操纵(第04课)

1、第一节第一节 螺旋桨的作用螺旋桨的作用第二节第二节 舵的作用舵的作用第三节第三节 锚的作用锚的作用第四节第四节 缆、拖轮的作用缆、拖轮的作用第二章第二章 车、舵、锚、缆、车、舵、锚、缆、拖轮在操船中的运用拖轮在操船中的运用航行中的船舶所受的阻力包括基本阻力R0与附加阻力R两个部分，其中: Rf:摩擦阻力, 与船速的1.825次方成正比, 与船舶湿表面积成正比;Rr:剩余阻力, 约与船速的23次方成正比;Re:兴波阻力, 约与船速的46次方成正比;Rw:涡流阻力, 约与船速平方成正比;RF :污底阻力; RA :附体阻力;RX :空气阻力, 约占总阻力的2 4%;RR :汹涛阻力; 基本阻力R0

2、=RfRr=Rf+Re+Rw 附加阻力R =RF+RA+RX +RR 图2-1 伴流摩擦伴流: 为正伴流, 紧贴船体处与船速相同, 随着与船舶首尾线横向距离增大迅速衰减;势伴流: 首尾为正, 两舷为负;波浪伴流: 波峰处为正,波谷处为负;摩擦伴流势伴流波浪伴流2船舶的伴流（船舶的伴流（wake current）3.船舶的推力和转矩船舶的推力和转矩图2-2 螺旋桨的推力和转矩dLdDdPdTdQ螺旋桨顺时针转动时,单元叶素按图2-2 所示方向相对于水运动, 其受力如图示, 其中, dL为微升力, dD为微阻力, 二者的合力dP在船舶首尾向的分量dT为微推力, dQ为该合力在螺旋桨圆周向的分量。

3、所有单元叶素的微推力和为螺旋桨的推力,所有单元叶素的dQ x r之和为螺旋桨的转矩。图2-3 吸入流与排出流吸入流排出流4.船舶的吸入流和排出流船舶的吸入流和排出流5.螺旋桨的滑失螺旋桨的滑失1）额定船速 在额定功率、额定转速条件下，船舶在平静的深水域中取得的船速称为额定船速 3）港内船速 一般港内的最高主机转速约为海上常用转速的7080%左右。2）海上船速 主机按海上常用输出功率、常用转速运转时，在平静深水域中取得的船速即为海上船速。通常为额定功率的90%；相应的海上常用主机转速n0则为额定转速的9697%。 4 4船速与主机燃油消耗的关系船速与主机燃油消耗的关系CD = C0 . = k0

4、 . 2/3 . VS2 . DDVS1 1螺旋桨横向力螺旋桨横向力图2-4 螺旋桨沉深横向力h图2-5 螺旋桨进车伴流横向力对于右旋单桨船而言，前进中进车时，伴流横向力推尾向左，船首右偏；前进中倒车时，则相反。 0.7 0.6 0.50.4 0.30.20.1图2-6 螺旋桨进车时舵叶处冲角分布图2-7 螺旋桨倒车排出流横向力P 50 40 30 20 10 0 10 20 30 40 50 S 无伴流时有伴流时图2-8 螺旋桨推力偏心横向力推力偏心现象导致船首在螺旋桨进车时尾右偏。图2-9 FPP单桨船向右就地掉头1.前进三, 右满舵3.后退三, 左满舵4.前进三, 右满舵2.后退三, 正

5、舵图2-10 自力靠码头操船沉深横向力排出流横向力1.后退二2.船停住B靠拢角1002001.停车趟航2.后退一3.船停住图2-11 系靠单浮筒在系靠单浮或单点系泊时的自力操船中，通常以右舷浮筒横距为11.5倍船宽入泊。在接近浮筒前倒车，这样既可以刹减船首，又可以使船首向右偏转，从而使船首缓慢接近浮筒。 1.停车趟航2.后退一3.船停住1.5 B浮筒图2-12 船舶侧推器结构示意图电机支架螺旋桨槽道壁 舵是一种重要船舶操纵设备，是船舶控制方向的主要手段；操纵船舶的过程中，船舶驾引人员用舵进行的操纵主要包括用小舵角使船舶保持其航向、用中舵角改变其航向和用大舵角进行旋回。本节将主要讨论舵力及舵力转

6、船力矩，船体、螺旋桨、舵的综合效应以及舵效。 图2-13 舵力及舵的正压力 xbLDPNPTPRb:舵的宽度PT:舵阻力PN:舵的正压力PR:舵力D:阻力L:升力:舵角x:舵前缘到舵正压力中心距离式中： PN平板舵正压力（N）； AR舵面积（m2）； R舵的前进速度或水相对于舵的流速（m/s）； 水对舵的冲角或舵角（0）； b 平板舵的宽度（m）； 从平板舵前缘到舵正压力中心之间的距离（m）。 对于平板舵（亦称单板舵）的正压力PN和压力中心位置，常采用Beaufoy式来计算： PN576.2ARR2sin /b0.195+0.305sin 2 2使舵力减小的流体现象使舵力减小的流体现象0 5 10 15 20 25 30 351.41.21.00.80.60.40.2CN图2-14 舵力系数临界舵角与高宽比的关系舵的高宽比: 5.0 2.0 1.0 0.8失速现象 表22单车单舵船的伴流、排出流对舵力的影响（船尾舵舵力/单独舵舵力） 表23 双车单舵船的伴流、排出流对舵力的影响（船尾舵舵力/单独舵舵力）PN= . AR . Vs2(1-)2(1+3.6 Sr1.5) sin 6.13+2.259.82式中： PN： 船尾舵的正压力(N)； : 水密度（104.5kg . S2/m4)； VS： 船速(m/s); ：伴