船舶航向稳定性与保向性

1. 直航船操一定舵角后，其转舵阶段的：A. 横移速度较小，横移加速度较小B. 横移速度较小，横移加速度较大C. 横移速度较大，横移加速度较大D. 横移速度较大，横移加速度较小2. 船舶旋回圈中的进距是指：A. 自操舵起，至航向改变90°时，其重心在原航向上的横向移动距离B. 自操舵起，至航向改变90°时，其重心在原航向上的纵向移动距离C. 自操舵起，至航向改变180°时，其重心在原航向上的横向移动距离D. 自操舵起，至航向改变180°时，其重心在原航向上的纵向移动距离3. 船舶航行中，突然在船首右前方近距离发现障碍物，应如何操纵船舶避离之？A. 立即操右满舵，待船首避离后，再操左满舵，使船尾避离B. 立即操右满舵，待船首避离后，保持右满舵，使船尾避离C. 立即操左满舵，待船首避离后，保持左满舵，使船尾避离D. 立即操左满舵，待船首避离后，再操右满舵，使船尾避离4. 船舶通过预配风流压差保持行驶在预定航线上，此时实现的是：A. 位置稳定性B. 直线稳定性C. 方向稳定性D. 方向和位置稳定性5. 船舶航向稳定性与船体水下侧面积形状分布和纵倾情况有关:A. 船尾钝材、尾倾越大，航向稳定性越好B. 船首钝材、尾倾越大，航向稳定性越好C. 船首钝材、首倾越大，航向稳定性越好D. 船尾钝材、首倾越大，航向稳定性越好6. 保向性与航向稳定性有关:A. 航向稳定性越好，保向越容易B. 航向稳定性越差，保向越容易C. 航向稳定性越好，保向越困难D. 保向性与航向稳定性无关7. 船舶从静止状态起动主机前进直至达到常速，满载船的航进距离约为船长的：A. 15倍，轻载时约为满载时的1/2～2/3B. 20倍，轻载时约为满载时的1/2～2/3C. 15倍，轻载时约为满载时的1/3～1/2D. 20倍，轻载时约为满载时的1/3～1/28. 一船的操纵性指数K值越小，则说明该船：A. 旋回性越差B. 旋回性越好C. 应舵越快D. 应舵越慢9. 船舶倒车停止性能或最短停船距离是指船在前进三中开后退三，从______停止时船舶所前进的距离。

船舶操纵性能知识点大全一、舵效1．船舶舵效的概念船舶舵效（steerage）是指运动中的船舶在操一定舵角之后，使船舶在一定的时间、一定的水域内，所取得的船舶转头角的大小，其表征的是船舶对操舵响应的快慢。

若船舶在操舵后，能在较短时间内、较小的水域内，转过较大的角度，则船舶的舵效较好；反之则认为舵效较差。

在定量表示船舶舵效的优劣时，可以使用舵效指数的概念，即船舶操纵性指数K/T，K/T值越大，说明船舶的舵效越好。

但在比较不同船舶的舵效优劣时，需要用K/T的无因次值来表示。

2．影响舵效的因素（1）舵角。

舵角越大，舵效越好。

在实际操船中，增大舵角是提高船舶舵效的有效措施。

（2）舵速。

即舵处的有效来流速度，舵速越大，舵的正压力以及舵力转船力矩也越大，舵效越好。

舵速由船速、伴流速度和螺旋桨排出流速度三部分组成。

（3）船舶的排水量。

船舶的排水量越大，其转动惯量也越大，舵效变差。

对于同一船舶而言，当吃水增加时，舵效变差。

（4）船舶纵倾。

虽然船舶首倾时船舶本身的旋回性变好，但从对舵效的影响看，首倾时舵效较差，适当尾倾时舵效比较好。

（5）船舶横倾。

船舶横倾对舵效的影响与船舶横倾对旋回性的影响相同。

（6）舵机性能。

船舶操舵所需的时间越短，舵效越好。

（7）风、流、浅水等外界因素。

当受风影响使船首迎风偏转时，船舶迎风转向时的舵效比较好，顺风转向时则舵效较差；当受风影响使船首顺风偏转时则相反。

前进中的船舶满载或高速前进中的船舶在风中一般均表现为船首迎风偏转，而空载船或船速很低时则表现为顺风偏转。

船舶在顺流中转向，舵效变差，而顶流时舵效变好。

船舶在浅水中，由于船舶旋回阻尼力矩增大，舵效较深水中差。

二、旋回性定速直航（一般为全速）的船舶操一定舵角（一般为满舵）后，其重心所描绘的轨迹叫做旋回圈（turning circle）。

注意区分：初始回转性（initial turning ability）,也称改向性，是指船舶对中等舵角的反应能力，是衡量直航船改变航向能力的性能指标，与操舵后船舶航行距离和航向角变化量有关。

船舶操纵问答题1、何谓航向稳定性？如何判别？答：船舶航⾏中受到风、浪、流等极⼩的外界⼲扰作⽤，使其偏离原来运动状态。

在外来⼲扰消失后，保持正舵的条件下，船舶能回到原来运动状态的能⼒。

判别：1）外⼒⼲扰消失后，在正舵条件下，如船舶最终能以⼀个新航向作直线运动，称直线稳定性；2）外⼒消失后，在正舵条件下，如船舶最终能恢复到原航向上作直线运动，仅与原来运动轨迹存在⼀个偏量，称⽅向稳定性；3）外⼒⼲扰消失后，在正舵条件下，如船舶最终能⾃⾏恢复到原来航线上，航向与原航向相同，且运动轨迹⽆偏离，称具有位置稳定性；4）外⼒⼲扰消失后，最终进⼊⼀个回转运动，称该船不具备航向稳定性；2、何谓航向改变性？哪些因素影响航向改变性？答：表⽰船舶改向灵活的程度，通常由原航向改驶新航向时，到新航向的距离来表⽰船舶改向性的优劣。

航向改变性通常⽤初始回转性能和偏转抑制能⼒来衡量。

初始回转性能是指船舶对操舵改变航向的快速响应性能：由操舵后船舶航进⼀定距离上船⾸转过的⾓度⼤⼩来衡量；偏转抑制性能：指船舶偏转中操正舵、反向压舵，使船舶停⽌偏转保持直线航⾏的性能；影响航向改变性的因素：1)⽅型系数Cb⼤，旋回性好；2）舵⾓：⼤舵⾓，旋回性好；3）吃⽔与吃⽔差；4）横倾；5）浅⽔；6）其他因素：（如强风、强流等）3、掌握船舶变速性能（冲程、冲时）对船舶操纵有何意义？影响紧急停船距离（冲程）的因素有哪些？答：前进中的船舶完成变速过程中所前进的距离，称为冲程，所经历的时间，称为冲时。

当船舶进⾏启动、变速、停车、倒车时因惯性的存在，采取上述措施时，需经⼀段时间，航⾏⼀段距离，才能从⼀种定常运动状态改变到另⼀种运动状态。

意义：在实际操纵船舶时，应充分考虑到本船的冲程和冲时（即考虑⼀提前量）才能得⼼应⼿地及时将船停住或避让来往船舶或及时避开障碍物，才能采取⼀切有利于安全航⾏的措施，避免紧迫局⾯和事故的发⽣。

尤其要掌握倒车停船性能，当快速航进中，遇到紧急情况时，只有在充分了解本船的紧急停船距离，才能避免碰撞的发⽣。

船舶的操纵性能（旋回性、冲程、保向性、改向性以及船舶变速运动性能）船舶驾驶人员必须较好地掌握船舶操纵知识，了解本船的操纵性能以及各种外界条件对本船操纵性能的影响，才能正确操纵船舶；准确控制船舶的运动。

往往一艘操纵性能良好的船舶，具有稳定地保持运动状态和迅速准确地改变运动状态的性能。

一、旋回性能是船舶操纵中的重要部分，它包括的因素有偏移或反移量、进距、横距、旋回初径、漂角、转心、旋回时间、旋回中的降速和横倾等。

这些数值是在船舶满载，半载以及空载等不同的状态下实测所得，掌握这些要素，对避让船舶、狭窄区域旋回或掉头等情况下安全操纵船舶有着重要的作用，也是判定船舶是否处于安全操纵范围内的重要参数。

偏移或反移量（KICK）是船舶重心向转舵相反一舷横移的距离，满载时其最大值约为船长的1%左右，但船尾的反移量较大，其最大值约为船长的1/10—1/5，可趁利避害的加以运用，如来船已过船首，且可能与船尾有碰撞危险，紧急情况下可向来船一侧满舵利用反移量避免碰撞（有人落水时向人落水一舷操满舵也是利用该反移量）；进距（ADVCNCE）是开始转舵到航向转过任一角度时中心所移动的纵向距离，旋回资料中提供的纵距通常特指转过90度的进距，即最大进距，其值约为旋回初径的0.85—1.0倍，熟练掌握可常帮助我们正确判断船首来船或危险的最晚避让距离；横距（TRANSPER）是开始转舵到航向90度时船舶中心所一定的横向距离，其值约为旋回初径的0.55倍；旋回初径（TACTICAL DIAMETER）是船舶开始转舵到航向180度时重心所移动的横向距离，其值约为3-6倍船长；旋回直径（PINAL IAMETER）是船舶做定常旋回运动时的直径，约为旋回初径的0.9-1.2倍。

漂角（DRIPT AUGTE）是船舶旋回中船首与重心G点处旋回圈切线的方向夹角，其值约在3度—15度之间，漂角约大，其旋回性能越好；转心P是旋回圈的曲率中心O到船舶首尾线所做垂线的垂点，该点处的漂角和横移速度为零，转心P约在船首柱后1/3-1/5船长处，因此，旋回中尾部偏外较船首里为大，操船是应特别注意；旋回时间是旋回360度所需要的时间，它与排水量有密切关系，排水量大，旋回时间增加，比如万吨船快速满舵旋回一周约为6MIN，而超大型船舶旋回时间几乎增加一倍；旋回中的降速系由船体斜航阻力增加，舵阻力以及推进效率降低而造成的，所降部分为航速的1/4-2/4不等；旋回产生的横倾，它是一个应注意的不安全因素，旋回初出现向用舵方向一侧的内倾，倾角较小，时间也较短，不久随着转头角度速度增加，将出现向用舵反侧的外倾，对于GM值较小的集装箱船等，在操纵中应特别注意。

1、何谓航向稳定性？如何判别？答：船舶航行中受到风、浪、流等极小的外界干扰作用，使其偏离原来运动状态。

在外来干扰消失后，保持正舵的条件下，船舶能回到原来运动状态的能力。

判别：1）外力干扰消失后，在正舵条件下，如船舶最终能以一个新航向作直线运动，称直线稳定性；2）外力消失后，在正舵条件下，如船舶最终能恢复到原航向上作直线运动，仅与原来运动轨迹存在一个偏量，称方向稳定性；3）外力干扰消失后，在正舵条件下，如船舶最终能自行恢复到原来航线上，航向与原航向相同，且运动轨迹无偏离，称具有位置稳定性；4）外力干扰消失后，最终进入一个回转运动，称该船不具备航向稳定性；2、何谓航向改变性？哪些因素影响航向改变性？答：表示船舶改向灵活的程度，通常由原航向改驶新航向时，到新航向的距离来表示船舶改向性的优劣。

航向改变性通常用初始回转性能和偏转抑制能力来衡量。

初始回转性能是指船舶对操舵改变航向的快速响应性能：由操舵后船舶航进一定距离上船首转过的角度大小来衡量；偏转抑制性能：指船舶偏转中操正舵、反向压舵，使船舶停止偏转保持直线航行的性能；影响航向改变性的因素：1)方型系数Cb大，旋回性好；2）舵角：大舵角，旋回性好；3）吃水与吃水差；4）横倾；5）浅水；6）其他因素：（如强风、强流等）3、掌握船舶变速性能（冲程、冲时）对船舶操纵有何意义？影响紧急停船距离（冲程）的因素有哪些？答：前进中的船舶完成变速过程中所前进的距离，称为冲程，所经历的时间，称为冲时。

当船舶进行启动、变速、停车、倒车时因惯性的存在，采取上述措施时，需经一段时间，航行一段距离，才能从一种定常运动状态改变到另一种运动状态。

意义：在实际操纵船舶时，应充分考虑到本船的冲程和冲时（即考虑一提前量）才能得心应手地及时将船停住或避让来往船舶或及时避开障碍物，才能采取一切有利于安全航行的措施，避免紧迫局面和事故的发生。

尤其要掌握倒车停船性能，当快速航进中，遇到紧急情况时，只有在充分了解本船的紧急停船距离，才能避免碰撞的发生。

船舶操纵思考题1.什么是船舶操纵？它包括哪些内容？2.什么是船速、漂角、转心？漂角和转心的位置是如何变化的？3.影响水动力大小的因素有哪些？什么是水动力中心？如何判断水动力中心的位置？4.船舶阻力有哪几部分构成？各含义怎样？5.船舶操纵包括哪些？船舶操纵优劣通过什么来判别？6.什么是操纵性指数K、T值？其大小说明了什么？7.什么是航向稳定性和保向性？两者的关系怎样？航向稳定性是通过什么来判断的？8.船舶旋回性指标和旋回要素有哪些？旋回过程有几个阶段？各阶段船舶是怎样变化的？9.什么是船舶冲程？进行船舶操纵性试验时，要在什么条件下进行？进行各种实验的目的是什么？船舶操纵性衡准的依据是什么？10.船舶排水量、长宽比、方形系数对船舶船舶操纵性有什么影响？11螺旋桨几何参数有哪些？其工作原理怎样？12.什么是伴流？伴流分布的特点是怎样的？13.什么是滑失比？其对推力和舵效有什么影响？14.船舶功率和船速有哪些？各含义怎样？15.什么是船舶螺旋桨横向力？各种横向力的原理和方向怎样？16.舵的工作原理怎样？影响舵力大小的因素有哪些？船舶操舵时在纵向和横向方面有什么变化？17.什么是舵效？影响舵效的因素有哪些？船舶如何提高舵效？18.船舶前进和后退中，单独使用侧推器，船舶是如何运动的？19.双车船在船舶转向时，如何提高船舶的回转速度？使用拖船协助船舶操纵时，拖缆有什么要求？20.什么是风压力？其大小与哪些因素与关？什么是风压中心？其位置是如何变化的？21.船舶在各种情况下受风的偏转规律怎样？22.流对舵力和舵效有什么影响？船舶在弯道航行中，流对船舶有什么影响？23.什么是受限水域？浅水和深水是如何划分的？船舶进入浅水区航行时，其运动状态有什么变化？24.什么是岸壁效应？船间效应？影响其大小的因素有哪些？25．船舶航行过程中船体的沉升是如何变化的？确定富余水深要考虑哪些因素？欧洲引航协会和日本濑户内海富余水深是如何规定的？26.船舶选择掉头水域有何要求？制动水域有什么规定？27．船舶用锚有何作用？锚地选择有什么要求？锚力的大小与哪些因素有关？28.船舶靠泊系缆通常有哪些？各缆有何作用？靠离泊时系解缆的顺序怎样？29.接送引航员时，引航员梯有什么要求？操纵船舶有什么要求？30.船舶掉头方向是如何选择的？船舶锚泊方式有哪些？各适用何处？锚链的出链长度如何计算？31.什么偏荡？其对船舶有什么影响？什么是走锚？如何防止走锚？发生走锚，应如何采取措施？32.船舶靠泊要掌握什么要点？33.什么是波浪、有义波、风浪、涌浪、波浪遭遇周期？船舶在波浪中航行，有哪些摇荡现象？34.什么是横摇、纵摇、垂荡、谐摇？如何减轻这些因素的影响？35.船舶顶浪航行有哪些不利因素？如何减轻这些因素的影响？36.船舶在大风浪中航行，如何进行操纵？如何掌握掉头时机？37.如何判断船舶处于台风区的位置？如何操纵船舶避离台风区？38.船舶在冰区航行，进入冰区时要注意什么？39.船舶脱浅的方法有哪些？船舶发生碰撞后如何操纵船舶？40.发现有人落水，应如何操纵船舶？绘图说明搜寻落水者的方法和适用时机？41.进行搜寻时，搜寻区域怎么规定？搜寻模式有哪些？作业三1.什么是操纵性指数K、T值？其大小说明了什么？2.什么是航向稳定性和保向性？两者的关系怎样？航向稳定性是通过什么来判断的？3.什么是走锚？发生走锚，应如何采取措施？4.船舶顶浪航行有哪些不利因素？如何减轻这些因素的影响？5.如何判断船舶处于台风区的位置？如何操纵船舶避离台风区？作业四：单项选择题，请选择一个正确答案，每小题1分，共100分：1. 直航船操一定舵角后，其旋回初始阶段的船体：A. 开始向操舵一侧横移，横移速度较小B. 开始向操舵相反一侧横移，横移速度较大C. 开始向操舵一侧横移，横移速度较大D. 开始向操舵相反一侧横移，横移速度较小2. 直航船操一定舵角后，其加速旋回阶段的：A. 转向角速度为变量，横移速度为常量B. 转向角速度为常量，横移速度为变量C. 转向角速度为变量，横移速度为变量D. 转向角速度为常量，横移速度为常量3. 船舶作舵旋回进入定常旋回阶段后，下列叙述哪项不正确？A. 作用于船体的合力矩为零B. 角速度达最大C. 角加速度达最大D. 船舶降速达到最大4. 旋回圈是指直航中的船舶操左（或右）满舵后：A. 船尾端描绘的轨迹B. 船舶重心描绘的轨迹C. 船舶转心P描绘的轨迹D. 船首端描绘的轨迹5. 有关船舶在旋回中降速的说法不正确的是：A. 船舶旋回中因舵阻力增加而引起降速B. 船舶旋回中因推进器效率下降而引起降速C. 瘦削型货轮比肥大型油轮产生更多旋回降速D. 相对旋回初径DT/L越小，则旋回中降速越多6. 若外界条件相同，同一船舶旋回时:A. 满载时进距大，旋回初径小B. 满载时进距小，旋回初径大C. 轻载时进距和旋回初径均大D. 轻载时进距和旋回初径均小7. 船舶航行中，突然在船首右前方近距离发现障碍物，应如何操纵船舶避离之？A. 立即操右满舵，待船首避离后，再操左满舵，使船尾避离B. 立即操右满舵，待船首避离后，保持右满舵，使船尾避离C. 立即操左满舵，待船首避离后，保持左满舵，使船尾避离D. 立即操左满舵，待船首避离后，再操右满舵，使船尾避离8. 对于航向稳定性较好的船舶，其追随性和螺旋实验滞后环的特点为：A. 追随性较好，螺旋实验滞后环的宽度较窄B. 追随性较差，螺旋实验滞后环的宽度较窄C. 追随性较差，螺旋实验滞后环的宽度较宽D. 追随性较好，螺旋实验滞后环的宽度较宽9. 船舶航向稳定性与船体水下侧面积形状分布和纵倾情况有关:A. 船尾钝材、尾倾越大，航向稳定性越好B. 船首钝材、尾倾越大，航向稳定性越好C. 船首钝材、首倾越大，航向稳定性越好D. 船尾钝材、首倾越大，航向稳定性越好10. 关于船舶保向性，下述哪项正确？A. 保向性与航向稳定性有关，与操舵人员的技能无关B. 保向性与航向稳定性有关，与操舵人员的技能有关C. 保向性与航向稳定性无关，与操舵人员的技能无关D. 保向性与航向稳定性无关，与操舵人员的技能有关11. 船舶倒车冲程与水深、船舶污底程度有关，在其他情况相同的条件下:A. 水深越大、船舶污底越严重，倒车冲程越大B. 水深越大、船舶污底越轻微，倒车冲程越大C. 水深越小、船舶污底越严重，倒车冲程越大D. 水深越小、船舶污底越轻微，倒车冲程越大12. 通过哪种标准试验方法来判断船舶的停船性能？A. 旋回试验B. Z型试验C. 螺旋试验D. 倒车试验13. 下列哪项叙述是正确的？A. 螺旋试验所需水域大，费时长B. 逆螺旋试验所需水域大，费时短C. 螺旋试验所需水域小，费时短D. 逆螺旋试验所需水域小，费时长14. IMO船舶操纵性衡准中要求全速倒车冲程指标的基准值为（L为船长）：A. ＜16LB. ＜15LC. ＜14LD. ＜13L15. 在船舶吃水一定的情况下，船舶基本阻力随船速的增大而增加，且:A. 在低速时基本呈线性关系，高速时呈非线性关系B. 在低速时呈非线性关系，高速时基本呈线性关系C. 在低速和高速时都基本呈非线性关系D. 在低速和高速时都基本呈线性关系16. 螺旋桨的滑失越小，则:A. 推力越小、舵效越差B. 推力越大、舵效越好C. 推力越小、舵效越好D. 推力越大、舵效越差17. 对于给定的螺旋桨，哪种情况下进车推力最大？A. 高速前进时B. 低速前进时C. 低速后退时D. 静止中18. 船舶的推进效率是指:A. 有效功率与机器功率之比B. 机器功率与有效功率之比C. 有效功率与收到功率之比D. 收到功率与有效功率之比19. 一般港内船速要比海上船速低，其主要原因包括：A. 港内航行阻力增大，为了减小主机扭矩而降低船速B. 港内航行阻力增大，为了增大主机扭矩而降低船速C. 港内航行阻力减小，为了减小主机扭矩而降低船速D. 港内航行阻力减小，为了增大主机扭矩而降低船速20. 螺旋桨沉深横向力的产生的原因包括：A. 受伴流影响导致螺旋桨上下桨叶转力不同B. 受伴流和螺旋桨上桨叶所处水深的影响C. 表层水密度的降低导致螺旋桨上下桨叶转力不同D. 螺旋桨上桨叶所处水层吸入空气、螺旋桨上下桨叶转力上大下小21. 船速与伴流横向力的关系是：A. 船速为零，伴流横向力最大B. 船速增大，伴流横向力增大C. 船速为零，伴流横向力最小D. 船速增大，伴流横向力减小22. 单车船静止中倒车，螺旋桨产生的横向力的大小排列顺序为:A. 伴流横向力＞沉深横向力＞排出流横向力B. 沉深横向力＞伴流横向力＞排出流横向力C. 排出流横向力＞沉深横向力＞伴流横向力D. 伴流横向力＞排出流横向力＞沉深横向力23. 操舵后，舵力对船舶运动产生的影响，下面说法正确的是：A. 使船产生尾倾B. 使船产生首倾C. 使船旋转D. 使船速增大24. 锚的抓力大小与______有关。

船舶操纵考点总结船舶操纵考点总结第一章船舶操纵性能1.船舶由静止状态进车，达到相应稳定航速的前进距离与船舶排水量成正比，与相应的稳定的船速的平方成正比，与螺旋桨推力成反比。

2.船舶由静止状态进车，达到相应稳定航速的时间与船舶排水量成正比，与相应的稳定的船速的成正比，与螺旋桨推力成反比。

3.船舶由静止状态启动主机，到达到常速，满载船的航进距离约为船长的20倍，轻载约为满载的1/2---2/3。

4.船停船距离（冲程）/冲时：船在前进中下令停止主机至船对水停住的滑行距离和时间。

5.实测停车距离（冲程）/冲时：船在前进中下令停止主机至船对水余速将至2节时或对水速度降低到保持舵效的最低速度的滑行距离和时间。

6.停车冲程与船速的平方成正比，与排水量成正比。

7.航行船舶停车后速度变化：呈非线性变化，开始时速度下降快，而后下降慢，至终为0 8.影响冲程大小的因素与：排水量、初速度、船舶阻力、污底和浅水有关。

9.减速常数是指船舶停车后船速每递减一半所需的时间，减速常数随排水量的不同而不同，一般万吨船约为4Min.10.倒车距离（冲程）/冲时：船在前进中下令倒车至船对水停住移动时的滑行距离和时间。

11.倒车停止性能：从发令开始至船对水停止移动的这段时间所前进的距离。

12.实测倒车距离（冲程）/冲时：船在前进中下令倒车至船对水停住时的滑行距离和时间。

13.倒车停船距离：万吨级6-8L,5万吨8-10L，10万吨10-13L，15-20万吨级13-16L14.航行中船舶下令倒车后，速度的变化是主机倒车转速达到最大时下降快。

15.船舶航行中进行倒车，通常在关闭油门后，等船速降至全速的60%-70%,转速降至额定转速的25%-35%，停止主机在进行倒车启动。

16.全速倒车后，右旋螺旋桨船，向右偏转，航向变化可能超过90度，压载状态较满载状态右偏量更大。

左满舵比右满舵旋回圈小。

17.主机换向所需时间：蒸汽机指示功率60-90s,内燃机制动功率90-120s，汽轮机轴功率120-180s。

{（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。

操纵性绪论操纵性定义：船舶按照驾驶者的意图保持或改变其运动状态的性能，即船舶能保持或改变航速、航向和位置的性能。

操纵性内容：1. 航向稳定性：表示船舶在水平面内的运动受扰动而偏离平衡状态，当扰动完全消除后能保持其原有平衡状态的性能。

2．回转性：表示船舶在一定舵角作用下作圆弧运动的性能。

3．转首性和跟从性：表示船舶应舵转首及迅速进入新的稳定运动状态的性能。

4. 停船性能：船舶对惯性停船和盗车停船的相应性能。

附加质量和附加惯性矩：作不定常运动（操纵和耐波运动）的船舶，除了船体本身受到愈加速度成比例的惯性力外，同时船体作用于周围的水，使之得到加速度。

根据作用力和反作用力，水对船体存在反作用力，这个反作用力称为附加惯性力。

附加惯性力是与船的加速度成比例的，其比例系数称为附加质量。

船舶操纵一、操纵运动方程1.1坐标系一、固定坐标系：固定坐标系是固结在地球表面，不随时间而变化的，如图所示。

首向角ψ：X 0与X 的夹角（由X 0转向X ，顺时针为正）。

二、运动坐标系：运动坐标系是固结在船体上的，随船一起运动的，如图所示。

重心坐标：X OG 、Y OG ； 船速：V 重心G 瞬时速度； 航速角ψ0：X0轴与船速V 夹角(顺时针为正)；漂角：β船速与X 轴夹角(顺时针为正)； 回转角速度：γ=dψdt；回转曲率：R 右舷为正； 舵角：δ左舷为正。

三、枢心：回转时漂角为零点、横向速度为零的点。

1.2线性运动方程一、坐标转换00cos sin sin cos ψψψψ=-=+G G x u v y u v二、简化方程当重心在原点处：X G =0 运动坐标系一般方程：三、对于给定船型、给定流体中的运动情况船型参数和流体特性为已知条件； 操纵运动为缓变过程，忽略高阶小量； 忽略推进器转速影响；操舵过程短暂，忽略转舵加速度。

则可将给定船型流体中受力情况表示如下：由泰勒展开式，用水动力导数表示如下：四、简化后的操纵运动线性方程式：2()()()ψψψψψψ=--=++=++G G Z G X m u v x Y m v u x N I mx vu 00cos sin ψψ=+G G X mx my 00cos sin ψψ=-G G Y mymx ()()ψψψ=-=+=z X m u v Y m v u NI (,,,,,,)(,,,,,,)(,,,,,,)X X u v r u v r Y Y u v r u v r N N u v r u v r δδδ===v r v r v r v r Y Y v Y r Y v Y r Y N N v N r N v N r N δδδδ=++++=++++11111()()()()()()()()v v G r r G v v z r G r v ur v u u r r v u rm Y v Y v mx Y r mu Y r Y mx N v N v I N r mx u N r N δδδδ+=++∆+∆=+--+-+-=--+-+-=1.3水动力导数一、定义：匀速直线运动时，只改变一个运动参数，其他不变引起的作用于船舶水动力对运动参数的变化率。