《长江运输船舶操纵性衡准》编制说明

一、工作简况

（一）任务来源

交通行业标准JT/T258-2004《长江运输船舶操纵性衡准》自颁布实施以来，对验证

长江船舶实际操纵性能起了指导性作用。然后，因JT/T258-2004距上一次修订已过去了

十几年，从运输船舶变化情况来看，JT/T258-2004颁布时，三峡船型平均吨位不足1000

吨。近年来，随着通航条件的改善，船舶大型化发展趋势明显。目前，通航船舶平均吨位

已超过3500吨，船舶大型化对船舶操纵性提出了更高的要求。同时也看到，近年来船舶

操纵技术得到了长足的发展，襟翼舵、艏侧推、全回转等装备在长江船舶上得到了应用，

加上长江定线制的实施，对降低船舶安全航行风险也提供了支撑。

交通运输部在科技科发函[2015]114号文《交通运输部关于下达2015年交通运输标准

化计划的通知》中，将该标准列入修订项目（计划编号JT2015-36），由长江航运科学研

究所有限公司承担该国家标准的修订工作。

（二）参编单位

由长江航运科学研究所有限公司所作为标准的主起草单位负责组织完成标准的修订。

（三）主要工作过程

2017年3月——2017年5月，成立标准起草组，课题组通过走访相关单位调研航道、

船型等的变化特点，结合已有船舶测试项目研究成果，对《长江运输船舶操纵性衡准》2004

版进行了分析，提出了标准修订的原则、主要依据及标准修订的方法；

2017年6月——2018年3月，完成标准征求意见稿（初稿）。

2017年4月——2017年7月，编制组多次集中，对所收集的信息进行分析研究，

讨论修订内容、各项技术要求等，形成标准草稿。

2018年8月——2018年12月，组织内部审查，对初稿进行内部审核，并根据内部审

核意见，对标准进一步修改、完善和补充，形成征求意见稿初稿。

2019年1月——2019年8月，征求意见稿初稿报船标委和部标委审核，根据审核意

见修改完善形成征求意见稿。

1

（四）标准主要起草人及其所做的工作

本标准主要起草人：倪德先、曾勇、孙海文、何帆。上述人员承担的主要工作如下：

序号项目参与人员承担工作内容

1倪德先主要负责确定修订的主要内容及框架，标准的审核、统稿

起草标准初稿、编写标准计划大纲、编写标准编制说明。负责

2曾勇

标准的校对审核

3孙海文负责资料收集，参加标准编写和校对工作

4何帆负责资料收集，参加标准编写和校对工作

二、标准编制原则和确定标准主要内容

（一）标准制修订原则

本标准制修订工作遵循：先进性、科学性、规范性、协调性、适用性的原则，在原标

准框架下，编制组围绕业界最新技术发展，较为广泛收集业界反馈意见，结合标准承担单

位已有船舶测试项目研究成果，结合航道、船型的变化特点，特别是三峡两坝间急流航段

和库区船型特点，同时兼顾考虑有利与不利的影响因素，进行《操纵性衡准》评估、修订、

完善。编制过程中注重标准的适用性，标准内容严格按照标准化工作导则进行编写和表达。

（二）标准修订的主要内容

交通部发布的《长江运输船舶操纵性衡准》（2004）已历经十五年，在此期间长江干

线通航环境条件和通航船舶发生较大的变化，自航单船基本替代了大型船队成为长江运输

船舶的主流，船舶规范法规也经过了多次修订和换版，因此，在这次的《长江运输船舶操

纵性衡准》修订内容中，一是按照现行的长江通航标准和船舶规范法规对本标准中“术语

和定义”进行修订；二是按照自航单船大型化现状、以及三峡成库后通航环境特点，通过

理论分析、船模试验、实船试验提出自航单船的操纵性衡准限值及试验方法；三是为了便

2

于船舶操纵性优劣的评判，对船舶的常车进行了规范；四是结合地理物理信息技术发展，

在本标准中增加了CPS、北斗等试验方法。具体修订内容如下：

1.范围（1）

按照《长江干线通航标准》（JTS180-4-2015）考虑船舶航行范围定义将长江干线定义

宜至吴淞口修改成水富至长江口。

2.常车稳速（2.6）

为了便于在同一工况比较船舶的操纵性水平，将船舶常规营运车速定义为主机额定转

速的80%。

3.川江汽车滚装船（2.7）

将取消川江汽车滚装船定义。

“川江汽车滚装船”在《内河船舶法定检验技术规则》中已将“川江汽车滚装船”改

用“Ⅱ型客滚船”来替代。考虑到《内河船舶法定检验技术规则》中对本标准中的所涉及

的船型均有定义，在船舶证书中的船舶类型也已明确，故本标准船型无需再定义。

按照船舶操纵性原理（详见《船舶操纵性与耐波性》），增加“应舵转首指数”定义来

表征航向改变性，用于船舶操纵性衡准。

4.衡准指标形式（3.1）

将衡准指标形式修订分成自航单船和船队，船队衡准指标比自航单船多一个倒航稳向

性，主要原因是船舶的舵在正航时居于船体之随缘，而倒航时改居于船体之导缘后，倒航

时恶化了船舶的航向稳定性和应舵性，当螺旋桨负荷较大时更甚，如船队采用导管桨后倒

航稳向性急剧恶化，且船队编组时，低速倒航工况比较频繁，需要较好的倒航稳向性。而

自航单船的倒航工况较船队有很大的改善，且可利用双车双舵组合控制倒航稳向性，目前

的实船试验也几乎没有进行倒航稳向性试验。故对船队仍维持原来五个衡准指标，自航单

船减少倒航稳向性衡准指标。

5.航向改变性指标形式（3.1.2）

原船队航向改变性指标形式不变，自航单船的航向改变性指标形式修订为应舵转首指

数，主要是原指标形式仅表征了船舶初期回转性，但没表征回舵时船舶的追随性，而应舵

3

转首指数则综合反映了船舶初期的回转性和追随性，这是其一。其二是由于长江自航单船

类型多、吨位分布广，而原航向改变性指标形式是有因次量纲，其数值稳定性不好，难以

客观反映不同船型的航向改变性好坏。故采用应舵转首指数作为自航单船航向改变性指标

形式。

6.衡准指标数值（3.2）

将原表1中的自航单船与顶推船队衡准值分列于表1和表2，表1为自航单船衡准数

值，表2为船队衡准数值。目前长江仅存原油船队，其船队编组没有发生变化，故表2中

的衡准值不进行修订；而自航单船随着三峡库区的形成和干线航道的改善，船舶朝着大型

化方向发展，根据长江主流船型数值计算分析，结合的船模试验、实船试验验证，主要对

其航向改变性及倒车制动性衡准值进行了修订，而航向稳定性与定常旋回性衡准值仍适

用，不作修订。

①将原标准中表1中的自航单船与顶推船队衡准值分列于表1和表2，表1为自航单

船衡准数值，表2为船队衡准数值。

②表1中船舶类型定义按照中国海事局《内河船舶法定检验技术规则》，将长江主要

运输船型分为客船、客滚船、干散货船、集装箱船、液货船、滚装货船。

③表1中的航向改变性采用应舵转首指数P=1/2（K/T）表征，取消表1中倒航稳向性。

④采用经船模试验验证的数值计算方法，在对长江典型代表船型进行应舵转首指数计

算分析的基础上，作为自航单船航向改变性衡准标准列入表1。

⑤根据数值计算及实船试验结果，结合长江典型代表船型主机倒车特性分析，对表1

中自航单船的倒车制动性作了修订。

表2.1长江运输自航单船操纵性衡准限值

航向稳定性航向改变性定常旋回性倒车制动性

船舶类型航区/航段，

P0h

ΔC0(°)δ0(°)

(无量纲)(无量纲)(无量纲)

J级航段＜3.0＜4.0＞4.0＜3.0＜9.0

客船、客滚船

B级航区＜3.0＜4.0＞3.5＜3.5＜9.0

4

A级航区＜3.0＜4.0＞3.5＜3.5＜11.0

J级航段＜3.5＜4.5＞3.5＜3.5＜9.0

货船（散货、

集装箱、液货、B级航区＜3.5＜4.5＞3.0＜4.0＜9.0

商品车）

A级航区＜3.5＜4.5＞3.0＜4.0＜11.0

表2.2长江运输船队操纵性衡准限值

航向航向定常倒车倒航

船舶航区/

稳定性改变性旋回性制动性稳向性

类型航段

ΔC(°)δ(°)

000-15(°/s)0(无量纲)h(无量纲)A(°)

2.2＜D0＜

J级航段＜4.0＜5.5＞0.62＜2.1＜20

3.5

顶推2.5＜D0＜

B级航区＜4.0＜5.5＞0.33＜2.3＜20

船队3.6

2.6＜D0＜

A级航区＜4.0＜5.5＞0.25＜2.3＜20

4.2

7.航向改变性试验（4.1.2.1、4.1.2.2）

由于单船的航向改变性采用应舵转首性表征，通过Z形试验测量数据换算而得，同时

考虑长江干线船舶航行已采用定线制，对船舶进行Z形试验的水域增加了约束，故增加自

航单船航向改变性试验原理和试验要求。

8.旋回、制动试验要求（4.1.3.2，4.1.4.2）

目前，船舶的位置及航速确定普遍采用卫星定位系统完成，故增加卫星定位法进行船

舶试验，可采用GPS或北斗系统。

9.航向改变性数据取定（4.2.2）

由于标准中新增了应舵转首性作为单船航向改变性衡准指标，故增加自航单船航向改

变性数值取定。

5

（三）解决的主要问题

长江航道属限制域航道，船舶的航行安全主要受内河通航环境条件、内河船舶固有操

纵性能、船员驾引操作技术的共同影响。从长江通航环境来看，随着长江三峡大坝的建成，

长江干线通航条件得到了较大的改善，目前的主要瓶颈在三峡两坝间河道，汛期随着上游

来流的增加，“管道效应”导致航道出现超急流和高比降，同时，湍急的水流受不规则岸

线的作用，在有限的航道内出现大面积紊乱的水流、回流、斜流、泡漩等不良水势流态，

给船舶安全操纵增添了较大难度，成为长江航道的“咽喉”。从运输船舶变化情况来看，

2004年版《长江运输船舶操纵性衡准》（以下简称《操纵性衡准》）颁布时，三峡船型平均

吨位不足1000吨。近年来，随着通航条件的改善，船舶大型化发展趋势明显。目前，通

航船舶平均吨位已超过3500吨，船舶大型化对船舶操纵性提出了更高的要求。同时也看

到，近年来船舶操纵技术得到了长足的发展，襟翼舵、艏侧推、全回转等装备在长江船舶

上得到了应用，加上长江定线制的实施，对降低船舶安全航行风险也提供了支撑。综上所

述，《操纵性衡准》的修订应结合航道、船型的变化特点，特别是三峡两坝间急流航段和

库区船型特点，同时兼顾考虑有利与不利的影响因素，进行《操纵性衡准》评估、修订、

完善。

三、主要试验（或验证）的分析、技术经济认证或预期的经济效果

本标准主要目的是在原版《长江运输船舶操纵性衡准》的基础上对衡准指标和指标限

值的适应性两方面进行了研究。

（一）衡准指标的适应性分析

1.国内外内河通航条件与通航船舶对比分析

国外具有代表性的内河通航河流主要包括密西西比河、莱茵河、多瑙河和伏尔加河，

其通航环境条件和通航代表船型见表2.1。

表3.1国内外内河通航环境条件和通航代表船型对比

密西西比河莱茵河多瑙河伏尔加河长江

维护水深m2.742.52.53.653.5-12.5

航道宽度m91.440408580

6

曲率半径m1000350350600560-1000

33.5×（12-24）×（11-25）×

船闸尺度m16.6×25634×280

（l83-366）（l10-185）（l10-184）

运输船型基本是船队货船和船队基本是船队货船和船队基本是货船

16.2×l30

货船尺度m——11.4×l10——16×(96-l40)

25.8×l56

32×

船队尺度m22.8×18522×18423×308——

（l78-343）

航宽/船宽2.861.751.823.704.17

曲率半径/船

2.921.891.841.955.1/6.4

长

从表2.1中航宽/船宽，以及曲率半径/船长指标来看，国外内河船舶操纵性主要表现

为航道尺度对其制约，目前，随着长江干线船队退出营运市场，航道尺度对船舶的制约相

对较小，但由于长江汛期季节性变化、水流湍急、不规则岸线产生紊流、及主流流压作用

等，导致船舶碰撞、触礁等险情事故时有发生，因此长江船舶操纵性主要表现为船舶对水

流环境条件的适应性。

2.国内外内河船舶操纵性衡准性能指标对比分析

目前，除美国密西西比河外，莱茵河、多瑙河、伏尔加河和我国对内河船舶的操纵性

衡准均有要求，船舶的操纵性衡准指标对比见表2.2。

表3.2操纵性衡准性能指标对比

欧盟内部多瑙河委员会俄罗斯《操纵性衡准》

航向稳定性√√√

航向改变性√√√√

回转性√√√√

7

制动性√√√√

倒航稳向性√√

从表2.1、表2.2可以看出：

①航向改变性、回转性、制动性是国内外各内河水域对船舶操纵性的共同要求；

②就航向稳定性来说，除欧盟内部外，多瑙河、俄罗斯、中国均提出了限制要求，分

析其原因，由于莱茵河船型的长宽比（L/B）较伏尔加河船及我国内河船大得多，故其航

向稳定性较好，在欧盟内部标准中未提出限制性要求具有一定的客观性；

③就倒航稳向性来说，多瑙河及过去长江干线的主要运输方式为船队，相比自航船，

船队编解队及锚泊作业时的倒航工况较多，由于船队L/B较小，倒航稳向性较差，故此在

操纵性标准中均提出了限制性要求。

3.衡准指标适应性分析

目前的《操纵性衡准》的衡准指标包括航向稳定性、航向改变性、回转性、制动性、

倒航可操性，按表2.2中的国内外操纵性标准差异性，结合我国内河航道通航环境条件和

船型特点，对《操纵性衡准》中的操纵性衡准指标逐项分析如下。

①航向稳定性：

从长江等航道来看，其渠化程度总体上较欧洲莱茵河差，航道水流受不规则天然岸线

的作用，在航道上形成了紊乱的回流斜流，同时由于长江季节性落差较大，水流湍急，出

于经济性考虑船舶多选择近岸航行，这就需要船舶具有良好的直线稳定性，因此，直线稳

定性仍应作为长江运输船舶操纵性衡准指标。

②航向改变性、回转性、制动性：

长江库区及中游航道弯曲狭窄，中下游船舶密度大，航行过程中需要经常操舵变向，

避让制动，在弯道及顺水靠离码头时需要旋回，因此，航向改变性、回转性、制动性仍应

作为长江运输船舶操纵性衡准指标。

③倒航稳向性

对于船舶的倒航航向稳定性，采用短翼理论分析船舶倒航运动可知，舵在正航时居于

8

船体之随缘而倒航时改居于船体之导缘后，恶化了船舶倒航时的航向稳定性和应舵性，当

螺旋桨负荷较大时更甚，如船队采用导管桨后倒航稳向性急剧恶化。目前，长江运输自航

船一般采用双机双桨，采用鸳鸯车操作方式改善倒航稳向性。因此，倒航可操性可不作为

长江自航船操纵性衡准指标，考虑目前长江船队尚存在油运船队，故对于船队仍保留倒航

稳向性衡准指标。

综上所述，将航向稳定性、航向改变性、回转性、制动性、倒车稳向性（仅船队）组

成长江运输船舶操纵性衡准指标是合理的。

(二)衡准指标限值的适应性分析

1.衡准适用工况

现行的《操纵性衡准》对主机工况的要求是常车工况，而不同航区、不同类型和不同

公司的船舶的常车工况是不一样的，不便于实船测试，也不好评价船舶的操纵性能，需要

对衡准工况进行协调一致。

由于燃油成本占长江船舶总成本的50%，船公司为此制订航次油耗定额以减少燃油耗

量，目前，船舶主机的常用转速即常车一般为额定转速的80%，对应主机工况为50%的MCR。

因此，拟将现行的《操纵性衡准》的常车进行统一，规范为主机额定转速的80%。

2.衡准指标限值表达方式

船舶操纵性指标的表达方式或称“判据”可分为两大类，一类是“直接判据”，它是

由试验直接测定的参数，如旋回试验中的回转直径、Z形试验中的超越角和滞后时间、停

船试验中的最短停船距离等。另一类是“间接判据"，如回转性指数K、追随性指数T、应

舵转首性P=1/2(K/T)等。“直接判据”比较直观，便于船员掌握，但某些参数的属性不清

晰，不能正确地衡量船舶的操纵性能。因此，在特征参数的评价方法研究中，拟采用“直

接判据”与“间接判据”相结合的方式，进行《操纵性衡准》修订，并以“直接判据”为

主。对各衡准指标的表达方式的适应性进行具体分析如下。

（1）航向稳定性

对于航向稳定性，《操纵性衡准》或采用零舵航行3min的航向改变来评价航向稳定性，

或采用保持航向5min的平均转舵角来评价航向稳定性。前一个方法主要存在的问题是，

在顺直航道内进行实船试验时或实际航行时，由于航道紊流、斜流、回流、以及来往船舶

9

航行波的作用，加上试验时为避让来往船舶，船长常常需操舵保向，因此，零舵角直线稳

定性实船试验在长江繁忙河道很难实现，与船舶实际航行保向工况也存在较大差异，因此，

建议《操纵性衡准》对自航船取消直线稳定性，仅采用操舵稳定性表达，按原《操纵性衡

准》表达方式操舵保向航行5min，连续测定转舵角对应时间的变化，取平均操舵角来评价

航向稳定性能。

（2）航向改变性

《操纵性衡准》采用15°操舵角下从首动到转首15°时船舶的平均变向角速度来评

价自航船的航向改变性，该表达方式主要是表征船舶初期回转性，不能表征船舶的延迟性，

即回舵时船舶的追随性。对于长江有水流速的限制性航道，追随性是一个极其重要的指标，

T指标可以让船长判定船舶在什么时间能够到达什么位置。鉴于K/T指数由回转性指数K

和延迟性指数T组成，K值越大，T值越小，船舶的航向改变性越好，且船型特征相似的

船舶其K/T指数相对稳定。此外，由于长江船舶航行采用定线制，对大型船舶来说，±15°

Z形试验受到试航水域制约，因此拟采用±10°Z形试验作为航向改变性衡准工况。由于

K/T属“间接判据”，使用上没有“直接判定”的方便，为此，拟在附录中增加K/T计算方

法。

（3）回转性

《操纵性衡准》采用35°舵角下的相对回转直径来评价船舶的回转性，该参数既直观、

也便于标准制订与应用，因此，仍采用35°舵角下的相对回转直径来评价回转性能。

（4）制动性

《操纵性衡准》采用相对倒车停船纵距来评价船舶的制动性，该参数既直观、也便于

标准制订与应用，因此，仍采用相对倒车停船纵距来评价制动性能。

（5）倒车稳向性

取消自航船的该衡准指标，维持原《操纵性衡准》中船队的该衡准指标。

3.操舵稳向性

操舵稳定性是指船舶在顺直河段受到外部环境干扰时通过操舵保向能力。三峡两坝间

喜滩河段是长江典型的顺直河段，汛期急流对船舶正常航行时的操舵稳向性要求很高，可

10

借助不同船舶在该河段的运动轨迹及平均操舵角来分析船舶的操舵稳定性，作为修订操舵

稳定性限值的依据。表3.1是典型船舶汛期在喜滩河段的实船试验操舵具体情况，图3.1～

3.6是船舶的航行轨迹情况。其中，上水船舶每30秒观测一个船位的操舵角及航行轨迹，

下水船舶每20秒观测一个船位的操舵角及航行轨迹。

表3.3平均操舵角统计情况（单位:度）

船名与渝海-上水秭归-上水平原-上水富华-下水正汉-下水鄂宜都-下水

船位序列平均操舵角平均操舵角平均操舵角平均操舵角平均操舵角平均操舵角

13.92.70.40.21.71.9

22.52.51.42.22.52.8

32.56.80.23.80.81.3

40.64.51.80.45.23.7

55.02.33.91.52.71.6

64.40.61.61.31.24.3

72.51.01.13.42.23.3

82.81.71.03.05.81.8

91.80.54.52.21.93.0

103.81.20.62.46.02.2

111.31.40.90.99.42.2

121.52.52.20.53.0

130.11.12.06.2

142.04.40.93.3

152.81.72.50.2

11

160.92.92.20.9

171.03.87.82.1

180.42.75.03.4

191.60.41.6

202.20.32.7

平均2.22.32.21.93.32.6

新路口

30号

30号

三条沟

脚踏步

长

喜滩

江30号

31号

黄桑洞

长

江

白马沱

图3.1“渝海61”散装货船上行喜滩段航行轨迹图

图3.2“秭归898”散装货船上行喜滩段航行轨迹图

12

新路口

30号

三条沟30号

长

脚踏步

江

喜滩

30号

31号

长

黄桑洞

江

白马沱

图3.3“平原1098”散装货船上行喜滩段航行轨迹图

新路口

30号

三条沟30号

长

脚踏步

江

喜滩

30号

31号

长

黄桑洞

江

白马沱

图3.4“富发66”散货船下行喜滩段航行轨迹图

图3.5“正汉03”散货船下行喜滩段航行轨迹图

13

新路口

30号

三条沟30号

长

脚踏步

江

喜滩

30号

31号

长

黄桑洞

江

白马沱

图3.6“鄂宜都货双亚”散货船下行喜滩段航行轨迹图

从试验统计结果可以看出：长江典型船舶在顺直河道航行，其保向平均操舵角均在

3.5°以内。考虑到集装箱船受风面积较散货船大，其平均操舵角会大于散货船，因此《操

纵性衡准》中要求货船的平均操舵角δ≤4.5°是合适的。同时考虑到目前的客滚船均采

用三桨三舵、客船均采用采用襟翼舵或全回转，其舵效远高于散货船的普通舵，因此《操

纵性衡准》中要求客（滚）船的平均操舵角δ≤4.0°也是合适的。

4.航向改变性与回转性

目前，长江船舶进行船模或实船Z形试验和回转性试验的极少，因此无法验证原《操

纵性衡准》中航向改变性和回转性限值对逐步大型化船舶的适应性。船舶操纵运动方程（数

学模型）加计算机模拟的方法是通过建立船舶操纵运动方程并采用Runge-Kutta方法等对

微分方程求解方法数值求解，在计算机上数值模拟标准操纵试验，得到船舶运动轨迹和相

关运动参数，从而对船舶操纵性进行理论预报。采用该方法的前提条件是建立何时的船舶

操纵运动方程（数学模型）。从而确定其中的水动力系数是关键。随着计算机技术的发展

和各种有效求解操纵运动水动力系数的方法出现，数学模型加计算机模拟的方法已经成为

目前船舶操纵预报最常用也是最实用的方法。

（1）计算方法

船舶操纵运动个基本运动方程为

}

14

采用MMG分离型模型，并考虑到相关惯性力类的附连水质量，可得到：

对于惯性力的求解，可采用元良诚三图谱：根据船型资料求取。为便于计算，周昭明

已经将化为回归公式：

船体横向粘性力采用井上模型

线性导数：井上于70年代末，对10艘各种使用船型，24种状态进行了广泛的旋臂试

验。并且考虑了吃水差对线型水动力导数的影响，得到以下无量纲的公式：

15

对于非线性水动力导数，周昭明对井上图谱进行了回归，给出如下公式：

dd

式中：Cb为方型系数；dm为平均吃水，，F、A分别为首、尾吃水；

τ´为无量纲吃水差，，；为船体的展弦比，

定义为。

16

螺旋桨水动力

Xp=(1-t)T

式中：t——推力减额系数；

n——螺旋桨转速，r/s；

D——螺旋桨直径，m；

KT——螺旋桨敞水推力系数，螺旋桨敞水特征曲线求得。

舵水动力

式中：

运动方程求解

利用四阶精度的“龙格－库塔”法求解方程组，即可获得下列船舶的操纵运动要素：

沿Ox轴的速度：

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沿Oy轴的速度：

绕Oz轴的角速度：

首向角：

在解得船舶运动要素后，可按下式计算船舶在各时间的运动轨迹x0(t)和y0(t)值

根据船舶操纵运动要素和运动轨迹，绘制船舶回转运动轨迹和Z型运动曲线。在此基

础上进行K、T指数和回转直径计算。

（2）计算方法验证

为验证船舶操纵性预报及操纵指数计算方法的准确性，特选取内河典型通航船舶

（3500t油化船、6700t干散货船）在进行自航模操纵性试验，试验内容包括回转试验和Z

形试验。试验结果和操纵性数值模拟对比结果如下列图表所示：

图3.73500T油化船回转试验数值模拟和自航模试验对比

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图3.86700T干散货船回转试验数值模拟和自航模试验对比

表3.4满舵回转直径对比

相对定常回转直径（D/L）

船型相对误差

项目试验计算

右352.1852.2734.03%

3500t油化船

左352.0842.1653.89%

右351.8151.8793.52%

6700t散货船

左351.6801.7976.96%

图3.93500T油化船10°/10°Z形试验结果对比

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图3.106700T干散货船10°/10°Z形试验结果对比

表3.53500T油化船10°/10°Z形试验各项特征指数对比

试验计算试验计算

超01v2.863.147转首TL11.451.189

越02v4.954.130滞后TL22.132.228

角03v4.453.859时间TL32.062.137

试验计算试验计算

特te8.086.799K’1.3911.235

操纵

征te’20.2618.788T’0.6840.644

指数

点te’’33.6431.617P1.0170.959

表3.66700T干散货船10°/10°Z形试验各项特征指数对比

试验计算试验计算

超01v4.496.70转首TL11.332.62

越02v6.658.48滞后TL21.913.17

角03v5.967.21时间TL31.693.06

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试验计算试验计算

特te8.167.845K’1.3821.724

操纵

征te’19.6220.88T’0.5570.794

指数

点te’’33.2534.856P1.2411.085

对于典型内河通航船舶回转试验计算结果来看，定常回转直径和试验基本吻合良好，

平均误差分别为：3.96%、5.24%。Z形试验结果不如回转试验结果好，主要反映在特征点

位置差别较大，但是超越角大小差别不大，数值模拟操纵性指数和试验结果相比，K、T总

体偏大，但P指数（即K/T）相当。

（3）航向改变性及回转性指标限值分析

2016年7～9月，长江航务管理局组织了三峡两坝间汛期试航工作，试航选取了长江

典型代表货船船型进行试验，从试航情况来看，代表船型的操纵性能可以适应汛期两坝间

通航环境。因此，本《操纵性衡准》标准的航向改变性及回转性限值修订拟以代表船型为

基础进行分析确定，代表船型的航向改变性及回转性指标计算见表3.4。

表3.7试航代表船舶操纵性指标计算结果

回转性航向改变性

舵面积系数

船名相对回转直径转首指数（10°/10°）

（%）D/LP′

富发663.562.880.444

益丰9683.452.680.455

正汉3号3.602.770.444

路航174.602.700.505

华银6192.402.910.390

鄂宜都货双亚3.202.830.443

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由于理论计算方法存在误差，以10%的精度来看，代表船舶的相对回转直径均D/L≦

3.5，应舵转首指数P′≥0.35。

从回转性来看，代表船舶与原《操纵性衡准》对J级航段货船要求的回转性比较适应。

按《长江干线通航标准》中的干线航道的曲率半径最小为750m，适应船舶的最大长度150m，

而目前库区货船的最大长度130m，因此，维持原《操纵性衡准》对J级航段货船D/L≦3.5

的要求，相对航道最小750m的曲率半径尚有一定的余度，故本次不作修订。

从航向改变性来看，代表船舶如采用新的应舵转首指数P′替代，按照《船舶操纵性

与耐波性》（吴秀恒主编）相关结论，当应舵转首指数P′≥0.30时，船舶的航向改变性

满足要求。兼顾考虑到长江限制性航道特征及长江航道定线制管理规定，拟将应舵转首指

数P′≥0.35作为对J级航段货船航向改变性要求具有其合理性。

对于A、B级航区货船的回转性和航向改变性，由于其航道条件好于J流航段，故其

衡准限值应有所放宽。同时，虽下游A级航道条件好于中游B级航道条件，但由于长江下

游船舶密度远高于长江中游，因此对于A、B级航区船舶采用相同的回转性和航向改变性

衡准限值也具有其实际意义。综合以上分析结论，拟将D/L≦4.0，P′≥0.30作为长江于

A、B级航区货船的回转性和航向改变性的限值。

对于旅游客船及客滚船来说，其安全性涉及重大人命安全，同时，随着生活水平的提

高，客（滚）船的尺度规模越来越大，黄金系列旅游客船的长度已接近150m，因此，其回

转性和航向改变性要求理应高于货船。目前，库区客（滚）船采用襟翼舵、全回转、三桨

三舵等高效操纵装置，其回转性和航向改变性得到了大大的改善。综合以上分析，拟将D/L

≦3.0，应舵转首指数P′≥0.40作为J级航段客（滚）船的回转性和航向改变性衡准限

值。A、B航区客（滚）船限值拟定为D/L≦3.5，应舵转首指数P′≥0.35。

5.倒车制动性

（1）分析方法

内河水域船舶航行密度较大，为了航行安全，船长通常借助倒车实施制动。目前，内

河船舶的柴油机倒车转速最大只能达到正车的75%以下，因此，选择倒车转速为正车的65%

作为核定工况比较适当。倒车制动一般采用顺水危险工况进行测试，采用制动冲程与船长

之比作为衡准指标。由于实船试验受水流的影响，不同人员对船舶是否停止的观测结果差

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异很大，且试验数据较少，无法通过实船试验建立实用预报方法。

目前，根据以往的船模试验和实船试验数据，认为船舶在倒车制动过程中“船速是线

性递减的”，即可用一条直线近似表示。因此，本项目根据内河典型船型的倒车制动试验

结果，按照模型和实船傅汝德相似（Fns=Fnm），对6700t干散货船和3500t油化船进行实

船换算，得到的货船船型的实船全航速全功率倒车速降曲线，并以此为基础，计算分析典

型代表船型的倒车制动性。

（2）计算结果

选择内河代表船型作为计算对象，计算船型相关参数见表3.5。

表3.8倒车制动计算船型参数

满载排水

垂线间长计算航速转速直径

序号量

mm/srpsm

t

153.524.041425.003.301.82