船艇操纵基本原理讲解

第二章船舶操作基本知识船舶操纵是指船舶驾驶人员根据船舶操纵性能和客观环境因素，正确地控制船舶以保持或改变船舶的运动状态，以达到船舶运行安全的目的。

船舶操纵是通过车、舵并借助锚、缆和拖船来实现的。

要完成操纵任务，除保证所有操纵设备处于正常良好的技术状态外，操纵人员必须掌握船舶操纵性能(惯性和旋回性等)及对客观环境（风、流、水域的范围等）的正确估计。

第一节车的作用推动船舶向前运动的工具叫船舶推进器，推进器的种类很多，目前常见的有明轮、喷水器推进器螺旋桨、平旋推进器、侧推器等。

因为螺旋桨结构简单、性能可靠且推进效率高，所以被广泛应用于海上运输船舶。

一、螺旋桨的构造1、螺旋桨的材料和组成螺旋桨常用铸锰黄铜、青铜和不锈钢制作。

现在也有采用玻璃制作的。

螺旋桨有桨叶和浆毂两部分组成，连接尾轴上。

（1）桨叶，一般为三片和四片，个别也有五片甚至六片的，低速船采用宽叶，高速船采用窄叶。

（2）桨毂，多数浆毂与桨叶铸成一体。

浆毂中心又圆锥形空，用以套在尾轴后部。

（3）整流帽（4）尾轴2、螺旋桨的配置一般海船都采用单螺旋桨，叫单车船。

也有部分船舶（客船和军舰）采用双螺旋桨，叫双车船。

单桨船的螺旋桨通常是右旋转式的。

右旋是指船舶在前进时，从船尾向船首看，螺旋桨在顺车时沿顺时针方向转动的称为右旋，沿逆时针方向转动的称为左旋。

目前，大多数商船均采用右旋式。

双桨船的螺旋桨按其旋转方向可分为外旋式和内旋式两，对于双桨船，往舷外方向转动的称为外旋，反之称内旋。

通常采用外旋，以防止水上浮物卷入而卡住桨叶。

进车时，左舷螺旋桨左转，右舷螺旋桨右转，则称为外旋式；反之，称为内旋式。

二、推力、阻力和功率1、船舶推力在主机驱动下，螺旋桨正车旋转时推水向后运动，水对螺旋桨的反作用力在船首方向的分量就是推船前进的推力，倒车时则产生指向船尾的拉力。

流向螺旋桨盘面的水流称为吸入流（suction current）；离开螺旋桨盘面的水流称为排出流（discharge current）。

船用舵机原理
船用舵机是船舶操纵系统中的重要部件，它通过控制舵的转向来实现船舶的操
纵和转向。

船用舵机原理是基于液压传动和控制技术，通过对液压系统的控制来实现舵的转动，从而改变船舶的航向。

下面我们将详细介绍船用舵机的原理和工作过程。

船用舵机的原理主要包括液压系统、舵机控制系统和舵机执行机构。

液压系统
是舵机的动力来源，它通过液压泵将液压油输送到舵机执行机构，从而实现舵的转动。

舵机控制系统负责控制液压系统的工作，包括舵机的启停、转向和速度控制。

舵机执行机构是舵机的核心部件，它通过液压力将舵转动到指定的角度，从而改变船舶的航向。

船用舵机的工作过程可以简单描述为，当船舶需要改变航向时，船长或操纵员
通过舵机控制系统发出指令，舵机控制系统接收指令后通过控制液压系统启动液压泵，液压泵将液压油输送到舵机执行机构，舵机执行机构受到液压力的作用将舵转动到指定的角度，从而改变船舶的航向。

当船舶达到指定航向后，船长或操纵员可以通过舵机控制系统停止液压泵的工作，舵机执行机构停止工作，舵保持在指定的角度，船舶保持当前航向。

船用舵机的原理和工作过程是船舶操纵系统中的关键环节，它直接影响船舶的
操纵性能和安全性能。

因此，船用舵机的设计和制造需要严格符合相关的标准和规范，确保舵机在各种工况下都能可靠地工作。

同时，船用舵机的维护和保养也至关重要，只有定期检查和保养舵机，才能确保舵机的正常工作和长期可靠性。

总之，船用舵机原理是船舶操纵系统中的重要内容，了解船用舵机的原理和工
作过程对于船舶操纵人员和船舶工程师都至关重要。

希望本文能够对读者有所帮助，谢谢！。

船舶制造业船舶航行的工作原理船舶是人类历史上一项最伟大的发明之一。

它们在各种用途中被广泛应用，从贸易和运输到军事和旅游。

要理解船舶制造业中船舶航行的工作原理，我们需要了解以下几个方面：浮力、推进力和阻力以及舵控。

一、浮力在解释船舶航行工作原理之前，我们需要明白浮力的概念。

根据阿基米德原理，一个物体浸没在液体中时，受到的浮力等于它排除液体的重量。

船舶通过利用浮力来支撑其自身重量，因此能够浮在水面上。

浮力的大小与物体在液体中排除的液体体积有关。

二、推进力和阻力船舶在水中行驶时需要克服阻力，而通过推进力来前进。

推进力产生的来源有多个，如螺旋桨、喷气和水动力装置。

其中，最常见和广泛使用的是螺旋桨。

螺旋桨通过将液体（通常是水）向后推，从而推动船舶向前行驶。

然而，船舶在水中行驶时也受到阻力的影响。

阻力的大小取决于多种因素，包括船身的形状、船舶速度和水流阻力等。

阻力分为摩擦阻力、波浪阻力和空气阻力等。

船舶设计师通常努力减小阻力，以提高船舶的速度和燃油效率。

三、舵控舵控是确定船舶方向的关键要素。

船舶通过转动舵叶或操作推进器来改变船舶的方向。

船舶的舵由驾驶员或自动驾驶系统来控制，以确保船舶的安全和准确导航。

船舶的制造和设计考虑到了上述工作原理，以确保船舶能够在各种环境和工况下进行有效航行。

船舶制造业借助先进的技术和材料，不断改进船舶的性能和安全性。

总结船舶制造业中船舶航行的工作原理涉及到浮力、推进力和阻力以及舵控这几个关键要素。

浮力使船舶能够浮在水面上，推进力通过螺旋桨等设备向后推进，阻力限制了船舶的速度和燃油效率。

舵控用于改变船舶的方向，确保船舶的安全导航。

船舶制造业通过持续的技术创新和性能提升，不断进步。

航行的工作原理不仅仅适用于船舶制造业，也为其他行业提供了灵感和借鉴。

在未来，随着科技的不断发展，我们相信船舶航行的工作原理将继续得到改进和优化。

船舶操纵系统图解船舶操纵系统第一节操纵系统概述为了满足船舶在各种工况下的航行需要，将船舶主机的起动、换向和调速等各装置联结成一个统一整体，并可集中控制的所有机构、设备和管路，总称为柴油机推进装置的操纵系统。

小型柴油机的推进装置，其起动、调速及换向系统的控制件距离近，通常分别设置，各自操纵。

近年来不少船舶也通过机械、气动等型式传输集中至机舱集控台或驾驶室，对推进装置集中操纵。

大、中型柴油机为操纵方便和工作可靠，都将各控制部分通过各种方式有机地联系以便集中控制和远程控制。

随着自动化技术和电子技术的发展，各种遥控技术已广泛地应用于柴油机的操纵机构。

特别是近年来电子计算机技术和微处理机已用于主机遥控、巡回检测和工况监视等方面，不仅大大减轻了轮机人员的劳动强度，改善了工作条件，还可以避免人为的操作差错，提高船舶运行的安全性、操纵性和经济性。

目前，主机遥控技术水平越来越高，船舶正朝着全面自动化和智能化的方向发展。

一、对操纵系统的要求在船舶柴油机中，操纵部分是最复杂的一部分，其部件多、零件杂、相互牵连制约，近代自动化技术和遥控技术在操纵系统的应用，更增加了操纵系统的复杂程度。

为了保证操纵系统能够可靠地工作，对船舶柴油机的操纵系统有下列基本要求：（1）必须能迅速而准确地执行起动、换向、变速和超速保护等动作，并能满足船舶规范上相应的要求。

（2）具有必要的连锁装置，以避免操作差错而造成事故。

起动连锁装置：盘车机未脱开不能起动，换向未到位不能起动。

换向连锁装置：转向与要求不符时不能起动，不允许在较高转速下换向，运转过程中不能自行换向。

滑油保安连锁装置：当滑油压力下降至许用下限值时，将油量调节杆推至零油位，使柴油机自行熄火停车。

（3）必须设有必要的监视仪表和安全保护、报警装置。

在操纵台（或遥控操纵台）上有转速、转向、气压、油压、水温等醒目的仪表，并对直接影响安全运行的有关压力和温度等置有报警装置和安全保护装置。

（4）操纵机构中的零部件必须灵活、可靠、不易损坏。

船舶操纵风向的原理
船只的操纵与原理有很多种，其中有些方法不仅要考虑风向，还要考虑潮汐、水流等因素。

简单来说，船只操纵风向的原理包括：舵、推进力和侧面风。

一、舵：舵是船只控制方向的关键部件，通过改变舵轮的方向来控制舵的运转，进而改变船只的转向角度。

舵在水中运动时，会产生水流反作用力，即由舵向相反的方向产生推力，这种推力通过侧向振动来实现转向。

二、推进力：船只的推进力来自于船尾的推进装置，如螺旋桨、水喷式推进器等。

船只向后推进时，水流会产生反作用力，使船只产生向前的推动力，同时水流也产生了一个向两侧的力，与侧面风相互作用，使船体倾斜的方向与船首朝向的方向相反，即受到的风力越强，倾斜的角度也越大。

三、侧面风：侧面风是指与船只从侧面吹来的风，它的作用不仅仅是推动船体向一侧倾斜，还会产生旋转力，使船只产生转向的力。

综上所述，船只操纵风向的原理，是通过舵、推进力和侧面风相互作用来实现的。

船只面对风向时，需要适当调整舵的方向，利用推进力以及侧面风相互作用来控制船只向左或向右转向。

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。

船舶运动控制的基本原理
船舶运动控制的基本原理包括以下几个方面：
1. 船舶的舵角控制：船舶通过改变舵角来控制船舶的转向。

船舶的舵角改变会引起船舶转向矩，从而改变船舶的航向。

2. 船舶的推进力控制：船舶通过改变船舶的推进力来控制船舶的前进速度和反向运动。

船舶的推进力可以通过调整船舶的发动机功率或船舶的螺旋桨转速来实现。

3. 船舶的姿态控制：船舶的姿态包括纵摇、横摇和航向角等。

船舶通过控制船舶的纵向和横向动力来实现姿态的控制。

4. 船舶的速度控制：船舶的速度控制通过调整船舶的推进力以及船舶的阻力来实现。

船舶的速度控制是根据目标速度以及航行环境来进行调整。

总的来说，船舶运动控制的基本原理是通过控制舵角、推进力、姿态和速度等方面的参数来实现对船舶运动的控制。

不同类型的船舶可能会采用不同的控制方法和技术来实现运动控制。

{（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。

游艇的运作原理游艇是一种豪华的水上交通工具，其运作原理主要包括船体结构、推进系统和操纵系统。

首先，游艇的船体结构是支撑整个船体和各种设备的基础。

船体通常由轻质但坚固的材料制成，如铝合金、玻璃钢或碳纤维复合材料。

这些材料具有高强度、耐腐蚀、轻巧等特点，能够提供良好的船体强度和重量比。

船体内部结构设计合理，以确保船体的稳定性和安全性。

同时，船体的设计也考虑到舒适度，包括合理的布局和各种船舱提供的设施。

其次，游艇的推进系统是使游艇在水中运行的关键部分。

推进系统通常采用内燃机和螺旋桨的组合。

内燃机利用燃油的燃烧产生的能量驱动螺旋桨旋转。

内燃机的选择多种多样，包括汽油发动机、柴油发动机、天然气发动机等。

推进系统的设计要考虑游艇的需求，如速度、燃油效率和噪音控制等。

此外，在更环保的考虑下，一些游艇也采用了混合动力系统和电力推进系统，以减少对环境的负面影响。

最后，游艇的操纵系统是实现游艇运动和航行控制的要素。

操纵系统包括舵轮、操纵杆、油门和电子操控系统等。

舵轮和操纵杆用于改变螺旋桨的方向和角度，从而改变游艇的航向。

油门用于控制内燃机的输出功率，从而调整游艇的速度。

电子操控系统通过传感器、计算机和控制面板等组件实现对游艇的自动化控制。

这些系统能够提供准确且灵活的操纵，以满足游艇船员和乘客的需求。

总之，游艇的运作原理是基于船体结构、推进系统和操纵系统的协同工作。

良好的船体结构提供舒适和安全的环境，可靠的推进系统提供动力和速度，高效的操纵系统实现游艇的灵活控制。

这些元素配合运作，使得游艇成为人们在水上旅行和休闲娱乐的理想选择。

轮船工作原理轮船是一种重要的海洋交通工具，它通过科学的工作原理实现航行。

本文将详细介绍轮船的工作原理，以及与航行相关的关键概念和机制。

一、船体与浮力轮船的船体是它的主要组成部分，它分为上下两部分：上部是甲板，下部是船体。

船体通过一定的设计和材料选择，可以保证船体的强度和承载力。

浮力是轮船能够漂浮在水上的基本原理，根据阿基米德原理，浮力等于排出的液体（即水）所产生的向上推力。

轮船的船体设计使得排出水的体积大于其自身的体积，因此产生了浮力。

船体越大，排出的水体积越大，浮力就越大。

二、动力系统轮船的动力系统是使其航行的核心机构。

增加速度和控制船舶方向的主要动力系统是螺旋桨。

螺旋桨通过转动推动水流，产生相反的反作用力推动整个船体前进。

螺旋桨的旋转受到驱动力的控制，主要是通过将燃油燃烧产生的能量转化为机械能。

这种转化是通过内燃机、涡轮机或电动机来实现的。

内燃机和涡轮机是最常见的动力系统，它们在燃烧燃料时产生高温和高压气体，进而推动螺旋桨。

三、舵系统舵系统是轮船的操纵系统，用于控制和改变船舶的行进方向。

船舶的航向由船舵的角度决定。

当舵向一侧转动时，水流将改变方向，从而使船舶转向。

舵系统通常由舵轴、舵叶和控制机构组成。

当操纵员调整控制机构时，舵轴和舵叶会改变角度。

这种角度变化会改变水流的方向，从而改变船舶的行进方向。

四、平衡与稳定性船舶的平衡与稳定性是确保船体在各种水面条件下保持稳定和安全的关键因素。

船舶通过设计和结构来保持平衡，以便在各种情况下都能保持良好的稳定性。

重心和重力是平衡和稳定性的核心概念。

船舶通过将重心放置在低于水面的位置，以确保良好的稳定性。

此外，分布在船体内部的重量，如燃料、货物和设备，也会影响轮船的稳定性。

五、辅助系统轮船还配备了各种辅助系统来满足船员和乘客的需求。

例如，船舶配备了供应电力的发电机组，以支持电力设备和船舶系统运行。

此外，还有救生设备、通信设备和导航系统等辅助系统。

六、总结通过本文，我们深入了解了轮船的工作原理。