1、第一章 船舶操縱性能 第一節(jié) 船舶旋回性能 根據(jù)船舶在旋回運(yùn)動過程中所受外力特點(diǎn)之變化，以及運(yùn)動狀態(tài)之不同，可將船舶 旋回過程劃分為三個階段-轉(zhuǎn)舵階段、過渡階段和定常旋回階段。 ? 勻速直航船舶做舵后，舵角、橫移速度v、轉(zhuǎn)向角速度r、角加速度 r 和橫移加 ? 速度 v 的變化曲線見圖11。 旋回圈是指定速直航中的船舶操左（或右）滿舵后重心描繪的軌跡。旋回圈是表征 船舶旋回性能的曲線。 1反移量：在旋回轉(zhuǎn)舵階段，由于船舶轉(zhuǎn)動慣量很大還來不及產(chǎn)生較大的旋轉(zhuǎn) 角速度，則在舵產(chǎn)生的橫向力的作用下，產(chǎn)生橫向移動加速度，一定時間后產(chǎn)生橫 向移動速度，使船舶重心產(chǎn)生向轉(zhuǎn)舵相反方向的橫移量，其稱為反移量。一

2、般情況 下，滿舵旋回反移量約為船長的1/100左右，但操船中應(yīng)注意的是，船尾的反移量卻 不容忽視， 其最大量約為船長的1/101/5， 約出現(xiàn)在操舵后船舶的轉(zhuǎn)頭角達(dá)一個羅 經(jīng)點(diǎn)左右的時刻。反移量的大小與船速、舵角、操舵速度、排水狀態(tài)及船型等因素 有關(guān)；船速、舵角越大，反移量越大。 2進(jìn)距：也稱縱距，是指從操舵開始到船舶的航向轉(zhuǎn)過任一角度時重心所移動 的縱向距離，通常將航向角變化90時船舶重心的縱向移動距離稱為進(jìn)距，一般用 Ad表示。它是判斷旋回過程中船舶縱向占用水域范圍的依據(jù)。顯然，進(jìn)距是船舶初 始回轉(zhuǎn)性的特例，即航向角變化90時船舶航進(jìn)的距離。進(jìn)距越小，表示船舶對操 舵的反應(yīng)越迅速，即船舶初

3、始回轉(zhuǎn)性能越好。反之，進(jìn)距越大，表示船舶對操舵的 反應(yīng)越遲鈍，即初始回轉(zhuǎn)性能越差。據(jù)統(tǒng)計，進(jìn)距大約為旋回初徑的0.61.2倍， 一般運(yùn)輸船舶的相對進(jìn)距（Ad/L）在2.84.0之間，最大不應(yīng)超過4.5。 3 橫距： 是指從操舵開始到船舶的航向轉(zhuǎn)過任一角度時船舶重心所移動的橫向距離，通常，將航向角變化90時船舶重心的橫向移動距離稱為橫距。橫距是衡量 船舶航向角變化90時橫向占用水域范圍的判據(jù)。橫距越小，表示船舶對操舵的反 應(yīng)越迅速，即船舶初始回轉(zhuǎn)性能越好。橫距大約為旋回初徑的一半。 4 旋回初徑： 是旋回運(yùn)動的船舶航向角變化180時船舶重心的橫向移動距離， 一般用DT表示。旋回初徑是判斷旋回過程

4、中船舶橫向占用水域范圍的依據(jù)。旋回初 徑越小，船舶旋回性能越好，反之，船舶旋回性能越差。據(jù)統(tǒng)計，一般運(yùn)輸船舶的 相對旋回初徑 T/L） （D 為36， 為保證良好的航向機(jī)動性， 通常應(yīng)保證DT/L在2.8 4.2之間，最大不應(yīng)超過5.0，否則旋回性能較差。 5旋回直徑：是指船舶進(jìn)入定常旋回時的旋回圈直徑。它是判斷船舶定常旋回 過程中占用水域范圍的依據(jù)。對于運(yùn)輸船舶來說通常D（0.91.2）DT。 6滯距：亦稱心距。正常旋回時，船舶旋回軌跡曲率中心O總較操舵時船舶重 心位置更偏于前方。滯距是該中心O的縱距，大約為12倍船長，它表示操舵后到 船舶進(jìn)入旋回的“滯后距離”，也是衡量船舶舵效的標(biāo)準(zhǔn)之一。

5、 7漂角：船舶旋回中首尾線上某一點(diǎn)的線速度與船舶首尾面的交角叫作漂角。 通常，漂角指重心處的漂角，一般船舶重心處漂角大約在315之間，超大型船 舶最大可達(dá)到25左右。漂角越大的船舶，其旋回性越好，旋回直徑也越小。 8轉(zhuǎn)心：是旋回圈的曲率中心O作船舶首尾面的垂線的垂足。船舶前進(jìn)中轉(zhuǎn)心 的位置大約在離船首柱后1/51/3船長處，也可能處于船首前某一點(diǎn)。前進(jìn)中的船 舶開始做舵時的轉(zhuǎn)向位于船舶重心處，在船舶旋回的過渡階段中，轉(zhuǎn)心逐漸前移， 至船舶進(jìn)入定常旋回時轉(zhuǎn)心穩(wěn)定于船舶首尾面上某一點(diǎn)。船舶轉(zhuǎn)心處的漂角為零， 且該處船舶的橫移速度也為零。旋回性能越好、旋回中漂角越大的船舶，旋回時轉(zhuǎn) 心越靠近船首。

6、9 旋回時間： 是指船舶旋回360所需的時間。 它與船舶的排水量有密切關(guān)系， 排水量大，旋回時間增加。萬噸級船舶快速滿舵旋回一周約需6min，而超大型船舶 的旋回時間則幾乎要增加一倍。 10旋回降速：船舶旋回中，由于舵阻力增加、船體的斜航阻力增加和主機(jī)特 性導(dǎo)致推進(jìn)效率降低，使得船速下降。降速幅度與旋回初徑DT有密切的關(guān)系，DT/L 值越小，旋回性越好，降速越顯著。一般船舶旋回中的降速幅度大約為旋回操舵前 船舶速度的25%50%，而旋回性能很好的超大型油輪最大可達(dá)到原航速的65%。 11橫傾：直航船舶操舵不久，將因舵力橫傾力矩而出現(xiàn)少量內(nèi)傾，接著由于 船舶旋回慣性離心力矩的作用，內(nèi)傾將變?yōu)橥鈨A

7、，達(dá)到最大外傾角后，船舶經(jīng)過1 2次搖擺，最后穩(wěn)定于某一定常外傾角上。船舶旋回橫傾大小與船速、所操的舵角、 船舶的旋回性能和船舶的初穩(wěn)性高度GM等有關(guān)。做舵后船舶有大的橫傾且危及船 舶安全時，不應(yīng)回舵，更不應(yīng)操反舵，應(yīng)采取減速措施，以便減小橫傾。 1方形系數(shù)：船舶的方形系數(shù)越大，船舶的旋回性越好，旋回圈越小。 2船體水線下側(cè)面積形狀及分布：船首部分分布面積較大如有球鼻首者，或船 尾比較瘦削的船舶，水線下側(cè)面積幾何形心靠前，水動力作用中心靠近船首，航向 穩(wěn)定性較差，但旋回性較好，旋回圈較小；而船尾部分分布面積較大者如船尾有鈍 材，或船首比較削進(jìn)的船舶，水動力作用中心靠近船尾，航向穩(wěn)定性較好而旋回

8、性 較差，旋回圈較大。 3舵面積比：舵面積比是指舵面積與船體浸水側(cè)面積（LPPd）的比值。舵面積與船長吃水比越大，越提高船舶的旋回性，旋回圈變小。但增加舵面積的同時又 增加了旋回阻尼力矩，當(dāng)舵面積超過一定值后，旋回性就不能提高。也就是說，就 一定船型的船舶而言，舵面積比的大小在降低旋回初徑方面存在一個最佳值。 4吃水：若縱傾狀態(tài)相同，吃水增加時，旋回進(jìn)距增大，橫距和旋回初徑也將 有所增加。 5吃水差：尾傾增大，旋回圈將增大；對于Cb0.8的船舶，若尾傾增大量為 船長的1%，旋回初徑將可增加10%左右；對于Cb0.6的船舶，若尾傾增大量為船長 的1%，旋回初徑將可增加3%左右。 6橫傾：低速時，

9、推力-阻力轉(zhuǎn)矩起主要作用，推首向低舷側(cè)偏轉(zhuǎn)。此時，若 操舵向低舷側(cè)旋回則其旋回圈較小，反之如操舵向高舷側(cè)旋回則其旋回圈較大。高 速時，首波峰壓力轉(zhuǎn)矩起主要作用，推船首向高舷側(cè)偏轉(zhuǎn)。此時，如操舵向低舷側(cè) 旋回其旋回圈較大，反之如操舵向高舷側(cè)旋回則其旋回圈較小。 7船速：一般說來，船速對船舶旋回所需時間的長短具有明顯的影響，但對旋 回初徑大小的影響卻呈現(xiàn)較為復(fù)雜的情況。 8操舵時間：操舵時間主要對船舶的進(jìn)距影響較大，進(jìn)距隨操舵時間的增加而 增加，而對橫距和旋回初徑的影響不大，旋回直徑則不受其影響。 9 旋回方向： 對于右旋固定螺距螺旋槳單車船而言， 在其他條件相同的情況下， 向左旋回時的旋回初徑要

10、比向右旋回時的旋回初徑要小一些。但對于超大型船舶而 言，這一差別很小。 1旋回初徑：用來估算船舶用舵旋回掉頭所需的水域； 2橫距：用來估算轉(zhuǎn)首后，船舶與岸或其他船舶是否有足夠的間距； 3滯距：用來推算兩船對遇時無法旋回避讓的距離，即兩船對遇時的距離小于 兩船的滯距之和，則用舵無法避讓； 4進(jìn)距：兩船的進(jìn)距之和可用來推算對遇時的最晚施舵點(diǎn)。緊急避讓時可 用來確定避讓措施，如滿舵進(jìn)距小于倒車沖程時，采用滿舵避讓；反之，則采取倒 車避讓。 5反移量：本船航行中發(fā)現(xiàn)有人落水時，應(yīng)立即向落水者一舷操舵，使船尾 迅速擺離落水者，以免使之卷進(jìn)船尾螺旋槳流之內(nèi)。在船首較近的前方發(fā)現(xiàn)障礙 物時，為緊急避開，應(yīng)立

11、即操滿舵盡量使船首讓開，當(dāng)估計船首已可避開時，再操 相反一舷滿舵以便讓開船尾。當(dāng)船舶前部已離出碼頭，擬進(jìn)車離泊時，如操大舵 角急欲轉(zhuǎn)出，則由于尾外擺而將觸碰碼頭。為避免發(fā)生事故應(yīng)適當(dāng)減速，待駛出一 段距離后再使用小舵角慢慢轉(zhuǎn)出。 6滯距：可作為確定新航向距的依據(jù)，用來確定轉(zhuǎn)向時機(jī)，以便船舶轉(zhuǎn)向后行 駛在計劃航航線上。 第二節(jié) 船舶航向穩(wěn)定性及船舶操縱性指數(shù) 直航中的船舶受到瞬時的外力干擾， 如果干擾過去后， 在不用舵糾正的前提下， 船舶最終能夠停止偏轉(zhuǎn)恢復(fù)直線運(yùn)動，則稱為直線運(yùn)動穩(wěn)定或動航向穩(wěn)定。穩(wěn)定得 較快、慣性轉(zhuǎn)頭角較小的船，其動航向穩(wěn)定性較好；穩(wěn)定得較慢、慣性轉(zhuǎn)頭角較大 的船舶，其動航向

12、穩(wěn)定性較差。如船舶不能穩(wěn)定在新的航向上作直線運(yùn)動，而一直 偏轉(zhuǎn)下去時，則該船舶不具備動航向穩(wěn)定性。干擾過去后，在不用舵糾正的前提下，如果船舶最終能夠恢復(fù)到與原航向相同 的直線運(yùn)動，則稱為方向穩(wěn)定。 干擾過去后，在不用舵糾正的前提下，如果船舶最終能夠恢復(fù)到原航跡線的延 長線上作直線運(yùn)動，則稱為位置穩(wěn)定。 一艘航向穩(wěn)定性較好的船舶，直航中即使很少操舵也能較好地保向；而當(dāng)操舵 改向時，又能較快地應(yīng)舵；轉(zhuǎn)向中回正舵，又能較快地把航向穩(wěn)定下來。其特點(diǎn)是 對舵的響應(yīng)運(yùn)動來得快，耗時短，因而舵效比較好，追隨性也較好。 正螺旋試驗得到的r曲線存在兩種基本類型，航向穩(wěn)定的船舶，試驗結(jié)果為r 與具有單值關(guān)系；航向

13、不穩(wěn)定的船舶，r-曲線系構(gòu)成一個滯后環(huán)，其高度和寬度 越大，表明船舶航向穩(wěn)定性越差。 逆螺旋試驗獲得的r曲線同樣存在兩種基本類型，航向穩(wěn)定的船舶，試驗結(jié) 果為r與具有單值關(guān)系；如果船舶不具備航向穩(wěn)定性，則r-關(guān)系存在一個多值對應(yīng) 的S曲線，其高度和寬度越大，表明船舶航向穩(wěn)定性越差。 一般說來，方形系數(shù)較低、長寬比較高的船舶具有較好的航向穩(wěn)定性。類似超 級油輪之類的肥大型船舶，其航向總帶有不穩(wěn)定性，因此，這種船舶在小舵角保向 航行中，船首的偏擺角度往往較大，并給人以穩(wěn)不住的感覺。 水下船體側(cè)面積對航向穩(wěn)定性影響也較大。 船首側(cè)面積較大 （例如帶有球鼻首） 的船舶，斜航（向前）時航向穩(wěn)定性較差，船

14、尾側(cè)面積較大（例如帶有舭龍骨或舵 面積較大、舵寬較大）的船舶航向穩(wěn)定性較好。 對于給定船舶，空載或壓載時往往尾傾較大，尾部水下側(cè)面積較首部大得多， 水動力作用中心要比滿載平吃水時明顯后移，表現(xiàn)為航向穩(wěn)定性變好。 船舶在直線航行過程中受到某種擾動而改變了原航向或航跡，通過操舵抑制或 糾正首搖并使船舶恢復(fù)在原航向或航跡上作直線運(yùn)動，這種運(yùn)動性能稱為船舶保向 性。通過操舵（小舵角）使船舶在短時間內(nèi)能夠恢復(fù)到原航向的直線運(yùn)動，我們就 說該船保向性好，反之則保向性差。 一般來說，航向穩(wěn)定性好的船舶其保向性也相應(yīng)較好，反之則保向性較差。但 不具有航向穩(wěn)定性的船舶，通過頻繁操舵或大舵角也可能保向，但其保向性

15、較差， 即需要在長時間內(nèi)才能使船舶保持新的直線運(yùn)動或只能保持近似的直線運(yùn)動。 影響船舶保向性的因素： （1）方形系數(shù)較低、長寬比較高的瘦削型船舶，其保向性較好；淺吃水的寬體 船保向性較差。 （2）船體側(cè)面積在尾部分布較多者，如船尾有鈍材，其保向性較好；船首水下 側(cè)面積分布較多者，如船首有球鼻首將降低保向性。 （3）較高的干舷將降低船舶在風(fēng)中航行時的保向性。 （4）船舶輕載較滿載時保向性好（受風(fēng)時另當(dāng)別論） 。 （5）船舶尾傾較首傾時的保向性好。 （6）增大所操的舵角，能明顯地改善船舶的保向性。超大型油輪小舵角狀態(tài)下 有航向不穩(wěn)定趨勢，需用較大舵角才能保向。（7）對于同一艘船而言，由于船速的提高

16、船舶保向性將變好。 （8）保向性將因水深變淺而提高，船舶順風(fēng)浪或順流航行中保向性反而降低。 第三節(jié) 船舶變速運(yùn)動性能 船舶在靜止?fàn)顟B(tài)中開進(jìn)車，使船舶達(dá)到與主機(jī)功率相應(yīng)的穩(wěn)定船速所需的時間和 航進(jìn)的距離，稱為船舶的啟動性能。 船舶從靜止?fàn)顟B(tài)逐級動車， 直至達(dá)到定常速度V所航行的距離與排水量成正比， 與航速V的平方成正比，與航速V時的阻力成反比。 根據(jù)經(jīng)驗，從靜止?fàn)顟B(tài)逐級動車，直至達(dá)到定常速度，滿載船舶約需航進(jìn)20倍 船長左右的距離，輕載時約為滿載時的1/22/3。 以某一速度航行的船舶，從發(fā)出主機(jī)停止車令起到船舶對水停止移動時止所需 的時間和滑行的距離，稱為停車沖時和停車沖程。 實船試驗時，船舶

17、對水停止移動一般以船舶維持舵效最小速度為標(biāo)準(zhǔn)計算，萬 噸級船取2kn，超大型船取3kn左右；停車后，船速開始下降較快，隨船速降低，阻 力減小，船速下降趨緩；船舶在常速航行中停車，降速到能維持其舵效的速度時， 一般貨船的停車沖程為船長的820倍，超大型船舶則超過20倍的船長。船越大，停 車慣性越大。 船舶在前進(jìn)三中開后退三，從發(fā)令開始到船對水停止移動所需的時間及航進(jìn)的 距離，稱為倒車沖時和倒車沖程。 在對主機(jī)進(jìn)行換向操縱時，為不致造成主機(jī)轉(zhuǎn)動部分出現(xiàn)過大應(yīng)力或損傷，在 關(guān)閉油門后， 通常要等到船速降至全速的60%70%、 主機(jī)轉(zhuǎn)速降至額定轉(zhuǎn)速的25% 35%時，將壓縮空氣通入氣缸，迫使主機(jī)停轉(zhuǎn)后

18、，再進(jìn)行倒車啟動。從前進(jìn)三到后退 三所需換向時間的長短因主機(jī)類型而異：內(nèi)燃機(jī)船約需90120s；汽輪機(jī)船約需 120180s；蒸汽機(jī)船約需6090s。 根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果，一般中型至萬噸級貨船的緊急停船距離可達(dá)68倍船長；載重 量5萬噸左右的船舶達(dá)810倍船長；載重量10萬噸的船舶可達(dá)1013倍船長；載重 量1520萬噸級的船舶可達(dá)1316倍船長。 （1）船舶排水量：在其他條件相同的情況下，排水量越大，停船距離越大。 （2）船速：若其它因素一定時，船速越高，停船距離越大。 （3）主機(jī)倒車功率、轉(zhuǎn)速和換向時間：若其他條件相同，主機(jī)倒車轉(zhuǎn)速越高、 主機(jī)倒車功率越大， 緊急停船距離越小； 主機(jī)換向時間越短

19、， 緊急停船距離也越小。 （4）船體的污底程度：船體污底越嚴(yán)重，船體阻力越大，停船距離越小。 （5）外界條件。順風(fēng)、順流時停船距離增大；頂風(fēng)、頂流時停船距離減小；在 淺水中由于船舶阻力增加，其停船距離較深水中小。 第四節(jié) 船舶操縱性能試驗旋回試驗是指在試驗船速直航條件下，操左35舵角和右35舵角或設(shè)計最大舵 角并保持之，使船舶進(jìn)行左、右旋回運(yùn)動的試驗。 旋回試驗的目的是，獲得船舶的旋回圈和評價船舶的旋回性能。 船舶沖程測定也稱停船試驗，是指船舶在試驗速度時，進(jìn)行全速倒車，直至船 舶對水完全停止的試驗。其目的是評價船舶的停止慣性。 沖程測定時應(yīng)在風(fēng)流影響較小，且水深不小于 3 Bd 的情況下進(jìn)行

20、，通常采用 投板法測定沖程。由于倒車橫向力的影響采用倒車至船舶停住的過程中船首向改變 90左右。 螺旋試驗包括正螺旋試驗和逆螺旋試驗兩種。螺旋試驗的目的是判定船舶航向穩(wěn) 定性的好壞。 正螺旋試驗是指求取船舶操某一舵角時船舶所能夠達(dá)到的定常旋回角速度的試 驗方法。 逆螺旋試驗是指求取為使船舶達(dá)到某一旋回角速度而需操的平均舵角的試驗方 法。其試驗方法與正螺旋試驗正好相反。 Z形操縱試驗是一種評價船舶首搖抑制性的試驗。可用來判斷船舶旋回性能、追隨 性和航向穩(wěn)定性，獲得船舶操縱性能指數(shù)。 第五節(jié) 船舶操縱性衡準(zhǔn)的基本內(nèi)容1旋回性：旋回圈的進(jìn)距應(yīng)不超過4.5倍船長（垂線間長，下同） ，相應(yīng)的旋回 初徑應(yīng)

21、不超過5.0倍船長。 2 初始回轉(zhuǎn)性： 船舶操左10舵角或右10舵角后， 船首向角從原航向改變10 時，船舶在原航向上的縱向行進(jìn)距應(yīng)不超過2.5倍船長。 3首搖抑制性能和保向性 （1）10/10 Z形操縱試驗測得的第一超越角應(yīng)不超過： 10，當(dāng)L/V10s時； 20，當(dāng)L/V30s時； （51/2（L/V） ），當(dāng)10sL/V30s時。 （2）10/10 Z形操縱試驗測得的第二超越角應(yīng)不超過： 25，當(dāng)L/V10s時； 40，當(dāng)L/V30s時； （17.50.75（L/V） ），當(dāng)10sL/V30s時。 （3）20/20 Z形操縱試驗測得的第一超越角應(yīng)不超過25。 4停船性能：船舶全速倒車停船

22、試驗中的航跡進(jìn)距（Crash Stopping Distance） 不超過15倍船長。但是，對于超大型船舶，主管機(jī)關(guān)認(rèn)為該標(biāo)準(zhǔn)不能滿足時，可進(jìn) 行修訂，但任何情況下不應(yīng)超過20倍船長。第二章車、舵、錨、纜、拖輪在 操船中的運(yùn)用 第一節(jié) 螺旋槳的性能 航行中的船舶所受的阻力包括基本阻力與附加阻力兩個部分。 基本阻力是指新出塢的裸體船（不包括附屬體，如舵、螺旋槳等）在平靜水面 行駛時水對船體產(chǎn)生的阻力。基本阻力由摩擦阻力、渦流阻力和興波阻力構(gòu)成。 附加阻力由污底阻力、附體阻力、空氣阻力（air resistance）和洶濤阻力組成。 船舶的附加阻力與船體的污底程度、附體的多少及結(jié)構(gòu)、風(fēng)浪的大小、航

23、道的淺窄 等因素有關(guān)。 對于給定的船舶，其基本阻力的大小與船舶吃水、航速密切相關(guān)。當(dāng)吃水一定時， 基本阻力與船速有關(guān)，在船速較低時，基本阻力與船速的關(guān)系近似于線性變化，但 當(dāng)船速較高時，則基本阻力隨船速的增加急劇增加，且船速越高增加的幅度越大。 基本阻力中，摩擦阻力的大小取決于船體的濕水面積、船體的粗糙度和船速， 在一般商船速度范圍內(nèi)約占總阻力的70%80%，并與船速的1.852次方成正比。 流向螺旋槳盤面的流稱為吸入流；離開螺旋槳盤面的流稱為排出流。 吸入流的特點(diǎn)是流速較慢，范圍較寬，流線幾乎相互平行；排出流的特點(diǎn)是流 速較快，范圍較小，水流旋轉(zhuǎn)激烈。 船速一定時，螺旋槳轉(zhuǎn)速越高產(chǎn)生的推力越

24、大；反之，轉(zhuǎn)速越低螺旋槳產(chǎn)生的推力 越小。 螺旋槳的轉(zhuǎn)速一定時，船速越高，螺旋槳產(chǎn)生的推力越小；反之，船速越低， 螺旋槳產(chǎn)生的推力越大；船速為零時，螺旋槳產(chǎn)生的推力最大。 螺旋槳的推力除與船速、轉(zhuǎn)速有關(guān)外，還與螺旋槳的結(jié)構(gòu)、螺旋槳沒入水中的 深度以及螺旋槳的滑失有關(guān)。 滑失是指螺旋槳對水的實際速度與理論上應(yīng)能前進(jìn)的速度之差。滑失與螺旋槳 在理論上應(yīng)能前進(jìn)的速度的比值稱之為滑失比。 對于給定的船舶在給定的狀態(tài)下，螺旋槳的推力和轉(zhuǎn)矩的大小主要取決于螺旋 槳的轉(zhuǎn)速和螺旋槳的滑失比。當(dāng)船速一定時，螺旋槳的推力和轉(zhuǎn)矩均與螺旋槳轉(zhuǎn)速 的平方成正比；當(dāng)螺旋槳的轉(zhuǎn)速一定時，船速越低，螺旋槳的滑失比越大，螺旋槳

25、 的推力和轉(zhuǎn)矩也越大，當(dāng)船速為零時，螺旋槳的推力和轉(zhuǎn)矩達(dá)到船舶前進(jìn)中的最大 值。 在實際操船中，船舶駕引人員常常通過降低船速、增加主機(jī)轉(zhuǎn)速提高螺旋槳的 滑失比來提高舵效。 當(dāng)螺旋槳處的伴流增加時，螺旋槳的滑失比增加，提高螺旋槳的推力，從而提 高了螺旋槳的推進(jìn)效率。但伴流降低了舵處的來流速度，因而降低了舵效。 機(jī)器功率，是指主機(jī)發(fā)出的功率。收到功率，是指機(jī)器功率經(jīng)過傳動裝置和其他機(jī)件的摩擦損失，傳至主軸尾端 與螺旋槳連接處的功率。 有效功率，指克服船舶阻力而保持一定船速所需要的功率，它等于船舶阻力與 船速的積。 螺旋槳收到功率與機(jī)器功率的比值稱為傳遞效率，其值通常為0.950.98。 有效功率與

26、收到功率之比稱為推進(jìn)器效率，該值約為0.600.75。 有效功率與主機(jī)機(jī)器功率之比稱為推進(jìn)系數(shù)，該值約為0.50.7。這就是說， 主機(jī)發(fā)出功率變?yōu)榇巴七M(jìn)有效功率后已損失了將近一半。通常船舶阻力與船速的 平方成正比，則主機(jī)功率與船速的3次方約成正比。 新船驗收后的主機(jī)，可供海上長期使用的最大功率稱為額定功率，與其相對應(yīng) 的轉(zhuǎn)數(shù)稱為額定轉(zhuǎn)數(shù)。 在額定功率、額定轉(zhuǎn)速條件下，船舶在平靜的深水域中取得的船速稱為額定船 速。額定船速是船舶在深水域中可供使用的最高船速。 主機(jī)按海上常用輸出功率、常用轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時，在平靜深水域中取得的船速即為 海上船速。 海上功率通常為額定功率的90%， 相應(yīng)的海上常用主機(jī)轉(zhuǎn)

27、速則為額定轉(zhuǎn)速 的96%97%。 港內(nèi)船速指主機(jī)按港內(nèi)各級轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時，在平靜深水域中取得的船速。一般港 內(nèi)的最高主機(jī)轉(zhuǎn)速約為海上常用轉(zhuǎn)速的 70%80%左右。通常港內(nèi)“后退三”時的主機(jī) 轉(zhuǎn)速約為海上常用轉(zhuǎn)速的 60%70%。 微進(jìn)船速是主機(jī)可以輸出的最低功率和最低轉(zhuǎn) 速時的船速。 螺旋槳盤面中心距水面的垂直距離稱為螺旋槳的沉深。沉深與螺旋槳直徑之比稱為 沉深比。 沉深橫向力的產(chǎn)生機(jī)理是由于流體靜壓力隨深度的增加而增大，當(dāng)螺旋槳轉(zhuǎn)動 時，上下槳葉所處的深度不同，在周向（即切線方向）的橫向力方向相反，但大小 不同，因此產(chǎn)生橫向力。 試驗表明，當(dāng)沉深比小于0.650.75時，螺旋槳轉(zhuǎn)動時將產(chǎn)生沉深橫

28、向力，沉 深橫向力推船尾的方向與螺旋槳的轉(zhuǎn)動方向一致。對于右旋固定螺距螺旋槳而言， 進(jìn)車時，沉深橫向力推尾向右，船首左偏；倒車時相反，推尾向左，船首右偏。 沉深橫向力的大小除了與沉深及螺旋槳轉(zhuǎn)速有關(guān)外，受船速的影響較大，在轉(zhuǎn) 速不變的情況下，隨船速的提高，沉深橫向力逐漸減小。 伴流是伴隨船體運(yùn)動而產(chǎn)生的追隨性水流，也稱追跡流。它主要由摩擦伴流、 勢伴流和興波伴流組成。 伴流在螺旋槳處的分布是不均勻的，其分布特點(diǎn)是左右對稱、上大下小。 伴流沿船舶首尾方向的分布也是不均勻的，船舶前進(jìn)時，船首處伴流流速小， 船尾處伴流流速大；而船舶后退時，船首處伴流流速大，船尾處伴流流速小。 船舶在前進(jìn)中，當(dāng)螺旋槳

29、轉(zhuǎn)動時，由于受縱向伴流影響，螺旋槳上部槳葉相對 于水的進(jìn)速比下半部槳葉要低，因此水流的沖角相對較大，所受到的升力也相對較大，因而偏轉(zhuǎn)力也要比下部槳葉的轉(zhuǎn)力要大，該轉(zhuǎn)力之差即為伴流橫向力。 當(dāng)螺旋槳轉(zhuǎn)動，且螺旋槳處有伴流時，螺旋槳所產(chǎn)生伴流橫向力推船尾的方向 與螺旋槳的轉(zhuǎn)動方向相反。對于右旋單槳船而言，前進(jìn)中進(jìn)車時，推尾向左，船首 右偏；船舶在前進(jìn)中倒車時相反，伴流橫向力推尾向右，船首左偏。 伴流橫向力除隨螺旋槳處伴流流速的增大而增大外，還隨螺旋槳轉(zhuǎn)速的提高而 增大，由于船速較低時伴流相應(yīng)減弱，伴流橫向力隨船速的降低而減小。在船舶靜 止或后退中，船尾伴流可以忽略，伴流橫向力也可以忽略。 右旋螺旋

30、槳船前進(jìn)中進(jìn)車，排出流作用在舵上。正舵時，由于旋轉(zhuǎn)作用，螺旋 槳上半部排出流作用在舵葉右下部， 下半部排出流作用在舵葉左上部。 受伴流影響， 上半部排出流軸向速度較小，因此作用在舵上的沖角較大，使舵葉右側(cè)的水動力大 于左側(cè)，造成推尾向左的橫向力-排出流橫向力。 右旋螺旋槳船進(jìn)速較低或后退中倒車時，螺旋槳的排出流打在船體的尾部，由 于船體尾部線型的上肥下瘦，相比較而言，在船尾右舷尾外板上不僅排出流沖角較 大，而且沖擊的外板面積較為寬廣，所以形成較強(qiáng)的沖擊力，使船尾向左偏轉(zhuǎn)，船 首向右偏轉(zhuǎn)-產(chǎn)生排出流橫向力。 右旋固定螺距螺旋槳單槳船的排出流橫向力推尾方向均相左， 使船首向右偏轉(zhuǎn)。 左旋固定螺距螺

31、旋槳單槳船的排出流橫向力推尾方向均相右，使船首向左偏轉(zhuǎn)。 在螺旋槳轉(zhuǎn)速一定的前提下，排出流橫向力的大小主要受船速的影響，船速較 低時排出流橫向力在螺旋槳橫向力中是一個比較大的量，特別是船舶在輕載狀態(tài)且 倒車情況下尤為突出。 1船舶進(jìn)車并有一定速度的排出流時，船首的偏轉(zhuǎn)方向服從于舵。 2船舶倒車時，如船速較快，船首的偏轉(zhuǎn)方向服從于舵，即此時可用舵克服橫 向力；船速較慢時，船首的偏轉(zhuǎn)方向服從于橫向力。 對于雙槳船而言，為了抵消正車前航時的螺旋槳致偏作用，不論是FPP或CPP，兩個 槳的旋轉(zhuǎn)方向總是相反的。在港內(nèi)操縱時，為了充分發(fā)揮螺旋槳致偏作用在操縱中 的優(yōu)越性，固定螺距螺旋槳雙車船多采用外旋式。

32、 雙槳船兩螺旋槳同速進(jìn)車或同速倒車時， 兩螺旋槳的橫向力相互抵消， 正舵時， 船舶保持直航。雙槳船一側(cè)槳進(jìn)車而另一側(cè)槳倒車時，船首向倒車側(cè)偏轉(zhuǎn)。雙槳船 一側(cè)槳進(jìn)車速度慢或倒車速度快，船首則向該進(jìn)車速度慢或倒車速度快一舷偏轉(zhuǎn)。 側(cè)推器作為船舶的輔助操縱裝置，廣泛應(yīng)用于港內(nèi)船舶操縱。靠離碼頭中船舶 的橫向移動、航道內(nèi)低速航行時調(diào)整航向、抑制倒車過程中的船首偏轉(zhuǎn)等都是側(cè)推 器在船舶操縱中的具體應(yīng)用。 側(cè)推器效應(yīng)取決于船舶運(yùn)動狀態(tài)和側(cè)推力的大小、方向及作用點(diǎn)。其中影響最 大的是船舶運(yùn)動狀態(tài)。經(jīng)驗表明，側(cè)推器發(fā)揮作用的航速應(yīng)控制在4 kn以下。 第二節(jié) 舵的作用將舵力可以分解為垂直于舵葉縱剖面的垂向分力

33、（舵的正壓力）和平行于舵葉縱剖 面的舵阻力。舵力的大小與舵速、舵面積和舵角有關(guān)，舵速越大、舵的濕面積越大 以及所做舵角越大時，舵產(chǎn)生的舵力也越大。 舵速，是指舵相對于水的速度，其構(gòu)成為：船速排出流在舵處的軸向分速度舵處的伴流速度。舵壓力的大小與舵速的平方成正比。 航行中，船舶操舵后，舵葉上將產(chǎn)生正壓力，其支點(diǎn)是船舶的重心，所以正壓力產(chǎn) 生的轉(zhuǎn)船力矩為正壓力與力臂的乘積。 舵力臂為重心至舵正壓力作用線的垂直距離。 船舶舵效是指舵力作用（在船體）效果的簡稱。廣義的舵效指，航行中的船舶 操舵后，舵力使船首向做舵方向偏轉(zhuǎn)、船體向做舵相反方向橫移、船體先內(nèi)傾后外 傾和船速下降。 通常所說的舵效為狹義的舵

34、效，指操一舵角后船舶在一定時間、一定水域內(nèi)船 首轉(zhuǎn)過的角度大小。若船舶在操舵后，能在較短時間內(nèi)、較小的水域內(nèi)，轉(zhuǎn)過較大 的角度，則船舶的舵效較好，反之則認(rèn)為舵效較差。 （1）舵角：舵角越大，舵力轉(zhuǎn)船力矩越大，引起的轉(zhuǎn)向幅度越大。在實際轉(zhuǎn)向操縱 中，增大舵角是提高船舶舵效的有效措施。但在小角度保向操縱時，并不是在任何 情況下都是使用大舵角時的效果好。 （2）舵速：在給定舵角下，舵速越大，舵效越好。舵速受船速、伴流和螺旋槳 排出流共同作用，在實際操船中，尤其是在受限水域內(nèi)，降低船速、提高螺旋槳轉(zhuǎn) 速是提高船舶舵效的有效途徑。 （3）船舶的排水量：船舶的排水量越大，舵效變差。對于同一船舶而言，當(dāng)吃

35、水增加時，舵效變差。滿載大船，舵效比較差，其表現(xiàn)為起轉(zhuǎn)遲鈍，停轉(zhuǎn)不易。因 此在港內(nèi)操縱滿載大型船舶時要特別注意，一般宜早用舵、早回舵，而且所用的舵 角也比較大。 （4）船舶縱傾：在保持吃水不變的情況下，船舶首傾時舵的濕水面積變小，舵 力減小，舵效變差，尾傾時相反。 （5） 船舶橫傾： 船舶橫傾高速航進(jìn)中， 粘性壓差阻力較大， 如向低舷一側(cè)轉(zhuǎn)向， 由于低舷側(cè)水阻力較大，舵效較差。如向高舷側(cè)轉(zhuǎn)向，則舵效較好。相反，但船速 比較低時，摩擦阻力起主要作用，向低舷側(cè)轉(zhuǎn)向時舵效較好，而向高舷側(cè)轉(zhuǎn)向時舵 效較差。總而言之，船舶橫傾對舵效的影響不大。 （6）舵機(jī)性能：船舶操舵所需的時間越短，舵效越好。從實際使

36、用情況來看， 液壓舵機(jī)的性能較好， 舵來得快，回得也快；蒸汽舵機(jī)來得慢，回得快，容易把定； 而電動舵機(jī)來得快，回得慢，不易把定。第三節(jié) 錨的運(yùn)用1港內(nèi)操縱用錨分為：拖錨制動、拖錨靠泊、拖錨掉頭、拖錨倒行和拋開錨 控制船首擺動等。 2 錨泊用錨分為： 單錨泊和雙錨泊， 雙錨泊又分為一字錨、 八字錨和平行錨 （一 點(diǎn)錨） 。 3應(yīng)急用錨分為：緊急避讓用錨、防止擱淺觸礁用錨、擱淺后固定船舶用錨、 協(xié)助脫淺用錨和大風(fēng)浪中漂滯用錨。 操縱用錨一般出鏈長度比較短，沒有錨鏈平臥在海底，因此操縱用錨的抓力僅 僅為錨本身的抓力。操縱用錨的抓力除決定于錨的重量和錨型外，還受許多因素的 影響，如海底底質(zhì)、水深、出鏈

37、長度、拋錨方法以及海底地形等。 一般來說。操縱用錨的出鏈長度應(yīng)控制在水深的 2.5 倍左右，拖錨制動時，錨 的抓力約為水中錨重的 1.6 倍，如水深為 10m，可采用出鏈一節(jié)入水或一節(jié)甲板。 如擬靠妥后將開錨絞起，靠泊在 10m 水深泊位時的出鏈長度不宜超過 2kn；而拋開 錨為離泊創(chuàng)造條件時，出鏈長度應(yīng)不小于 4kn。 船舶錨泊時，錨泊力由錨本身的抓力和臥底鏈長抓力兩部分組成： PPaPcaWacWcL （21） 式中：Pa-錨抓力； Pc-錨鏈抓力； a-錨的抓力系數(shù)（霍爾錨在不同底質(zhì)中，錨抓力系數(shù)可取3.05.0） ； Wa-錨重； c-錨鏈的抓力系數(shù)（根據(jù)底質(zhì)不同，錨鏈抓力系數(shù)可取0.

38、751.5） ； Wc-每米錨鏈的重量； L-臥底鏈長。 單錨泊抓力除取決于錨的重量和錨型外，還受海底底質(zhì)、水深、出鏈長度、錨 鏈重量、拋錨方法以及海底地形等的影響。 拖錨淌航距離的估算式為： 2 D? K S ? 0.0135 Pa （22） 式中：D-船舶質(zhì)量（t） ； K-拋錨時船舶的余速（kn） ； Pa-拖錨時錨的抓力（t） ； S-拖錨淌航距離（m） 。通常情況下，萬噸左右的船舶，2kn余速拖單錨，3kn余速拖雙錨，拖錨淌航距 離在接近滿載時將大致接近于船長；2kn余速拖雙錨，1.5kn余速拖單錨，前者較后 者略短，兩者均接近0.5倍船長。 為保證單錨泊安全所需總的出鏈長度為S ?

39、 s ? l ? h0 ? (h0 ? 2 ? T0 T0 ? ?aWa )? wc ?cWc（23） 式中：S-錨泊所需出鏈長度（m） ； s-懸鏈長度（m） ； l-臥底鏈長（m） ； T0-船舶所受的水平外力（t） ； h0-錨鏈孔至海底的垂直距離（m） ； Wc單位鏈長在水中的重量（約為0.87倍空氣中的重量） 。 實踐中單錨泊出鏈長度常采用下列經(jīng)驗公式： S3h90 風(fēng)速20m/s（8級）時 S4h145 風(fēng)速30m/s（11級）時 式中：S-出鏈長度（m） h-水深（m） 。 （24） （25） 第四節(jié) 纜的運(yùn)用1船舶配有多條系船纜，按照其控制船舶的作用進(jìn)行分類，可將其分為首纜、首

40、倒 纜、尾纜、尾倒纜以及橫纜等，各系船纜名稱和作用如下： （1）首纜或頭纜：其作用是防止船舶向后移動和船首向外舷偏轉(zhuǎn)。 （2）首倒纜或前倒纜：其作用是防止船舶向前移動和船首向外偏轉(zhuǎn)。 （3）首橫纜或前橫纜：其作用是防止船首向外舷移動。 （4）尾纜：其作用是防止船舶向前移動和船尾向外舷偏轉(zhuǎn)。 （5）尾倒纜：其作用是防止船舶向后移動和船尾向外舷偏轉(zhuǎn)。 （6）尾橫纜或后橫纜：其作用是防止船尾向外舷移動。 船舶系浮筒時，纜繩根據(jù)其作用和系帶方法又可分為頭纜和回頭纜等。 2 一般采用先帶首部纜繩后帶尾部纜繩的靠泊帶纜順序， 而首部帶纜順序取決 于風(fēng)、流的影響，通常的帶纜順序如下： （1）頂流靠泊帶纜順序

41、：在有流港口，船舶多采用頂流靠泊方式。為了防止船 舶靠岸過程中流的影響而后退，因而一般先帶頭纜，并迅速收緊挽牢。待船體靠岸 并就位之后，再帶前倒纜、前橫纜。尾部先帶尾倒纜，然后帶尾纜和橫纜。 （2）橫風(fēng)較強(qiáng)帶纜順序：有較強(qiáng)吹開風(fēng)或吹攏風(fēng)影響時，一般先帶首橫纜，無 橫纜纜樁時可將頭纜和前倒纜同時帶上，并迅速收緊。這樣即可防止吹開風(fēng)造成船 首被吹開而陷入困境，又可防止吹攏風(fēng)造成船尾軋攏過快而觸碰碼頭。尾部先帶尾 橫纜，并盡快絞攏。（3）靜水港靠泊帶纜順序：靜水港靠泊時，應(yīng)采用頂風(fēng)靠泊方式，其帶纜順序 與頂流靠泊帶纜順序相同。當(dāng)靜水港無風(fēng)靠泊時，系泊的帶纜一般主要考慮如何及 時抑制船舶的前沖趨勢，因

42、此先帶首倒纜，并迅速收緊挽牢，待船體靠岸并就位之 后，再帶首纜、前橫纜。尾部先帶尾纜，然后帶尾倒纜和橫纜。 系浮筒先帶單頭纜，后帶回頭纜。船舶系浮過程中，回頭纜不受力。 單綁：單綁是指船舶離泊前解除操縱中不起作用的多余纜繩。小型船舶自力離 泊單綁時，保留纜繩數(shù)量取決于流向，一般船首保留一根外舷頭纜和一根前倒纜， 順流時保留一根尾纜，頂流時保留一根尾倒纜。中、大型船舶一般在拖船就位并發(fā) 揮作用后再進(jìn)行單綁。 離浮筒時，先解單頭纜，后解回頭纜。 （1）系泊過程中，各纜受力應(yīng)均勻，停泊中應(yīng)嚴(yán)加防范，及時調(diào)整纜繩受力情 況。 （2）配備纜繩時，應(yīng)盡量選擇材質(zhì)相同和同尺寸的纜繩，以便獲得相同的纜繩 彈簧

43、常數(shù)，保證纜繩有相同的伸縮和基本相同的受力狀況。 （3）減小纜繩的磨損。系泊過程中各纜繩與碼頭、纜孔以及其他纜繩之間的摩 擦部位應(yīng)加以包扎襯墊，以減小相互間的摩擦。 （4）纜繩挽樁要牢固。纜繩挽樁的道數(shù)要足夠且收緊挽牢，以防受力而滑出。 （5）操縱用纜時防止纜繩突然受力，避免纜繩的繃斷。應(yīng)先短暫用微進(jìn)/倒車 或借助其他外力借助船的慣性使纜繩受力后， 再快速用車避免纜繩突然受力的可能。 （6）系纜的角度和位置應(yīng)適當(dāng)。為了保證相同外力作用時纜繩受力相對較小， 首纜、首倒纜、尾倒纜或尾纜的俯角及它們與船舶首尾線的交角應(yīng)盡可能的小，即 應(yīng)選擇岸上遠(yuǎn)離船舷導(dǎo)纜孔、且盡可能貼近船體的纜樁進(jìn)行系纜；作為橫纜

44、則應(yīng)使 其俯角盡可能小，而其與船舶首尾線應(yīng)接近垂直，如此應(yīng)選擇岸上遠(yuǎn)離船體而保證 纜繩與船舶首尾線接近垂直的纜樁系纜。 （7） 風(fēng)流及外力增強(qiáng)時， 應(yīng)及時增加抵御外力方向的纜繩并保證各纜受力均勻。 第五節(jié) 拖輪的運(yùn)用 目前港作拖輪的類型分為Z型、VSP型、CPP型和FPP型。其特點(diǎn)為： （1）Z型拖輪的螺旋槳可360平面旋轉(zhuǎn)無需舵的協(xié)助，故可以向平面任意方 向提供強(qiáng)有力的推力，其操縱性能非常好，幾乎可原地掉頭，可橫向推進(jìn)，其耐波 性也較好，相同主機(jī)功率下其拖力是最大的； （2）VSP型拖輪的耐波性也較好，其操縱性能良好，幾乎也可原地掉頭，可橫 向推進(jìn)， 其橫向推力可達(dá)直向的45%左右， 同樣無

45、需舵的協(xié)助， 但拖力比CPP型略低； （3）CPP型拖輪前進(jìn)推力比Z型為低，但高于其他兩種類型，其后退拉力和操縱性能較差，耐波性最差； （4）FPP型拖輪的拖力很小，但高于VSP型，其后退拉力比Z型和VSP型要小， 操縱性能和耐波性也差，已逐步被淘汰。 （1）吊拖：由本船出纜系于拖輪拖鉤上，也可由拖輪出纜系于本船上。單拖輪吊 拖是一種只可進(jìn)不能退的牽引方式。 （2） 頂推： 指通過拖船船體首部將拖船的作用力傳遞給被拖船的一種協(xié)助方式。 對于ZP和VSP拖船，多數(shù)采用單首纜系纜方式，并采用拖船拖纜，也有不系纜的情 況。對于傳統(tǒng)的單螺旋槳的FPP和CPP拖船，一般也采用單拖纜，個別有雙首纜的情 況

46、。頂推作用方式適用于力的作用點(diǎn)經(jīng)常變化的情況，改變拖船首尾線與被拖船首 尾線之間的交角可改變推力的方向。 （3） 傍拖： 是指通過拖纜或拖船船體側(cè)部將拖船的作用力傳遞給被拖船的一種 協(xié)助方式。傍拖的帶纜方式對于普通FPP和CPP拖船，一般采用雙拖纜或三拖纜，帶 纜方式采用單首纜和單尾纜或雙首纜和單尾纜系纜方式-俗稱緊綁，船尾拖纜也稱 為穩(wěn)定纜。對于操縱靈活的ZP和VSP拖船，也有僅系單首纜而傍靠于被拖船舷側(cè)， 必要時進(jìn)行側(cè)向推進(jìn)或直拖。傍拖作用方式適用于力的作用點(diǎn)和方向基本不變的情 況，改變拖船拖力的可改變作用力的大小。 （4）作舵船用：用作舵船的拖輪應(yīng)采用ZP拖輪或VSP拖輪，均系于本船船尾

47、。 根據(jù)舵船系纜方式之不同，可以使之起到控制本船航向的作用之外，還可以起到推 進(jìn)或制速的作用。 （5）組合拖曳：拖無動力船時，為同時解決推進(jìn)、制速、保向、變向等問題， 將多艘拖輪按所需拖帶方式予以組合的拖帶方式。 單拖輪吊拖靜止中船舶的運(yùn)動規(guī)律： 拖力作用點(diǎn)位于舷側(cè)船中位置， 當(dāng)垂直拖帶時， 不產(chǎn)生轉(zhuǎn)船效果，只產(chǎn)生橫移效果；當(dāng)拖力角90或90，即向前或向后拖 帶時，則船舶產(chǎn)生平移效果和轉(zhuǎn)船效果，拖力角越接近0或180，這種轉(zhuǎn)船效 果越差。拖力作用點(diǎn)位于船首的中線上，當(dāng)拖力角90，即垂直拖帶時，轉(zhuǎn)船 效果最好，要想獲最大的轉(zhuǎn)船力矩，應(yīng)使拖力的作用點(diǎn)盡可能遠(yuǎn)離船舶的重心，并 使拖力角盡可能垂直于船

48、舶首尾線；當(dāng)0，即向前直拖時，不產(chǎn)生轉(zhuǎn)船效應(yīng)， 僅產(chǎn)生縱移效應(yīng)， 這相當(dāng)于為船舶提供動力的情況。 拖力作用點(diǎn)位于船尾的中線上， 當(dāng)180，即向后直拖時，其效果與向前直拖的情況類似。當(dāng)90，即垂直 拖帶時，其效果與拖帶船首的情況類似。 單拖輪頂推靜止中船舶的運(yùn)動規(guī)律：當(dāng)頂推作用點(diǎn)位于船中附近時，船舶只產(chǎn) 生橫移效果，而不產(chǎn)生轉(zhuǎn)船效果，且推力越大，橫移效果越好。當(dāng)拖船力作用于船 中之前或船中之后時， 則船舶不僅產(chǎn)生橫移效果， 而且產(chǎn)生轉(zhuǎn)船效果， 且推力越大， 轉(zhuǎn)船效果越好；在推力一定的情況下，拖輪作用點(diǎn)離船中越遠(yuǎn)，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)船力矩越 大，故要想獲最大的轉(zhuǎn)船力矩，應(yīng)使拖力的作用點(diǎn)盡可能遠(yuǎn)離船中位置。

49、船舶靜止中在拖輪作用下一方面發(fā)生轉(zhuǎn)頭，另一方面將發(fā)生橫移，因此船舶的 轉(zhuǎn)心將不再在船中，此時轉(zhuǎn)心的位置將處于被助船舶無拖輪端的首尾線上。單拖輪吊拖運(yùn)動中船舶的運(yùn)動規(guī)律：拖輪作用點(diǎn)位于船中之前時，一方面船舶 向拖輪作用方向轉(zhuǎn)頭，另一方面船舶向拖輪作用方向橫移；而拖輪作用點(diǎn)位于船中 之后時， 一方面船舶向拖輪作用相反方向轉(zhuǎn)頭， 另一方面船舶向拖輪作用方向橫移。 采用吊拖方式協(xié)助前進(jìn)中的船舶轉(zhuǎn)向，拖力的作用點(diǎn)在船尾比在船首效果好。 單拖輪頂推運(yùn)動中船舶的運(yùn)動規(guī)律：拖輪推力作用點(diǎn)在船中之前時，一方面船 舶向拖輪作用方向轉(zhuǎn)頭，另一方面船舶向拖輪作用相反方向橫移；而拖輪作用點(diǎn)在 船中之后時，一方面船舶向拖

50、輪作用相反方向轉(zhuǎn)頭，另一方面船舶向向拖輪作用方 向橫移。單拖輪在舷側(cè)頂推前進(jìn)中的船舶時，拖輪推力作用點(diǎn)位于船尾比位于船首 的轉(zhuǎn)船效應(yīng)大，且船速越高，兩者的差別越大。 總功率估算方法： DWT 1萬噸級船舶：DWT10%（hp）或 GT15%（hp） DWT7.4%（kW）或GT11%（kW） VLCC滿載時： DWT5%（hp） VLCC空載時： DWT7%（hp） （1）拖纜及其系帶：拖纜必須選擇質(zhì)量好、強(qiáng)度大的纜繩，出纜的長度應(yīng)足夠， 吊拖時應(yīng)滿足吊拖時對拖纜長度的要求。拖纜系于纜樁上，應(yīng)采用字形，且道數(shù) 應(yīng)足夠，防止受力后滑出。 （2）采用吊拖方式時，應(yīng)使拖纜有盡可能小的俯角，一般情況下

51、應(yīng)小于15， 即拖纜長度應(yīng)大于被拖船拖纜出口至水面高度的4倍； 即使被拖船拖纜出口至水面的 高度很低，拖纜也不應(yīng)少于45m。實用上一般為拖輪長度的2倍左右。 （3）防止倒拖和橫拖：橫拖是在拖輪采用吊拖方式，且拖纜與拖輪首尾線夾角 大于45時，如果被助船有大的運(yùn)動趨勢，由于拖纜對拖輪的拉力和拖輪本身車、 舵產(chǎn)生的力兩者的合力作用，當(dāng)合力方向與拖輪的首尾面垂直或接近垂直時，容易 導(dǎo)致拖輪橫拖的現(xiàn)象，嚴(yán)重時會導(dǎo)致拖輪的傾覆（圖2-1a） 。 倒拖是在拖輪采用吊拖方式，由于被助船有明顯的運(yùn)動趨勢，經(jīng)由拖纜，拖動 拖輪倒行，使拖輪失去舵效，因而使拖輪在拖纜的拉力和倒行中所受的水動力的合 力的作用下， 很

52、快接近被助船的現(xiàn)象。 嚴(yán)重的倒拖可能導(dǎo)致拖輪與被助船的碰撞 （見 圖2-1b） 。 為避免發(fā)生橫拖和倒拖的現(xiàn)象，被助船與拖輪應(yīng)行動協(xié)調(diào)，盡可能減小被助船 的前沖后縮現(xiàn)象，一旦發(fā)生倒拖或橫拖現(xiàn)象，若不能立即緩解拖纜受力時，立即解 掉拖纜是最有效的應(yīng)急措施。（4）為了發(fā)揮拖輪的效率，根據(jù)經(jīng)驗，拖輪協(xié)助被助船轉(zhuǎn)向時，被助船的運(yùn)動 速度應(yīng)控制在56kn以內(nèi)。 第三章 外界因素對操船的影響 第一節(jié) 風(fēng)對操船的影響 作用于受風(fēng)面積中心的風(fēng)壓力也稱為風(fēng)壓合力，其表達(dá)式為： 1 Fa ? ? ? a ? Va2 ? Ca ? ( AT ? cos 2 ? ? AL ? sin 2 ? ) 2 （31） 式中：

53、Fa-風(fēng)壓力（N） ； a-空氣密度（1.226 kg/m3） ； Va-相對風(fēng)速（m/s） ； q-風(fēng)壓強(qiáng)（N/m2） ； Ca-風(fēng)壓力系數(shù)； AT-船舶水線以上正投影面積（m2） ； 2 AL-船體水線以上側(cè)投影面積（m ） ； -相對風(fēng)舷角。 風(fēng)壓力系數(shù)的大小，隨風(fēng)舷角的變化而變化，一般風(fēng)舷角為0或180時有最小值，而在風(fēng)舷角為3040或140160時有極大值。 一般來講，船舶空載時受34級風(fēng)影響相當(dāng)于半載時受56級風(fēng)的影響，也相 當(dāng)于滿載時受78級的影響。 風(fēng)壓力角是指風(fēng)壓合力與船尾線之間的交角，風(fēng)壓力角取決于相對風(fēng)舷角、 受風(fēng)面積以及船型等因素。風(fēng)壓力的方向比相對風(fēng)向的方向更接近船舶

54、正橫附近。 風(fēng)壓力中心位置是指受風(fēng)面積中心位于船舶首尾面的位置，船型一定時，風(fēng)壓 力中心位置a/L隨風(fēng)舷角的增大，逐漸向后移動，a/L大約在0.30.8之間。當(dāng) 90，即正橫前來風(fēng)時，風(fēng)壓力中心位置在船中之前；當(dāng)90，即正橫來風(fēng)時， 風(fēng)壓力中心位于船中附近；當(dāng)90，即正橫后來風(fēng)時，風(fēng)壓力中心位置在船中之 后。 除橫風(fēng)外，一般風(fēng)壓力作用中心不在船中處，故風(fēng)壓力還會對船舶產(chǎn)生力矩，該力 矩稱為風(fēng)壓力矩。 船舶風(fēng)力轉(zhuǎn)船力矩系數(shù)與風(fēng)舷角有關(guān)，當(dāng)風(fēng)舷角為0、90或180時，風(fēng)力 矩系數(shù)接近于零，而當(dāng)風(fēng)舷角為45或135附近時，風(fēng)力矩系數(shù)達(dá)到最大值。 船舶對水運(yùn)動時，會受到水的作用力，該力稱作水動力。船舶

55、所受的水動力可用下 式估算： FHCHLdv2/9.8 （32） 式中：FH-水動力（N） ； -水密度，為1024kg/m3； CH-水動力系數(shù)， v-船舶與水的相對速度（m/s） ； L-船舶水線長度（m） ； d-船舶吃水（m） 。 水動力系數(shù)的大小， 隨漂角以及船體水下形狀和水深與吃水比等因素的變化而 變化，一般當(dāng)漂角為0或180時有最小值，而在漂角為90時有極大值。 水動力作用中心距離船首的距離與船長之比a/L隨漂角的增大而增大。當(dāng) 90，即船舶有向前運(yùn)動趨勢時，水動力中心位置在船中之前；當(dāng)90，即船舶 接近橫移時，水動力中心位于船中附近；當(dāng)90，即船舶有向后運(yùn)動趨勢時，水 動力中心

56、位置在船中之后。 水動力轉(zhuǎn)船力矩可以表示為： NHCNHL2dv2 （33） 式中：NH-水動力轉(zhuǎn)船力矩； -水密度，為1024kg/m3； CNH-水動力系數(shù)； v-船舶與水的相對速度（m/s） ； L-船舶水線長度（m） ； d-船舶吃水（m） 。 水動力轉(zhuǎn)船力矩系數(shù)，隨漂角、水深吃水比、船體水線以下形狀等的變化而變 化，當(dāng)漂角為0、90或180時，水動力矩系數(shù)接近于零；當(dāng)漂角為45或135附近時，水動力矩系數(shù)達(dá)到最大值。 風(fēng)作用下的船舶運(yùn)動，實質(zhì)上就是風(fēng)壓力和水動力改變了船舶的平面運(yùn)動狀態(tài)。也 就是說，船舶既有平移運(yùn)動狀態(tài)的變化，也有轉(zhuǎn)動的變化。這種運(yùn)動狀態(tài)的改變與 風(fēng)向、風(fēng)速、受風(fēng)面積

57、、風(fēng)壓力中心位置、風(fēng)壓轉(zhuǎn)船力矩、水動力中心位置、水動 力轉(zhuǎn)船力矩以及船舶運(yùn)動狀態(tài)等諸多因素有關(guān)。 正橫前來風(fēng)，即090的某一方向時，則船首向下風(fēng)偏轉(zhuǎn)；正橫后來風(fēng)，即 90180的某一方向時，則船首向上風(fēng)偏轉(zhuǎn)；船舶最終轉(zhuǎn)至接近正橫受風(fēng)并 向下風(fēng)方向漂移。 平吃水時， 船舶側(cè)面受風(fēng)面積中心一般位于重心之后， 則船舶以風(fēng)舷角90 的某一方向漂移； 尾傾或側(cè)面受風(fēng)面積中心位于重心之前時， 船舶將以風(fēng)舷角90 的某一方向漂移；一般商船多維持在風(fēng)舷角100的位置。其漂移速度的大小取 決于船舶側(cè)面受風(fēng)面積、船型以及風(fēng)速等因素。 正橫前來風(fēng)，即090的某一方向時，風(fēng)壓力矩和水動力轉(zhuǎn)船力矩的方向相 反，合外力矩

58、方向取決于水動力中心和風(fēng)壓力中心的相對位置。船速越高，水動力 中心越向前移，則船首向上風(fēng)偏轉(zhuǎn)。反之，船速越低，水動力中心越向后移，則船 首向下風(fēng)偏轉(zhuǎn)；船體水上側(cè)面積中心越靠近船首，如壓載狀態(tài)的大、中型散貨船， 風(fēng)壓力中心前移，則船首向下風(fēng)偏轉(zhuǎn)，反之，船體水上側(cè)面積中心越靠近船尾，如 VLCC滿載時，風(fēng)壓力中心后移，則船首向上風(fēng)偏轉(zhuǎn)。 正橫后來風(fēng)，即90180的某一方向時，風(fēng)壓力矩和水動力轉(zhuǎn)船力矩的 方向相同，合外力矩的方向為下風(fēng)方向，則船首向上風(fēng)偏轉(zhuǎn)。 正橫附近來風(fēng)時，一般表現(xiàn)為船首迎風(fēng)偏轉(zhuǎn)，且橫風(fēng)越強(qiáng)、船速越快、船舶吃 水越大，首迎風(fēng)的趨勢越明顯。 在一定風(fēng)速和船舶一定退速的前提下，船舶后退中受風(fēng)一般表現(xiàn)為“尾找風(fēng)”，即尾 迎風(fēng)。正橫前來風(fēng)的“尾迎風(fēng)”現(xiàn)象比正橫后來風(fēng)明顯；對于右旋單螺旋槳船來講左 舷來風(fēng)的“尾迎風(fēng)”現(xiàn)象比右舷來風(fēng)顯著， 有時右舷來風(fēng)且風(fēng)速小和船舶退速較慢時， 因倒車橫向力的影響，船尾不一定迎風(fēng)。 靜止中受風(fēng)漂移速度：v? ? a Ba CaY ? ? ? Va ? L ? d C HY（34） 式中：v-船舶橫向漂移速度（m/s） ； Va-相對風(fēng)速（m/s） ，因Va遠(yuǎn)大于v，則近似等于真風(fēng)速。 式（34）中，a/0.0012，CaY/CHY1.2，則在開敞的深水中的漂移速度 可