第一章 船舶操纵性能

1、n一第一节 船速、冲程与制动n n基本阻力的大小主要与船速和吃水有关。吃水越大，阻力越大；船速较低时，基本阻力近似于线性变化；当船速较高时，基本阻力变化明显加快，几乎与船速的平方成正比。每米长度的粗糙度厚度为25m时，船速降低1%空气阻力与船速的平方以及船体水线以上部分正投影面积成正比。一般情况下，空气阻力通常占总阻力的2%4%左右，但集装箱船由于其船体水线以上部分正投影面积较大，且船速较高，其空气阻力占总阻力的比例可达10%。顶浪航行时，一般船舶总阻力比静水状态增加50100%。附加阻力的大小与风浪大小、船体污底轻重及航道浅窄有关。n 推力与主机的转速、船速、螺旋桨的沉深、滑失和伴流有关。1

2、当船速一定时，转速越高，推力就越大，推力的大小与转速的平方成正比； 2当转速一定时，船速越高，推力越小。船速为零时推力最大称为系柱推力；即推力与船速成反比。3沉深越小，推力越小；滑失越大，推力越大。4伴流越大，推力越大。由于螺旋桨及主机结构方面的原因，一般船舶倒车拉力只有进车推力的60%70%，大型船舶只有30%40%左右。n伴流n伴流主要由摩擦伴流、势伴流和兴波伴流组成。通常所说的伴流速度是指相应位置处伴流沿首尾方向的分量。和船体运动方向运动一致的伴流称为正伴流，反之为负伴流。n伴流分布的特点为：船舶在前进时，伴流大小与厚度自船首至船尾逐渐扩大，船首最小，船尾最大，离船体越远，伴流越小。船舶

3、后退时，则船尾的伴流最小；船尾处沿螺旋桨的径向，上大下小，左右对称。n主机主机功率功率n1机器功率MHP：机器功率是指主机发出的功率。蒸汽机主机常用指示功率IHP，IHP指主机在气缸内产生的功率。内燃机主机常用制动功率BHP，BHP指输出于主机之外可实际加以利用的功率；汽轮机主机常用轴功率SHP，SHP指传递到与螺旋桨尾轴相连接的中间轴上的功率；n2（螺旋桨）收到功率：指机器功率经过传动装置和其它机件的摩擦损失，传至主轴尾端与螺旋桨连接处的功率。n3.推力功率：指螺旋桨获得收到功率后，螺旋桨发出的推进功率，它等于螺旋桨发出的推力与螺旋桨进速（对水）的乘积。n4有效功率：指克服船舶阻力而保持一定

4、船速所需要的功率，它等于船舶阻力与船速的乘积。n各功率之间的关系n螺旋桨收到功率与机器功率的比值称为传递效率，其值通常为0.950.98。n有效功率与收到功率之比称为推进器效率，该值约为0.600.75。n有效功率与主机机器功率之比称为推进系数，该值约为0.50.7。这就是说，主机发出功率变为船舶推进有效功率后己损失了将近一半。n 4 n柴油机在紧急制动时，在发出倒车令后，主机停止供油，在主机转速降至额定转速的25%35%，航速降至全速的60%70%时，n 一般中型至万吨级货船 距离可达68倍船长；n 载重量5万吨左右的船 距离可达810船长； n 载重量10万吨的船 距离可达1013倍船长；

5、n 载重量1520万吨级的船 距离可达1316倍船长。压载时的倒车冲程为满载时的40%50%左右。压载时的停车冲程约为满载时的80%。CPP船舶的最短停船距离一般约为FPP船的60%80%。 n1）左满舵（ =40），备车；n2）当船舶向左改向20时，前进三；n3）当船舶向左改向40时，右满舵；n4）当船舶向左改向达最大时，前进二；n5）当船舶回到原航向时，左满舵；n6）当船舶向右改向达最大时，前进一；n7）当航向再次回到原航向时，右满舵，后退三。一般船舶当船速低于56kn时可使用此方法。图11船舶旋回的运动过程 阶段阶段CYrmurmxvmG0rYvYrvrYvYrvGKYrmxvmGrYv

6、YrvGKCYrmu0rYvYrvGK转舵阶段转舵阶段过度阶段过度阶段定常阶段定常阶段过渡阶段）转舵阶段过渡阶段定常阶段vv rr r v rvt图12 旋回圈的尺度与名称 DTD0TrLkAdVVRe 表表2 2- -3 3- -1 1 各各类类船船舶舶相相对对回回转转直直径径统统计计表表 船舶种类 最大舵角时定常回转LD0 大型货船 56.5 中小型货船 45 油轮 2.57.5 大型远洋客船 7.58.0 中小型海上客船 45 大型客货船 57 中小型客货船 45 拖轮 1.53 巡洋舰 35 驱逐舰 510 潜艇 35图13 船舶首尾面上各点的漂角 n定常旋回时的船速与旋回初始船速的比值 称为速降系数。图14 船舶旋回中的降速情况 o501001500100-10-20-30-40-50s t1.5 m1.2 m0.85 m0.6 mGM=Zenobia号集装箱船，初始航速V=10.8 m/s.图16 方形系数对旋回初径的影响 图17 减速旋回与加速旋回船舶尾倾时旋回圈变大，尾倾量每增加1%船长，旋回初径约增大