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实验（实践）目的与要求一、实验（实践）目的《船舶操纵》是航海技术专业重要的专业必修课之一，内容既有一定的理论深度，又体现出较强的实践性。
本课程实验（实践）环节的任务在于满足职业教育和学位教育教学目标，实施履行《STCW 78／95公约》和《中华人民共和国海船船员适任考试、评估和发证规则》以及相关规定，同时承担培养从事教学、科研和管理的高级航海技术专门人才的重要任务。
实验（实践）环节目的在于培养学生树立正确的学习目标，培养扎实、认真的科学态度，掌握基本的船舶的操纵理论、国际避碰规则以及航行值班原则和驾驶台工作程序的有关内容及规定，初步掌握各种条件下的船舶操纵与避碰技术和方法以及海难中应急操船的能力，增强学生的实践经验，培养学生分析判断能力、理论联系实际和创新精神，为从事本专业及相关的工程技术工作打下基础。
二、实验（实践）考核要求根据《大连海事大学课程考核工作管理规定》要求，本课程为考试课，采用百分制计分法，期末考试占总评成绩的70%，平时成绩占总评成绩的30%，期末考试成绩与平时成绩均按百分计（满分100），登录成绩时按比例汇总。
平时成绩包括平时测验、课堂提问、平时作业完成情况、平时学习态度、平时参加实验实训情况等。
不准以课堂考勤情况替代30%左右的平时成绩。
考虑可行性，本门课程平时成绩包括平时测验、平时作业完成情况、平时参加实验实训情况，分数及比例分配为：平时测验成绩占平时成绩的20%（按满分20分计）、平时作业成绩占平时成绩的30%（按满分30分计）、实验实训成绩占平时成绩的50%（按满分50分计）。
三、实践考核标准1.实践考核满分为50分，每项实践内容考核分为10分，具体考核内容包括实操效果、实验记录及分析总结。
考核成绩计入授课记录相应的单元格内，要求保存实验报告。
2.在实操效果评估可结合训练的同时进行，采用的打分或评估方法，应做到有理有据，应当按照质量体系要求填写并保存适当的记录。
3.对某一训练项目评估考试不及格者，准予其补考一次，补考可在培训期问完成补考仍不及格者，必须重新参加该项目的训练。
船舶操纵性：是指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其航速、航向和位置的能力。
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。
回转性：表示船舶在一定舵角作用下作圆弧运动的性能。
转首性：表示船舶应舵转首并迅速进入新的稳定状态的性能. 运动稳定性与机动性制约：小舵角下的航向保持性 、中舵角下的航向机动性 、大舵角下的紧急规避性固定与运动坐标系的关系：漂角：速度V 与OX 轴正方向的夹角β。
舵角：舵与OX 轴之间的夹角δ。
舵速角：重心瞬时速度矢量与O 0X 0轴之间的夹角ψ0。
线性水动力导数意义：船舶作匀速直线运动，在其他参数不变时，改变某一运动参数所引起的作用于船舶的水动力或矩对该参数的变化率。
水动力导数：Xu= Yu= 通常可称对线速度分量u 的导数为线性速度导数．如：Xu 等。
对横向速度分量v 的导数为位置导数，如：Yv 、Nv 等。
对回转角速度r 的导数为旋转导数，如：Nr 、Yr 等。
对各加速度分量和角加速度分量的导数为加速度导数Xu 。
，对舵角δ的导数为控制导数，如：Y δ等。
稳定性：对处于定常运动状态的物体(或系统)，若受到极小的外界干扰作用而偏离原定常运动状态；当干扰去除后，经过一定的过渡过程，看是否具有回复到原定常运动状态的能力。
若能回复，则称原运动状态是稳定的。
直线稳定性：船舶受到瞬时扰动以后，重心轨迹最终恢复成为一条直线,但航向发生了变化。
方向稳定性：船舶受到的瞬时扰动消失以后，重心轨迹最终成为原航线平行的另一直线。
位置稳定性：船舶受到瞬时扰动，当扰动消失以后，重心轨迹最终恢复成为与原来航线的延长线。
稳定衡准数:C=-Y V (mx G u 1-N r )+N V （mu 1-Y r ）；C>0 表示船舶在水平面的运动具有直线稳定性；C<0 则不具有直线稳定性。
影响航向稳定性的因素：(1)为改善其航向稳定性，应使Nr 、Yv 二者的负值增加，从C 的表达式可见，此二者之乘积的正值就越大，显然有利于改善稳定性。
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。
首向角：船舶纵剖面与OoXo轴的交角。
漂角：重心速度与GX轴正方向夹角。
航速角：重心瞬时速度矢量与OoXo轴夹角。
船舶操纵性是指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其航速、航向和位置的性能。
包括小舵角的航向稳定性、中舵角的航向机动性和大舵角的紧急规避性。
内容如下：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。
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。
枢心：回转时漂角为零点、横向速度为零的点。
附加惯性力：作不定常运动的船舶，除本身受到与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，根据作用与反作用力原理，水对船体存在反作用力，这个力称为。
附加质量：附加惯性力是与船的加速度成比例的，其比例系数称为。
水动力导数：位置导数 Yv ,Nv：船体受到一个升力Yv，船体首部和尾部长力方向一致，v都都指向v的负方向，因此合力是一个较大的负值，Yv是一个较大的负值，而水动力矩由于首尾作用相抵消，其绝对值不会很大，因机翼的水动力中心在形成之前，首部作用占优，Nv是一个不大的负值。
加速度导数：Yv点是水动力Y相对于加速度在平衡状态下的变化率，正的加速度的船舶经受一个与加速度相反方向的水反作用力，因此Yv点是一个相当大的负值。
由于船首和船尾对Z轴产生的水动力力矩方向相反，因此水动力矩导数Nv点是一个不大的数值，其符号取决于船型。
旋转导数Yr ,Nr：由于船首和船尾水动力方向相反，因此水动力导数Yr的绝对值不是很大，其符号取决于船型，可正可负。
由于船体回转产生的水动力矩在船首尾有相同的方向，都是阻止船舶回转的，因此水动力矩导数Nr是一个很大的负值。
船舶自主航行试验技术与检验暂行规则(2023)船舶自主航行试验技术与检验暂行规则(2023)的出台标志着我国船舶自主航行试验技术得到了进一步的规范和完善。
自主航行试验技术作为航行领域的重要突破，对于推动航海科技的发展，提升我国航行安全水平，具有重要意义。
本文将就船舶自主航行试验技术与检验暂行规则(2023)进行全面探讨，以便读者更深入地了解这一重要领域。
一、背景介绍船舶自主航行试验技术一直是国际航海领域的热点话题，随着我国航海科技的飞速发展，船舶自主航行试验技术也得到了迅猛的发展。
2023年出台的船舶自主航行试验技术与检验暂行规则，为我国船舶自主航行试验技术的发展提供了更加明确的法规支持，推动了船舶自主航行试验技术的规范化和标准化发展。
这一规则的出台为我国船舶自主航行试验技术的进一步发展奠定了坚实的基础。
二、技术原理与应用船舶自主航行试验技术主要依托于人工智能、遥感技术、导航定位技术等先进技术手段，通过对船舶的感知、决策、执行等环节进行智能化处理，从而实现船舶在各种复杂环境下的自主航行能力。
这一技术的应用将大大提升航行的安全性和效率，对于缓解航行人力不足、降低事故风险等问题具有重要意义。
三、暂行规则的内容与要点船舶自主航行试验技术与检验暂行规则(2023)主要包括了航行试验技术的规范要求、试验检验程序、试验技术标准等内容。
其中，试验技术标准的制定将对船舶自主航行试验技术的研发和应用起到重要推动作用，为技术的进一步完善提供了指导和规范。
四、个人观点与展望船舶自主航行试验技术与检验暂行规则(2023)的出台，标志着我国船舶自主航行试验技术的发展进入了一个新的阶段。
作为一项具有重要战略意义的技术，船舶自主航行试验技术的发展将对我国航行领域的发展起到积极的推动作用，为我国船舶科技的崛起提供了新的动力和支持。
总结回顾船舶自主航行试验技术与检验暂行规则(2023)的出台，为我国船舶自主航行试验技术的发展提供了更加明确的法规支持，推动了船舶自主航行试验技术的规范化和标准化发展。
船舶操纵性试验规范1 范围本规范规定了用差分全球卫星定位系统(DGPS)接收机测试船舶操纵性的方法。
本规范适用于海船实船操纵性试验，水面舰艇可参照执行。
2 试验目的测定船舶操纵性能，绘制船舶驾驶室挂图，检验船舶操纵性能是否满足IMO 相关要求。
3 试验仪器、设备3.1 DGPS 测试系统包括DGPS 接收机、计算机、打印机。
3.2 DGPS 接收机DGPS 接收机应符合GB/T 15527的规定，且在差分信号作用200 n mile 内，定位误差应不大于 5 m（置信度95％，水平精度因子值不大于4）。
如果为双天线DGPS 接收机，定向误差不大于。
接收机应在标定的有效期内使用。
D 13.3 坐标和时间3.3.1 DGPS 测量采用WGS－84大地坐标系。
3.3.2 DGPS 测量采用协调世界时（UTC）记录。
每秒钟采集一组数据。
3.4 应用软件数据处理软件，包括采样软件和数据计算分析软件，应经检验合格认可后方可使用。
4 试验条件4.1 试验海区试验海区应开阔，有足够回旋余地。
水深不应小于船舶吃水的5倍。
4.2 试验海况风力不应大于蒲氏3级，海浪不应超过2级，潮流平稳。
4.3 船舶状态液货船一般为装载状态，其他船舶可为压载状态。
5 试验项目操纵性试验一般包括回转试验、紧急停船和惯性停船试验、Z 形操纵试验、威廉逊（Williamson)救生试验和航向稳定性试验等。
6 试验程序和方法6.1 试验前的准备 6.1.1 天线安装6.1.1.1 天线安装位置应尽量远离无线电干扰。
天线仰角以上的空间对卫星的视野应清晰，天线接地线应与船的接地系统连接。
D 56.1.1.2 天线位置尽可能安装在船舶重心垂直上方，否则应对测试结果进行位置修正。
如果为双天线，则两个天线中心位置的连线应与船舶中纵剖面线方向一致。
6.1.2 卫星信号和差分信号接收6.1.2.1 应能接收到4颗以上有足够强度的卫星信号。
6.1.2.2 应选择差分信号最强的差分台，保证差分信号良好。
实验（实践）1 船舶操纵性试验1.实践内容（1）（选做）：旋回试验（满载、压载），实践要求：完成操作、记录、绘图，求出旋回要素。
1）试验方法：（1）保持船舶直线定常航速；（2）旋回之前一个船长时，记录初始船速、航向角、及推进器转速等；（3）发令，迅速转舵到指定的舵角，并维持该舵角；（4）随着船舶的转向，每隔不超过20秒的时间间隔，记录轨迹、航速、横倾角、及螺旋桨转数等数据。
（5）在整个船舶旋回中，保持舵角、转速不变，直至船舶航向角旋回360º以上。
2）实验报告内容（1）初始状态：船舶首、尾吃水、排水量，初始船速、主机转速。
（2）环境条件：水深、波浪(浪级，涌浪的周期及方向)、流向流速、风向风速。
旋回轨迹和旋回要素绘图离、超越角。
1）试验方法：以10º/10º(分子表示舵角，分母表示进行反向操舵时的航向角)Z形操纵试验为例：（1）保持船舶直线定常航速；发令之前记录初始船速、航向角、及推进器转速等；（2）发令，迅速转右舵到指定的舵角(10º)，并维持该舵角；（3）船舶开始右转，当船舶航向变化量与所操舵角相等时，迅速将舵转为左舵到指定的舵角(10º)，并维持该舵角；（4）当船舶航向改变量与所操左舵角相等时，迅速将舵转为右舵到指定的舵角(10º)，并维持该舵角；（5）如此反复进行，操舵达5次时，可结束一次试验。
除上述10º/10ºZ形操纵试验之外，根据需要，还可进行20º/20º、5º/5ºZ形操纵试验。
2）实验报告内容（1）初始状态：船舶首、尾吃水、排水量，初始船速、主机转速。
（2）环境条件：水深、波浪(浪级，涌浪的周期及方向)、流向流速、风向风速。
Z型试验绘图1）试验方法（1）保持船舶直线定常航速；发令之前记录初始船速、航向角及推进器转速等；（2）发令，将主机由全速进车改为全速倒车；（3）船舶开始减速，当船舶对水速度为0时，可结束一次试验。
