船舶操纵5(1)

1、上节要点回顾 滑失与滑失比概念及作用滑失与滑失比概念及作用 螺旋桨横向力螺旋桨横向力 （产生机理、作用方向）（产生机理、作用方向） 螺旋桨沉深横向力螺旋桨沉深横向力 伴流横向力伴流横向力 排出流横向力排出流横向力 推力中心偏位产生的横向力推力中心偏位产生的横向力 螺旋桨横向力的致偏作用螺旋桨横向力的致偏作用第二章 操纵设备 操纵设备包括车、舵、锚、缆、拖轮等。操纵设备包括车、舵、锚、缆、拖轮等。 本节内容本节内容 舵的作用舵的作用 锚的作用锚的作用第二节 舵的作用 船舶控制方向的主要手段；船舶控制方向的主要手段； 用舵进行的操纵：用舵进行的操纵： 小舵角使船舶保持其航向；小舵角使船舶保持其航向

2、； 中舵角改变其航向；中舵角改变其航向； 大舵角进行旋回。大舵角进行旋回。第二节 舵的作用 舵力及舵力转船力矩舵力及舵力转船力矩 使舵力减小的流体现象使舵力减小的流体现象 船尾舵的性能船尾舵的性能 单独舵几何形状单独舵几何形状 主要几何参数主要几何参数 舵高舵高 舵宽舵宽 舵厚舵厚 高宽比高宽比1.41.9 厚宽比厚宽比0.120.18hbtbbrbt4br4舵轴线1/4弦线trtt 舵力产生条件舵力产生条件 舵速舵速 有效攻角有效攻角 舵力分解舵力分解 舵力舵力PR 正压力正压力PN 阻力（纵向）阻力（纵向）D 升力（横向）升力（横向）LPRdXpbULDPNPT 冲角不大时正压力冲角不大时

3、正压力PN可以表示为可以表示为sin212fAVPRN 失速现象（失速现象（Stall）一般说来，随着舵角的增大，舵的升力系数一般说来，随着舵角的增大，舵的升力系数CL和阻和阻力系数力系数CD均具有增大的趋势，可是当舵角达到某一均具有增大的趋势，可是当舵角达到某一舵角时，由于流经舵背面的水流从舵的后缘之前严舵角时，由于流经舵背面的水流从舵的后缘之前严重地与舵的背面剥离，从而出现强涡时，舵升力系重地与舵的背面剥离，从而出现强涡时，舵升力系数数CL则将骤然下降，这种现象叫作失速现象。则将骤然下降，这种现象叫作失速现象。 空泡现象（空泡现象（aviation） 当使用大舵角或舵的前进速度相当大时，特

4、别是舵的前当使用大舵角或舵的前进速度相当大时，特别是舵的前缘横截面曲率较大时，舵的背面压力出现剧烈下降，当缘横截面曲率较大时，舵的背面压力出现剧烈下降，当下降至或接近于该温度下的汽化压力时，在舵的背面将下降至或接近于该温度下的汽化压力时，在舵的背面将产生空泡现象。产生空泡现象。 空泡现象会造成舵叶的侵蚀损坏。空泡现象会造成舵叶的侵蚀损坏。 空气吸入现象（空气吸入现象（aeration） 在舵的背面吸入空气、产生涡流，使舵力下降的现象，在舵的背面吸入空气、产生涡流，使舵力下降的现象，称为空气吸入现象。称为空气吸入现象。 空气吸入现象多发生在舵的上缘与水面接近或高出水面空气吸入现象多发生在舵的上缘

5、与水面接近或高出水面且速度较大的情况下，这也是一种降低舵力的有害现象。且速度较大的情况下，这也是一种降低舵力的有害现象。三、船尾舵的性能三、船尾舵的性能 舵与船体之间的相互干扰舵与船体之间的相互干扰 船舶操舵后，舵周围出现的压力变化，即左右两侧的压船舶操舵后，舵周围出现的压力变化，即左右两侧的压力差将波及到尾部船体两侧，使船体也产生了左右的压力差将波及到尾部船体两侧，使船体也产生了左右的压力差，这相当于增加了船尾舵的舵力。力差，这相当于增加了船尾舵的舵力。 据据Gawn的研究，这种船体和舵之间的相互干扰的结果将的研究，这种船体和舵之间的相互干扰的结果将使船尾舵的舵力比单独舵的舵力提高约使船尾舵

6、的舵力比单独舵的舵力提高约2030%，而且，而且船尾的钝材越大，舵与船尾的间隙越小，这种效果越显船尾的钝材越大，舵与船尾的间隙越小，这种效果越显著。著。 三、船尾舵的性能三、船尾舵的性能 伴流及其影响伴流及其影响 伴流是船体周围的水部分地随船舶运动而形成的水流，伴流是船体周围的水部分地随船舶运动而形成的水流，伴流方向与船舶运动方向相同者称为正伴流；反之，则伴流方向与船舶运动方向相同者称为正伴流；反之，则称为负伴流。称为负伴流。 按其形成的原因可以分为摩擦伴流、势伴流和兴波伴流。按其形成的原因可以分为摩擦伴流、势伴流和兴波伴流。 伴流影响使舵的正压力降低。伴流影响使舵的正压力降低。三、船尾舵的性

7、能三、船尾舵的性能 排出流的影响排出流的影响 排出流的影响与伴流的影响相反；排出流的影响与伴流的影响相反； 螺旋桨排出流增加了舵处的来流速度，从而提高了舵力。螺旋桨排出流增加了舵处的来流速度，从而提高了舵力。三、船尾舵的性能三、船尾舵的性能VPOraGVGVa第三节 锚的作用一、锚的用途一、锚的用途 锚的用途分类锚的用途分类 锚泊用锚锚泊用锚 港内操纵用锚港内操纵用锚 应急操纵用锚应急操纵用锚1.锚泊用锚锚泊用锚2.港内操纵用锚港内操纵用锚 抑制船速(拖锚制动)和首偏 拖锚靠泊(阻滞船身横移速度) 顺流进港，抛锚掉头 拖锚倒行 抛开锚，以便离泊操纵3.应急操纵用锚应急操纵用锚 避免碰撞、触礁、

8、搁浅 保证狭水道航行安全 用于海上漂滞 用于系泊时缓和船体摇荡 搁浅后固定船体或协助脱浅二、操纵用锚的抓力二、操纵用锚的抓力二、操纵用锚的抓力二、操纵用锚的抓力 lWWPPPccaaca 悬链指锚链孔至海底之间的链长悬链指锚链孔至海底之间的链长 S为悬链长度（为悬链长度（m）；）； T0 为船舶所受的水平外力（为船舶所受的水平外力（t）；）； y 为锚链孔至海底的垂直距离，即水深与锚链孔在水面上高度之为锚链孔至海底的垂直距离，即水深与锚链孔在水面上高度之和（和（m）；）； Wc为每米锚链在水中的重量，约为为每米锚链在水中的重量，约为0.87倍每米锚链在空气中的重倍每米锚链在空气中的重量（量（t/m）；）；)2(/0cWTyySccaaWWTl0ccaaccWWTWTyyL0/0)2( aKPVS20135. 0本节要点 舵的作用舵的作用 舵力及舵力转船力矩舵力及舵力转船力矩 使舵力减