大转船舵力作用小旋回圈大旋回性变差⑧旋回圈在实际操船中的应用：反移量（kick ）：向操舵相反一舷移动的距离0.1~0.2L （10%~25%L ）9、操纵指数：k r r T =+.（T ：追随性指数.r :r 的导数角速度<r>的加速度k:旋回性指数）阻尼力矩惯性力矩=T （T 大，惯性大，实际操舵中T 越小越好）阻尼力矩转舵力矩=k （k 大，转舵效应好，实际操舵k 越大越好）无因次的k’、T’)(')('v L T T v L k k ==（k/T 表示舵效）{{第二节航向稳定性及保向性1、船向稳定性定义：船受外力干扰，干扰消失后，不用舵的前提下，船能自动恢复直线运动①恢复到原航向平行的航向航向稳定性（方向稳定性）稳定性②彻底恢复到原航行完全相同的航向上③直线稳定航向稳定性：方形系数低，长/宽高的船航向稳定性好瘦船稳定性好船首侧面积大航行稳定性差（例如：球鼻首bulous）2、保向性概念：船首线运动受外力干扰通过用船纠正使其恢复到原航向与航迹上继续做直线运动一般来说：航向稳定性好的船保向性好3、影响保向性因素瘦船好浅吃水差船尾肥大（有钝材）好干舷高差尾倾较首倾好轻载比满载保向性好（如有风，另当别论）船速高好水深浅好逆风逆流好第三节变速性能补充1、启动性能：静止定常运动定常速度v、所需距离与排水量成正比，与v2成反比，与阻力成正比经验：满载启动距离20L轻载为满载的1/2~2/32、减速性能：停车冲程：对水速度为0通常对水移动能维持舵效的最低速度，即认为停船万吨级船2节、超大船3节，即认为停船一般货船停船冲程8~20L、超大船停船冲程20L3、制动性能：前进三后退三变螺距船CPP是FPP船紧急停船距离的60%~80%总结：排水量大停船距离大船速大停船距离大污底严重停船距离小主机功率大停船距离小顺流顺风停船距离大第四节船舶操纵性试验1、旋回试验：在直航情况下，左35°或右35°，使船旋回旋回试验的目的:测定旋回圈，评价船舶旋回性2、冲程试验冲程条件：风流小水深≥3Bd 采用投掷法测定倒车使船停下（这种试验）要求船首改变90°3、螺旋试验、逆螺旋试验该试验目的，判断船舶航向稳定性好坏逆螺旋试验：求取船舶达某一回旋角速度所需舵角4、Z 性试验该试验主要评价船舶首摇抑制性，也可测定旋回性，追随性，航向稳定性获得操纵性指数第五节IMO 要求1、①对旋回性：进距＜4.5L 旋回初径＜5L操10°舵角航向改变10°时的进距＜2.5L②对停船性：全速倒车停船距离＜15L超大船倒车停船距离＜20L③对于首摇抑制性、保向性3、Z 型试验结果：左右10°舷角第一超越角：a 、当L/v ＜10s 时：＜10°b 、当L/v ＞30s 时：＜20°c 、当10s ＜L/v ＜30s 时：[5+21（L/v ）]°第二超越角：a 、当L/v ＜10s 时：＜25°b 、当L/v ＞30s 时：＜40°c 、当10s ＜L/v ＜30s 时：＜[17.5+0.75（L/v ）]°第三章车、舵、锚、缆、拖船第一节螺旋桨（propeller ）1、关于阻力的补充摩擦阻力占到70%~80%，它与大约船速1.852的次方成正比2、吸入流与排出流①进入螺旋桨的流吸入流：范围广、流速慢、流线平行②螺旋桨排出的流排出流：范围小、流速快、水流旋转3、推力有船速关系（还与滑失有关）推力：排出流对船的反作用力船速一定，螺旋桨转速高推力大螺旋桨转速一定，船速高推力小4、滑失：螺旋桨对水实际速度与理论上能前进速度之差理论速度滑失滑失比=螺旋桨推力主要取决于其转速及滑失比。
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。
船舶操纵知识点总结
船舶操纵知识点总结一、船舶操纵的基本原理1. 船舶操纵的基本原理船舶操纵的基本原理包括力学原理、流体力学原理、舵效原理等。
船舶操纵需要充分运用这些原理，使船舶按照预定的航线和速度进行满意的操纵。
2. 船舶操纵的影响因素船舶操纵受到多种因素的影响，包括船体外形、船舶速度、风、水流、潮汐等。
船舶操纵人员需要充分了解这些因素，并根据实际情况进行相应的操纵。
3. 船舶操纵的基本要求船舶操纵需要具备熟练的航海知识、良好的观察能力、灵活的应变能力和勇于决断的勇气。
只有具备这些基本要求，才能有效地进行船舶操纵。
二、船舶操纵的基本技能1. 舵船技术舵船技术是船舶操纵的基础技能，包括使用舵轮操纵舵机、控制船舶的方向和转向等。
舵船技术需要经过系统的培训和实际操作才能掌握。
2. 推进系统的控制推进系统的控制包括发动机的启停、提速、减速、倒档等操作。
船舶操纵人员需要熟练掌握推进系统的控制技巧，以保证船舶的安全和有效操纵。
3. 锚泊和系泊操纵锚泊和系泊是船舶在码头或锚地停靠的常见操作，需要掌握正确的操作技巧和方法。
船舶操纵人员需要了解锚泊和系泊的基本原理，并通过实际操作不断提高操纵水平。
4. 夜航和恶劣天气操纵夜航和恶劣天气下的船舶操纵是对船舶操纵人员技能和经验的严峻考验，需要充分了解航行规则和安全注意事项，以保证船舶的安全和有效操纵。
5. 危险情况处理在船舶操纵过程中，可能会出现各种突发情况，如火灾、漏水、船舶失速等。
船舶操纵人员需要具备处理突发情况的能力和经验，做到从容应对，确保船舶的安全。
三、船舶操纵的安全管理1. 船舶操纵的安全意识船舶操纵人员需要树立安全第一的理念，时刻关注船舶的安全状况，严格执行船舶操纵规程和操作规程，预防事故的发生。
2. 船舶操纵的安全规程船舶操纵过程中需要严格遵守安全规程，如不超速、不超载、不疲劳操纵等。
船舶操纵人员需要认真学习和执行这些规程，以保证船舶操纵的安全。
3. 船舶操纵的危险品管理船舶操纵人员需要熟悉危险品的特性和处理方法，正确使用和储存危险品，确保船舶和乘员的安全。
船舶操纵性总结
哈尔滨工程大学船舶操纵性总结1.船舶操纵性含义：P12.良好的操纵性应具备哪些特性具有良好操纵性的船舶，能够根据驾驶者的要求，既能方便、稳定地保持航向、航速，又能迅速地改变航向、航速，准确地执行各种机动任务。
3.对于船舶的水平面运动，绘制固定坐标系和运动坐标系。
4.分析操舵后船舶在水平面运动特点。
5.漂角β的特性（随时间和沿船长的变化）。
6.坐标原点在船的重心处时，船舶的运动方程的推导。
7.作用在在船上的水动力是如何划分的。
8.粘性水动力方程线性展开式及无因次化。
9.线性水动力导数的物理意义和几何意义。
物理意义：各线性水动力导数表示船舶在以u=u0运动的情况下，保持其它参数都不变，只改变某一个运动参数所引起船体所受水动力的改变与此运动参数的比值。
几何意义：各线性水动力导数表示相应于某一变化参数的受力（矩）曲线在原点处的斜率。
10.常见线性水动力导数的特点。
11.船舶操纵水平面运动的线性方程组推导及无因次化。
12.写出MMG方程中非线性水动力的三种表达式。
13.首摇响应二阶线性K-T方程推导。
14.一阶K、T方程及K、T含义，可应用什么操纵性试验测得。
15.画图说明船舶在作直线航行时（舵角δ=0），若受到某种扰动后，其重心运动轨迹的四种可能情况，并说明三种稳定性之间的关系。
16.影响稳定性的因素有哪些17.船舶回转过程的三个阶段及船舶在各个过程运动特点（速度、加速度信息）18.船舶回转运动主要特征参数。
19.影响定常回转直径的5个因素是什么20.推导船舶定常回转时横倾角的确定公式。
21.按照操舵规律由线性响应方程求解舶的回转角速度和艏向角。
22.如何获得船舶的水动力导数可以通过理论数值计算、经验公式估算和拘束模型的水动力试验三种方法来获得船舶的水动力导数。
23.拘束模型试验一般包括哪几种24.了解斜航验原理、方法，清楚斜航试验可测得哪些水动力导数。
25.了解旋臂试验验原理、方法，清楚旋臂试验可测得哪些水动力导数。
船舶操纵与避碰实验报告
实验（实践）1 船舶操纵性试验1.实践内容（1）（选做）：旋回试验（满载、压载），实践要求：完成操作、记录、绘图，求出旋回要素。
1）试验方法：（1）保持船舶直线定常航速；（2）旋回之前一个船长时，记录初始船速、航向角、及推进器转速等；（3）发令，迅速转舵到指定的舵角，并维持该舵角；（4）随着船舶的转向，每隔不超过20秒的时间间隔，记录轨迹、航速、横倾角、及螺旋桨转数等数据。
（5）在整个船舶旋回中，保持舵角、转速不变，直至船舶航向角旋回360º以上。
2）实验报告内容（1）初始状态：船舶首、尾吃水、排水量，初始船速、主机转速。
（2）环境条件：水深、波浪(浪级，涌浪的周期及方向)、流向流速、风向风速。
旋回轨迹和旋回要素绘图离、超越角。
1）试验方法：以10º/10º(分子表示舵角，分母表示进行反向操舵时的航向角)Z形操纵试验为例：（1）保持船舶直线定常航速；发令之前记录初始船速、航向角、及推进器转速等；（2）发令，迅速转右舵到指定的舵角(10º)，并维持该舵角；（3）船舶开始右转，当船舶航向变化量与所操舵角相等时，迅速将舵转为左舵到指定的舵角(10º)，并维持该舵角；（4）当船舶航向改变量与所操左舵角相等时，迅速将舵转为右舵到指定的舵角(10º)，并维持该舵角；（5）如此反复进行，操舵达5次时，可结束一次试验。
除上述10º/10ºZ形操纵试验之外，根据需要，还可进行20º/20º、5º/5ºZ形操纵试验。
2）实验报告内容（1）初始状态：船舶首、尾吃水、排水量，初始船速、主机转速。
（2）环境条件：水深、波浪(浪级，涌浪的周期及方向)、流向流速、风向风速。
Z型试验绘图1）试验方法（1）保持船舶直线定常航速；发令之前记录初始船速、航向角及推进器转速等；（2）发令，将主机由全速进车改为全速倒车；（3）船舶开始减速，当船舶对水速度为0时，可结束一次试验。
船舶操纵与避碰总结
船舶操纵与避碰总结船舶操纵与避碰是指在船舶航行过程中，根据国际海上避碰规则和海洋法律法规，通过正确的操纵方法和应对策略，避免与其他船舶发生碰撞事故。
船舶操纵与避碰是航海员必备的技能，下面是关于船舶操纵与避碰的一些总结。
首先，在船舶操纵方面，船舶的操纵主要通过使用方向舵和推进机械来实现。
方向舵用来改变船舶的前进方向，推进机械则通过控制船舶的推进力来控制船速和停船。
船舶的转向操纵主要有以下几种方式：1.使用方向舵：船舶的方向舵通过操纵杆或者操纵绳来控制，舵角的大小决定了船舶的转向幅度。
操纵时需要考虑船舶的转弯半径和速度，以及当前海况和其他船舶的位置，避免与其他船舶发生碰撞。
2.使用推进机械：通过控制推进机械的推力，可以实现船舶的旋转操纵。
前进推力较大时，船舶会向后方倾斜；后退推力较大时，船舶会向前方倾斜。
因此，在操纵时需要根据船舶的倾斜情况和舵角来判断正确的推力控制方法。
3.使用锚：在紧急情况下，可以使用锚来辅助船舶的操纵。
将锚抛入水中后，船舶会因为锚的系停作用而停下或者减速，可以利用这个时间来进行紧急操纵。
其次，在船舶避碰方面，船舶的避碰是根据国际海上避碰规则规定的。
根据规则，遇到其他船舶时，应当进行正确的避碰操作，以避免碰撞事故的发生。
以下是一些避碰规则和操作要点：1.遇到相对方向上的船舶时，应当避免靠近对方舷岸。
即避免与对方航道发生交叉。
2.遇到相对方向上的船舶时，应当避免靠近对方机舱区域。
因为对方机舱区域通常是对方船舶视野盲区，避免靠近可以减少对方的安全隐患。
3.遇到船舶时，应当根据船舶的灯光和声音信号判断对方船舶的意图和行动。
船舶的灯光和声音信号遵循一定的规则，熟悉这些规则可以更好地判断对方船舶的行驶状态。
4.在避碰时，航向选定者让道给正常行驶船。
航向选定者是指船舶在保持其规定航向和航速的情况下，将遵行所规定的法规。
最后，在船舶操纵和避碰中，船舶的航速和海况都是重要的因素。
船舶的航速决定了船舶的转弯半径和停船距离，需要根据实际情况和避碰规则来控制航速。
船舶操纵考点总结
第一章船舶操纵性能基本概念1.船舶操纵性能可分为固有操纵性和控制操纵性，固有操纵性：包括追随性、定长旋回性、航向稳定性；控制操纵性：包括改向性、旋回性、保向性。
2.转心：从瞬时轨迹曲率中心O 点作船舶首尾线的垂线可得瞬时转动中心P 点，简称“转心”。
船舶定常旋回时，一般转心位于船首之后约1/3 - 1/5 船长处；尾倾时，转心后移，首倾时，转心前移。
3.漂角：漂角是指船体上一点的船速矢量与船舶首尾线之间的交角；漂角一般指船舶重心处的漂角，用符号β 表示，左舷为负，右舷为负。
4.水动力及其力矩：水给予船舶的运动方向相反的力。
5.水动力作用中心：水动力作用中心是指船体水下部分的面积中心，随漂角β 的增大而逐渐向后移动。
船舶平吃水时，当漂角为0，船舶向前直航时，水动力中心在船首之后约1/4 船长处，且船速越低，越靠近船中；⏹当漂角为180º，即船舶后退时，水动力中心在距离船尾之前约1/4 船长处，且船退速越低，越靠近船中。
⏹船舶空载或压载时往往尾倾较大，船体水下侧面积中心分布在船中之后，水动力作用中心要比满载平吃水时明显后移。
6.引航卡(Pilot Card)：船长与引航员之间关于船舶操纵性能进行信息沟通的资料卡；每航次由船长填写；内容包括本船的主尺度、操纵装置性能、船在不同载况时主机不同转速下的航速以及船舶特殊操纵装置(侧推器)等信息。
7.驾驶台操纵性图(Wheelhouse Poster)：详细概述船舶旋回性能和停船性能的图表资料；置于驾驶台显著位置；内容包括深水和浅水(＝1.2)，满载和压载情况下船舶的旋回圈轨迹图及制动性能(停船试验)资料。
8.船舶操纵手册(Maneuvering Booklet)：详细描述船舶实船操纵性试验结果的手册；它是重要的船舶资料之一；内容包括旋回试验、Z形操纵试验和停船试验的试验条件、试验记录以及试验分析等；操纵手册包括全部驾驶台操纵性图上的全部信息；除实船试验结果之外，操纵手册中的大部分操纵信息估算结果。
船舶操纵性与控制性能分析
船舶操纵性与控制性能分析第一章船舶操纵性的定义与重要性船舶操纵性是指船舶在水上运动时对操纵指令的执行情况，包括转向性能、行进性能以及速度控制能力等。
船舶操纵性在航行安全和航行效率方面均具有重要意义。
良好的操纵性能使船舶能够准确地遵循船长的指令，并能够迅速应对紧急情况，确保船舶的稳定性和航行安全。
本章将对船舶操纵性的定义、指标和重要性进行分析。
第二章船舶操纵性指标船舶操纵性的指标主要包括转向半径、转向时间、航向稳定性和船舶速度控制性能。
转向半径是指船舶在接受操纵指令之后，从原来的航向转向到新航向所需的圆周半径。
转向时间是指从船舶接收操纵指令到其开始转向并最终稳定在新航向的时间。
航向稳定性是指船舶在无外部扰动的情况下能够稳定地维持航向的能力。
船舶速度控制性能是指船舶能够准确控制航行速度，在不同的航行条件下保持稳定。
第三章影响船舶操纵性的因素船舶操纵性受到多种因素的影响，包括船舶的设计参数、水动力因素、环境条件以及航行用途等。
船舶的设计参数如船体形状、船体尺寸、操纵装置的位置和类型等对船舶操纵性产生重要影响。
水动力因素包括航行速度、水流和风力等，在不同的水动力条件下，船舶的操纵性能会有所变化。
环境条件如水域深度、水温和水质等也可能对船舶操纵性产生影响。
此外，航行用途如货船、客船和军舰等也对船舶操纵性有所要求。
第四章船舶操纵性的改进方法为了提高船舶的操纵性能，设计师和船舶操纵员可以采取多种方法。
在设计方面，可以通过优化船体结构、改善操纵装置的设计和布置以及改进船舶的推进系统来提高船舶的操纵性。
在操纵操作方面，船舶操纵员可以通过合理的操作技术和训练来提高船舶的操纵性能。
此外，船舶的自动化技术和辅助操纵系统的引入也可以提高船舶的操纵能力。
第五章船舶操纵性的应用船舶操纵性在船舶的各个领域中都具有重要应用价值。
在商业航运中，良好的船舶操纵性能可以提高货船的航行效率，降低燃油消耗。
在客船运输中，船舶的操纵能力直接关系到乘客的舒适度和安全性。
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操纵性绪论操纵性定义：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。
操纵性内容：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。
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。
附加质量和附加惯性矩：作不定常运动（操纵和耐波运动）的船舶，除了船体本身受到愈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。
根据作用力和反作用力，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。
船舶操纵一、操纵运动方程1.1坐标系一、固定坐标系：固定坐标系是固结在地球表面，不随时间而变化的，如图所示。
首向角ψ：X 0与X 的夹角（由X 0转向X ，顺时针为正）。
二、运动坐标系：运动坐标系是固结在船体上的，随船一起运动的，如图所示。
重心坐标：X OG 、Y OG ； 船速：V 重心G 瞬时速度； 航速角ψ0：X0轴与船速V 夹角(顺时针为正)；漂角：β船速与X 轴夹角(顺时针为正)； 回转角速度：γ=dψdt；回转曲率：R 右舷为正； 舵角：δ左舷为正。
三、枢心：回转时漂角为零点、横向速度为零的点。
1.2线性运动方程一、坐标转换00cos sin sin cos ψψψψ=-=+G G x u v y u v二、简化方程当重心在原点处：X G =0 运动坐标系一般方程：三、对于给定船型、给定流体中的运动情况船型参数和流体特性为已知条件； 操纵运动为缓变过程，忽略高阶小量； 忽略推进器转速影响；操舵过程短暂，忽略转舵加速度。
则可将给定船型流体中受力情况表示如下：由泰勒展开式，用水动力导数表示如下：四、简化后的操纵运动线性方程式：2()()()ψψψψψψ=--=++=++G G Z G X m u v x Y m v u x N I mx vu 00cos sin ψψ=+G G X mx my 00cos sin ψψ=-G G Y mymx ()()ψψψ=-=+=z X m u v Y m v u NI (,,,,,,)(,,,,,,)(,,,,,,)X X u v r u v r Y Y u v r u v r N N u v r u v r δδδ===v r v r v r v r Y Y v Y r Y v Y r Y N N v N r N v N r N δδδδ=++++=++++11111()()()()()()()()v v G r r G v v z r G r v ur v u u r r v u rm Y v Y v mx Y r mu Y r Y mx N v N v I N r mx u N r N δδδδ+=++∆+∆=+--+-+-=--+-+-=1.3水动力导数一、定义：匀速直线运动时，只改变一个运动参数，其他不变引起的作用于船舶水动力对运动参数的变化率。
二、表示方式：三、水动力导数分析：1. 位置导数 Y v ,N v ：Y v 是一个较大的负值；N v 是一个不很大的负值。
2. 加速度导数v Y ，v N ：v Y 代表惯性力，是一个大负值；v N 代表惯性力矩，由于首尾抵消，是一不大的数值。
3. 旋转导数Y r ,N r ：r Y r 由r 引起的阻尼力,首尾方向相反，Y r 为一小值；r N r 是由r 引起的阻尼力矩，N r 为一个很大的负值。
4. 旋转加速度导数r Y ，r N ：r Y r 由r 引起的惯性横向力，由于首尾抵消0r Y ≈；r N r 是r 引起的惯性力矩，与r 的方向相反，是一个大负值。
5. 舵角的控制导数Y δ，N δ：舵以右舵角为正，正的舵角产生负的舵力，则 大于0Y δ；而舵力矩使船向右转，是正的，故 N δ> 0。
二、航向稳定性2.1基本概念,,,,,,r v r v r v r Y Y Y Y Yv Y Y Y v r v r N N N N N N N N v r v r∂∂∂∂====∂∂∂∂∂∂∂∂====∂∂∂∂一、稳定性概念: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,当干扰去除之后,经过一定的过渡,若物体(或系统)能回复到原定常运动状态,则称原运动状态是稳定的。
物体的运动状态是否稳定既取决于物体本身的性质,而且也取决于所考察的运动状态和运动参数。
二、水面船舶的运动稳定性:（1）直线运动稳定性：船舶受瞬时扰动后，其重心轨迹终将恢复为一直线，但航向发生了变化。
（2）方向稳定性：船舶受扰并在扰动消除后，其重心轨迹最终将恢复为与原来航线相平行的另一直线。
（3）位置稳定性：船舶受扰后，其重心运动轨迹将恢复为原航线的延长线。
三、关系与分类具有位置稳定性的船舶一定具有直线稳定性和方向稳定性,具有方向稳定性的船舶一定具有直线稳定性。
按是否操舵,稳定性可分为固定稳定性和控制稳定性.固前者取决于船体几何形状,后者取决于整个闭合回路的特性。
固定稳定性越好的船,控制稳定性也越好。
对于通常的水面船舶,只有通过操舵控制才可能使之具备方向稳定性和位置稳定性. 如果不操舵,最多具备直线稳定性。
2.2小挠动方程水平面内的航向稳定性的小扰度方程：由以上解式可知,特征根若具有负实部,则扰动后的扰运动量v, r 都回复到原来的状态称之为具有稳定性. 但,即使v, r 都回复到初始状态参数,却与初始首向仍存在着一个角度偏差。
可见,对水面船舶不操舵,就不可能实现“方向稳定性”,最多只能是“直线运动稳定性”,习惯上称之为“航向稳定性”。
2.3航向稳定性分析分析知,对水面船舶,A ，B 必为正,航向稳定性条件减少到只需满足一个条件: C>0 。
()()110v G r v r C Y mx u N N mu Y =--+->系数C 为稳定性衡准数；上式即为稳定性衡准式。
将上式进行变换得：vvN Y ＜11r G r N mx u Y mu --v 偏航力臂l =vvN Y ；1r 1抗干扰力臂l =r G r N mx u Y mu --2.4航向稳定性改善措施水动力导数是与船体几何形状密切相关的： 1.增加船长可使N r 负值增加；2.增加船舶中纵剖面的侧面积可使Nr,Yv 的负值增加；3.增加Nv的有效方法是:1）增加纵中剖面的尾部侧面积，2）可采用增大呆木,安装尾鳍，3）使船产生尾倾，4）削去前踵等。
三、船舶回转性3.1基本概念回转性：转舵使船舶作圆弧运动的能力。
用回转直径来表示。
定常回转圈：与船舶避让、避碰、靠离码头、灵活掉头有关操纵性的指标。
衡量转首性和回转性的直观方法。
回转圈：船舶在不同舵角条件下作圆周回转时重心的航行轨迹。
3.2回转圈的主要特征参数1.定常回转直径Dc：定常回转阶段船舶重心点圆形轨迹。
2.战术直径DT：从船舶原来航线至船首转向180°时，船总中剖所在位置之间的距离。
Dt=(0.9~1.2)D。
3.纵距L1(Ad)：从转舵开始时刻船舶重心G所在的位置,至船首转向90°时船舶纵中剖面沿原航行方向前进的距离。
4.正横距L2(T)：从船舶初始直航线至转向90°时，船舶重心所在位置之间的距离。
5.反横距L3(K)：从船舶初始的直线航线至回转轨迹反方向最大偏离处的距离。
K = (0~0.1)D 。
6.进程：纵距L1 –定常回转半径 R 。
7.相对回转直径D/L ：通常用D/L 代表回转性优劣。
3.3回转的三个阶段一、转舵阶段P z rN r C I N δδδ≈=•-C p 初始回转的有因次加速度参数：表示转过单位舵角后，在回转初始阶段所产生的回转角加速度。
是船舶开始回转得快慢的指标。
1． C P 值越大,C P ↑船舶转舵后越能迅速进入回转运动。
2．对要求操纵灵活得内河船舶、拖船、顶推船等，常对转舵后得转首时间有一定要求。
3．可近似得认为，阶跃操舵后（指操舵速度很大得操舵），初始阶段船舶的回转是等角加速运动，首向角变化为：2211**22p rt C t ψδ==4．近似估算转首时间21*Pt C ψδ=二、过度阶段转舵结束到进入定常回转运动为止。
三、定常回转阶段特点：各运动参数不随时间变化，重心轨迹是圆。
0r v ==，且r 和v 为常数。
定常回转阶段船舶运动方程：11()()v r v G r Y v mu Y r Y N v mx u N r N δδδδ-+-=-++-=各运动参数随时间变化，如右图所示：3.4定长回转半径1．解定常回转阶段运动方程得：2．重心点线速度与角速度的关系： 3.5影响定常回转运动的因素1．“右舵右旋，左舵左旋”——正常操舵 “右舵左旋，左舵右旋”——反操现象2．增加船首部纵剖面面积使N v 和N r 负值，导致C↓稳定性变差;D 0 ↓回转性好；减小船首部纵剖面面积使N v 负值↑,N r 负值↑，导致C ↑ ，D0 ↑ 。
说明回转性和直线稳定性存在矛盾!3．增加Yv的负值对回转直径的影响取决于∣m x G u1—N r ∣和∣N ∣之比；4。
Yδ负值↑，Nδ正值↑，通常会使回转直径D↓，并且不导致稳定性下降。
因此，从控制水动力导数出发可同时改善稳定性和回转性(如增加舵面积)。
四、回转运动的耦合特性4.1基本概念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。
4.2回转横倾一、形成原因:在回转过程中，船体承受侧向力其作用点高度各不相同，于是产生了对Ox轴的倾侧力矩。
产生向回转内侧的斜忽略舵力,船产生外倾二、回转过程中横倾角随时间的变化如下式：0v r==三、回转横倾的特点：1．最大横倾角出现在过度阶段；2．过渡阶段横倾角随时间变化而振动；3．回转半径越小回转横倾越大。
四、稳定横倾角影响外倾角与回转初速平方成正比，与初稳性高成反比。
这表明高速船回转时外倾角比低速船大得多。
特别是在顺风顺浪航行的船舶满舵调头时，在外倾角加上风和浪的作用，有可能使船舶处于危险状态。
4.3回转过程速降一、形成原因：侧向速度和角速度引起阻力增加。
侧向速度、角速度以及舵角使桨效率下降。
二、表征系数：表征回转速降：定常回转阶段航速Ｖ０与直线航速u1之比，称为回转速降系数。
三、估算法：线性理论解决不了速降问题，而非线性解析方法过于复杂，通常采用估算法。
1．戴维逊法右图为回转速降系数与相对回转直径之间的关系2．费加耶夫斯基方法3．经验公式估算（模型试验整理）2220 1.9c V R V R L =+回转直径越小，回转漂角越大，回转速降越大。