船舶的旋回性能-船舶操纵.ppt

由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象第一节 船舶的旋回性       概述：旋回性是指定速直航的船舶操某一大的舵角后进入定常旋回的运动性能 旋回性是船舶操纵性当中极旋回性是船舶操纵性当中极其重要的一种性能！其重要的一种性能！由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象一、船舶旋回的运动过程一、船舶旋回的运动过程一、船舶旋回的运动过程一、船舶旋回的运动过程        1 1、、、、第一阶段（转舵阶段）第一阶段（转舵阶段）第一阶段（转舵阶段）第一阶段（转舵阶段） 船舶向一舷操舵后，船舶向一舷操舵后，船舶向一舷操舵后，船舶向一舷操舵后，保持或近乎保持其直进速保持或近乎保持其直进速保持或近乎保持其直进速保持或近乎保持其直进速度，同时开始进入基本沿度，同时开始进入基本沿度，同时开始进入基本沿度，同时开始进入基本沿原航向前进而船尾外移同原航向前进而船尾外移同原航向前进而船尾外移同原航向前进而船尾外移同时少量的向操舵一舷横倾时少量的向操舵一舷横倾时少量的向操舵一舷横倾时少量的向操舵一舷横倾的初始旋回阶段的初始旋回阶段的初始旋回阶段的初始旋回阶段 — —反移内倾反移内倾。

N(δ)----舵力转船             力矩F(w)-----水动力β -------漂角G-------重心V-------船速βPdGOMt1GP/2PNcos  F---惯心力惯心力d/2Mt2PNcos  G w V²/Rcos RyPP’F=ma=mv2/RR无穷大时F=0由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象1．第一阶段．第一阶段——转舵阶段转舵阶段 出出现现降降速速和和漂漂角角但但量量都都很很小小；；旋旋回回角角速速度度不不大大，，但但旋旋回回角角加加速速度度最最大大重重心心向向操操舵舵相相反反方方向向少少量量横横移移，，同同时时因因舵舵力力位位置比重心位置低而出现置比重心位置低而出现少量内倾少量内倾•特征：特征：Ø船速下降船速下降Ø船舶重心反向横移船舶重心反向横移Ø船首朝操舵一侧偏转船首朝操舵一侧偏转Ø船舶内倾船舶内倾由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象。

2 2、第二阶段、第二阶段、第二阶段、第二阶段 （过渡阶段）（过渡阶段）（过渡阶段）（过渡阶段） 操舵后随着船舶横操舵后随着船舶横操舵后随着船舶横操舵后随着船舶横移速度的和漂角的增大，移速度的和漂角的增大，移速度的和漂角的增大，移速度的和漂角的增大，船舶的运动逐渐偏离首船舶的运动逐渐偏离首船舶的运动逐渐偏离首船舶的运动逐渐偏离首尾面而向外转动，进入尾面而向外转动，进入尾面而向外转动，进入尾面而向外转动，进入内倾消失，外倾出现并内倾消失，外倾出现并内倾消失，外倾出现并内倾消失，外倾出现并逐渐增大的加速旋回阶逐渐增大的加速旋回阶逐渐增大的加速旋回阶逐渐增大的加速旋回阶段段段段                   —         —正移外倾F(w)-----水动力不在首尾线上,产生漂角β增大;N(β)---水动力转船力矩;由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象2．第二阶段．第二阶段——过渡阶段过渡阶段 船船舶舶的的旋旋回回角角速速度度、、横横移移速速度度和和漂漂角角均均逐逐步步增增大大。

降降速速明明显显（（斜斜航航阻阻力力增增加加））；；由由反反向向横横移移变变成成向向操操舵舵一一侧侧正正向向横横移移；；船船舶舶由由内内倾倾变变为为外外倾倾逐逐渐渐增增大大；；船舶船舶加速旋回加速旋回•特征：特征：•船速继续下降船速继续下降•船舶加快向朝舵一侧偏转船舶加快向朝舵一侧偏转•船舶重心开始正向横移船舶重心开始正向横移•船体开始外倾船体开始外倾由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象   3 3、第三阶段、第三阶段   （定常旋回）（定常旋回）                                        随着旋回阻尼力矩随着旋回阻尼力矩的增大，当船舶所受的的增大，当船舶所受的舵力转船力矩舵力转船力矩N(a)N(a)、、漂漂角水动力转船力矩角水动力转船力矩N(B)N(B)和阻尼力矩和阻尼力矩N(r)N(r)相平衡相平衡时，船舶的旋回角加速时，船舶的旋回角加速度变为零，船舶的旋回度变为零，船舶的旋回角速度达到最大值并稳角速度达到最大值并稳定于该值，船舶将进入定于该值，船舶将进入稳定旋回阶段。

稳定旋回阶段                        —         —定常旋回 RaRfRf、、Ra---水水阻力阻力N(r)---水阻水阻尼力矩尼力矩由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象3．第三阶段．第三阶段——定常旋回阶段定常旋回阶段 当漂角增加到一定值时，作用于当漂角增加到一定值时，作用于船体所受合力矩为零，进入定常旋回运船体所受合力矩为零，进入定常旋回运动空船约在转首动空船约在转首60°左右，满载约在左右，满载约在100 ° ~ 120 °左右进入定常旋回阶段左右进入定常旋回阶段•特征：特征：•船舶以固定漂角船舶以固定漂角 作匀速圆周运动作匀速圆周运动•船舶处于相对稳定的外倾船舶处于相对稳定的外倾由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象二、旋回圈的大小及其要素二、旋回圈的大小及其要素二、旋回圈的大小及其要素二、旋回圈的大小及其要素 概念：概念：   定速直航定速直航( (一般为全速一般为全速) )的船舶操一定舵的船舶操一定舵角角( (一般为满舵一般为满舵) )后，其后，其重心重心重心重心所描绘的轨迹叫所描绘的轨迹叫做旋回圈做旋回圈( (turning circle)turning circle)。

   1 1．．表征旋回圈大小的几何要素表征旋回圈大小的几何要素表征旋回圈大小的几何要素表征旋回圈大小的几何要素      1)  1)  进距进距( (advance)advance)                                                进距也称进距也称纵距纵距，是指从操舵开始到船舶，是指从操舵开始到船舶的航向转过任一角度时重心所移动的纵向距的航向转过任一角度时重心所移动的纵向距离通常，旋回资料中所说的纵距，特指当离通常，旋回资料中所说的纵距，特指当航向转过航向转过90°90°时的进距，并以时的进距，并以AdAd表示之，它大表示之，它大约为旋回初径的约为旋回初径的0 0．．6 6～～1 1．．2 2倍   由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象AdmaxTrAdDTTrmaxreachDStern kickGGGGGGGβ由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象2)  2)  横距横距( (transfer)transfer)                                                            横横距距是是指指从从操操舵舵开开始始到到船船舶舶的的航航向向转转过过任任一一角角度度时时船船舶舶重重心心所所移移动动的的横横向向距距离离。

通通常常，，旋旋回回资资料料中中所所说说的的横横距距，，特特指指当当航航向向转转过过90°90°时时的的横横距距，，并并以以TrTr表表示之，它大约为旋回初径的一半示之，它大约为旋回初径的一半   3)  3)  旋回初径旋回初径( (tactical diameter)tactical diameter)                                                            旋旋回回初初径径是是指指从从操操舵舵开开始始到到船船舶舶的的航航向向转转过过180°180°时时重重心心所所移移动动的的横横向向距距离离，，并并以以DTDT表表示示之之它它大大约为约为3 3～～6 6倍的船长倍的船长由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象4)  4)  旋回直径旋回直径( (final diameter)final diameter)                                                               旋旋回回直直径径是是指指船船舶舶作作定定常常旋旋回回时时重重心心轨轨迹迹圆圆的的直直径径，，亦亦称称旋旋回回终终径径，，并并以以D D表表示示之之，，它它大大约约为为旋旋回回初初径径的的0 0．．9 9～～1 1．．2 2倍。

倍5)  5)  滞距滞距( (reach)reach)                                                         亦亦称称心心距距正正常常旋旋回回时时，，船船舶舶旋旋回回直直径径的的中中心心O O总总较较操操舵舵时时船船舶舶重重心心位位置置更更偏偏于于前前方方滞滞距距是是该该中中心心O O的的纵纵距距，，并并以以ReRe代代表表之之，，大大约约为为1 1～～2 2倍倍船船长长，，它它表表示示操操舵舵后后到到船船舶舶进进入入旋旋回回的的“ “滞滞后后距距离离” ”，，也也是是衡衡量量船船舶舶舵舵效效的标准之一的标准之一   由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象 6)   6)  反移量反移量( (kick)kick)                                                            反反移移量量亦亦称称偏偏距距，，是是指指船船舶舶重重心心在在旋旋回回初初始始阶阶段段向向操操舵舵相相反反一一舷舷横横移移的的距距离离。

通通常常，，该该值值极极小小，，其其最最大大量量在在满满载载旋旋回回时时仅仅为为船船长长的的1 1％％左左右右但但操操船船中中应应注注意意的的是是，，船船尾尾的的反反移移量量却却不不容容忽忽视视，，其其最最大大量量约约为为船船长长的的1 1／／5 5～～1 1／／1010，，约约出出现现在在操操舵舵后后船船舶舶的的转转头头角角达达一一个个罗罗经经点点左左右右的的时时刻刻反反移移量量的的大大小小与与船船速速、、舵舵角角、、操操舵舵速速度度、、排排水水状状态态及及船船型型等等因因素素有有关关，，船船速速、、舵角越大，反移量越大舵角越大，反移量越大      由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象2 2、描述船舶旋回运动状态的运动要素、描述船舶旋回运动状态的运动要素、描述船舶旋回运动状态的运动要素、描述船舶旋回运动状态的运动要素1)  1)  漂角漂角( (drift angle)drift angle)                                    船船舶舶首首尾尾线线上上某某一一点点的的线线速速度度与与船船舶舶首首尾尾面面的的交交角角叫叫做做漂漂角角，，如如左左图图所所示示。

船船舶舶在在首首尾尾线线上上不不同同点点的的漂漂角角是是不不同同的的，，在在船船尾尾处处，，由由于于其其横横移移速速度度最最大大，，因因此此漂漂角角也也最最大大但但通通常常所所说说的的漂漂角角是是指指船船舶舶重重心心处处的的线线速速度度VtVt与与船船舶舶首首尾尾面面的的交交角角，，也也就就是是船船首首向向与与重重心心G G点点处处旋旋回回圈圈切切线线方方向向的的夹夹角角，，用用B B表表示示之之一一般般船船舶舶的的漂漂角角大大约约在在3°3°～～15°15°之间之间由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象 2)    2)   转心转心( (pivoting point)pivoting point)及其位置及其位置                                                       旋回中的船舶可视为一方面船舶以一定的速度前进，旋回中的船舶可视为一方面船舶以一定的速度前进，同时绕通过某一点的竖轴而旋转的运动的叠加，这一点就是同时绕通过某一点的竖轴而旋转的运动的叠加，这一点就是转心，通常以转心，通常以P P代表之。

船舶操舵旋回时，在旋回的初始阶代表之船舶操舵旋回时，在旋回的初始阶段，转心约在重心稍前处，以后随船舶旋回不断加快，转心段，转心约在重心稍前处，以后随船舶旋回不断加快，转心随着旋回中的漂角的增大而逐渐向船首方向移动；当船舶进随着旋回中的漂角的增大而逐渐向船首方向移动；当船舶进入定常旋回阶段即船舶旋回中的漂角保持不变时，转心入定常旋回阶段即船舶旋回中的漂角保持不变时，转心P P逐逐渐稳定于某一点，对于不同船舶，该点的位置大约在离船首渐稳定于某一点，对于不同船舶，该点的位置大约在离船首柱后柱后1 1／／3 3～～1 1／／5 5船长处；船处于后退中，转心位置则在船尾船长处；船处于后退中，转心位置则在船尾附近                                                对于不同船舶而言，旋回性能越好、旋回中漂角对于不同船舶而言，旋回性能越好、旋回中漂角B B越大越大的船舶，其旋回时的转心越靠近船首的船舶，其旋回时的转心越靠近船首   由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象  3)      3)    旋回中的降速旋回中的降速 船舶在旋回中，主要由于船舶在旋回中，主要由于船体斜航船体斜航( (存在漂角存在漂角) )时阻力增加，以及时阻力增加，以及舵阻力增加和推进效率降低等原因舵阻力增加和推进效率降低等原因，将会出现降速现象。

将会出现降速现象 一一般般船船舶舶旋旋回回中中的的降降速速幅幅度度大大约约为为旋旋回回操操舵舵前前船船舶舶速速度度的的2525％％～～5050％％，，而而旋旋回回性性能能很很好好的的超超大大型型油油船船在在旋旋回回中中的的降降速速幅幅度度最最大大可可达达到到原原航速的航速的6565％％  4)      4)    旋回中船舶出现的横倾旋回中船舶出现的横倾( (List)List) 旋回中船舶出现的横倾是一个应予注意的不安全因素旋回中船舶出现的横倾是一个应予注意的不安全因素船舶在大船舶在大风浪中大角度转向或掉头时，如船舶在波浪中横摇的相位与旋回中外风浪中大角度转向或掉头时，如船舶在波浪中横摇的相位与旋回中外倾角的相位一致，则船舶将有倾覆的危险，这是操船中应予避免的一倾角的相位一致，则船舶将有倾覆的危险，这是操船中应予避免的一个重要问题另外值得注意的是，由于舵力所产生的内倾力矩有利于个重要问题另外值得注意的是，由于舵力所产生的内倾力矩有利于抑制船舶的外倾角，因此当船舶在旋回中一旦产生较大的外倾角时，抑制船舶的外倾角，因此当船舶在旋回中一旦产生较大的外倾角时，切忌急速回舵或操相反舷舵，否则会进一步增大外倾角，威胁船舶的切忌急速回舵或操相反舷舵，否则会进一步增大外倾角，威胁船舶的安全。

安全   由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象 三、影响旋回圈大小的因素三、影响旋回圈大小的因素三、影响旋回圈大小的因素三、影响旋回圈大小的因素1 1．方形系数．方形系数Cb(block coefficient)Cb(block coefficient)                                                              方方形形系系数数较较低低的的瘦瘦形形高高速速船船( (Cb≈0Cb≈0．．6)6)较较方方形形系系数数较较高高的的肥肥形形船船( (Cb Cb ≈0≈0．．8)8)的的旋旋回回性性能能差差得得多多，，即即船船舶舶的的方方形形系系数数越越大大，，船舶的旋回性越好，旋回圈越小船舶的旋回性越好，旋回圈越小   2 2．船体水线下侧面积形状及分布．船体水线下侧面积形状及分布    就就整整体体而而言言，，船船首首部部分分分分布布面面积积较较大大如如有有球球鼻鼻首首者者或或船船尾尾比比较较瘦瘦削削的的船船舶舶，，旋旋回回中中的的阻阻尼尼力力短短小小，，旋旋回回性性较较好好，，旋旋回回圈圈较较小小，，但但航航向向稳稳定定性性较较差差；；而而船船尾尾部部分分分分布布面面积积较较大大者者如如船船尾尾有有钝钝材材或或船船首首比比较较削削进进 ( (cut cut up)up)的的船船舶舶，，旋旋回回中中的的阻阻尼尼力力矩矩比比较较大大，，旋旋回回性性较较差差，，旋旋回回圈较大，但航向稳定性较好圈较大，但航向稳定性较好   由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象。

4 4．操舵时间．操舵时间                                                            操操舵舵时时间间主主要要对对船船舶舶的的进进距距影影响响较较大大，，进进距距随随操操舵舵时时间间的的增增加加而而增增加加，，而而对对横横距距和和旋旋回回初初径径的的影影响响不不大大，，旋回直径则不受其影响旋回直径则不受其影响   5 5．舵面积比．舵面积比          舵舵面面积积比比( (rudder rudder area area ratio)ratio)是是指指舵舵面面积积与与船船体体浸浸水水侧侧面面积积( (Lpp×d)Lpp×d)的的比比值值增增加加舵舵面面积积将将会会使使舵舵的的转转船船力力矩矩增增大大，，因因而而提提高高船船舶舶的的旋旋回回性性，，旋旋回回圈圈变变小小但但增增加加舵舵面面积积的的同同时时又又增增加加了了旋旋回回阻阻尼尼力力矩矩，，当当舵舵面面积积超超过过一一定定值值后后，，旋旋回回性性就就不不能能提提高高也也就就是是说说，，就就一一定定船船型型的的船船舶舶而而言言，，舵舵面面积积比比的的大大小小在在降降低低旋旋回回初初径径方方面面存存在一个最佳值。

在一个最佳值由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象      6 6．船速．船速                                    一一般般说说来来，，船船速速对对船船舶舶旋旋回回所所需需时时间间的的长长短短具具有有明明显显的的影影响响，，但但对对旋旋回回初初径径大大小小的的影影响响却却呈呈现现较较为为复复杂杂的的情情况              如图如图减速旋回与加速旋回减速旋回与加速旋回减速旋回与加速旋回减速旋回与加速旋回   由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象 7 7．吃水．吃水                                                                    若若纵纵倾倾状状态态相相同同，，吃吃水水增增加加时时，，旋旋回回进进距距增增大大，，横横距距和和旋旋回初径也将有所增加回初径也将有所增加          8 8．吃水差．吃水差                                                  有有吃吃水水差差和和平平吃吃水水相相比比较较，，相相当当于于较较大大程程度度地地改改变变了了船船舶舶水水线线下下船船体体侧侧面面积积的的分分布布状状态态，，因因而而对对船船舶舶旋旋回回性性能能带带来来明明显显的的影响。

影响尾倾增大，旋回圈也将增大尾倾增大，旋回圈也将增大   9 9．．横倾横倾 船船体体存存在在横横倾倾时时，，左左右右浸浸水水面面积积不不同同，，两两侧侧所所受受的的水水动动压压力力也也不不相相同同，，改改变变了了左左右右舷舷各各种种作作用用力力的的对对称称性性 (低低低低小小; ;高高高高小小) )但总的来讲，横倾对旋回圈的影响并不大但总的来讲，横倾对旋回圈的影响并不大由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象10. 10. 浅水影响浅水影响                                                                       在在浅浅水水中中的的旋旋回回圈圈明明显显增增大大当当水水深深吃吃水水比比小小于于2 2时时，，旋旋回回圈圈有有所所增增大大( (特特别别是是对对高高速速船船而而言言) )；；当当水水深深吃吃水水比比小小于于1.51.5时时，，旋回圈明显增大；当水深吃水比小于旋回圈明显增大；当水深吃水比小于1.21.2时，旋回圈急剧增大。

时，旋回圈急剧增大1111．螺旋桨的转动方向．螺旋桨的转动方向                                                                    由由于于受受螺螺旋旋桨桨横横向向力力的的影影响响，，船船舶舶向向左左或或向向右右旋旋回回时时的的旋旋回回圈圈的的大大小小将将有有所所不不同同对对于于右右旋旋固固定定螺螺距距螺螺旋旋桨桨单单车车船船而而言言，，在在其其他他条条件件相相同同的的情情况况下下，，向向左左旋旋回回时时的的旋旋回回初初径径要要比比向向右右旋旋回回时时的的旋旋回回初初径径要要小小一一些些但但对对于于超超大型船舶而言，这一差别很小大型船舶而言，这一差别很小                                                                 另另外外，，船船体体的的污污底底、、风风、、流流的的作作用用都都将将对对船船舶舶旋旋回回圈圈的的大大小小产产生生影影响响例例如如顶顶风风、、顶顶流流使使旋旋回回圈圈进进距减小，顺风、顺流使旋回圈进距增大等等距减小，顺风、顺流使旋回圈进距增大等等。

由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象四、旋回圈要素在实际操船中的应用四、旋回圈要素在实际操船中的应用四、旋回圈要素在实际操船中的应用四、旋回圈要素在实际操船中的应用                              由由旋旋回回试试验验测测定定的的旋旋回回圈圈资资料料是是船船舶舶操操纵纵性性能能的的重重要要内内容容之之一一，，它它不不仅仅用用来来评评价价船船舶舶的的旋旋回回性性能能，，同同时还可以直接用于实际操船时还可以直接用于实际操船1 1．旋回初径、进距、横距、滞距和在实际操船．旋回初径、进距、横距、滞距和在实际操船   中的应用中的应用                                          在在水水深深足足够够的的宽宽敞敞水水域域，，旋旋回回初初径径可可以以用用来来估估算算船船舶舶用用舵舵旋旋回回掉掉头头所所需需的的水水域域；；横横距距可可以以用用来来估估算算操操舵舵转转首首后后，，船船舶舶与与岸岸或或其其他他船船舶舶是是否否有有足足够够的的间间距距；；滞滞距距可可以以用用来来推推算算两两船船对对遇遇时时无无法法旋旋回回避避让让的的距距离离，，即即两两船船对对遇遇时时的的距距离离小小于于两两船船的的滞滞距距之之和和，，则则用用舵舵无无法法避避让让；；而而两两船船的的进进距距之之和和则则可可以以用用来来推推算算对对遇遇时时的的最最晚施舵点。

晚施舵点由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象  2  2．反移量在实际操船中的应用．反移量在实际操船中的应用          反移量在实际操船中的应用很多反移量在实际操船中的应用很多                                                               例例如如，，本本船船航航行行中中发发现现有有人人落落水水时时，，应应立立即即向向落落水水者者一一舷舷操操舵舵，，使使船船尾尾迅迅速速摆摆离离落落水水者者，，以以免免使使之之卷卷进进船尾螺旋桨流之内船尾螺旋桨流之内                                                                  又又如如，，在在船船首首较较近近的的前前方方发发现现障障碍碍物物时时，，为为紧紧急急避避开开，，应应立立即即操操满满舵舵尽尽量量使使船船首首让让开开；；当当估估计计船船首首已已可可避开时，再操相反一舷满舵以便让开船尾避开时，再操相反一舷满舵以便让开船尾                                                                     再再如如，，当当船船舶舶前前部部已已离离出出码码头头拟拟进进车车离离泊泊时时，，如如操操大大舵舵角角急急欲欲转转出出，，则则由由于于尾尾外外摆摆而而将将触触碰碰码码头头。

为为避避免免发发生生事事故故应应适适当当减减速速，，待待驶驶出出一一段段距距离离后后再再使使用用小小舵舵角慢慢转出角慢慢转出由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象 第二节第二节 船舶操纵运动方程及船船舶操纵运动方程及船舶操纵性指数舶操纵性指数一、船舶操纵运动方程一、船舶操纵运动方程一、船舶操纵运动方程一、船舶操纵运动方程 Tŕ+r＝Kδ                                    该该方方程程最最早早是是由由日日本本学学者者野野本本谦谦作作提提出出的的，，因因此此也也称称为为野野本本方方程程该该式式中中，，T称称之之为为船船舶舶的的追追随随性性指指数数( (turning turning lag lag index)index)，，单单位位为为 s s；；K称称 之之 为为 船船 舶舶 的的 旋旋 回回 性性 指指 数数 ( (turning turning ability index)ability index)，，单位为单位为1 1／／s s由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象。

二、船舶操纵性指数及其意义二、船舶操纵性指数及其意义1 1．．．．K K表示船舶旋回性的优劣表示船舶旋回性的优劣表示船舶旋回性的优劣表示船舶旋回性的优劣                                                               又又称称旋旋回回性性指指数数K K值值大大，，则则操操舵舵后后的的转转向向角角加加速速度度初初始始值值、、定定常常转转向向角角速速度度值值均均较较高高，，易易于于有有较较大大的转向角的转向角                                    船船舶舶进进入入定定常常旋旋回回后后，，因因为为K K可可用用定定常常旋旋回回角角速速度度r ro o与与所所操操舵舵角角δ δ0 0之之比比来来表表示示，，所所以以K K值值实实质质上上是是定定常常旋旋回回中中的的船船舶舶每每单单位位舵舵角角所所能能给给出出的的转转头头角角速速度度值值，，又称增益常数该增益越大，则船舶的旋回性能越好又称增益常数该增益越大，则船舶的旋回性能越好        由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象。

2 2．．．．T T表示船舶追随性的优劣表示船舶追随性的优劣表示船舶追随性的优劣表示船舶追随性的优劣 又又称称追追随随性性指指数数T T值值小小，，则则操操舵舵后后的的转转向向角角加加速速度度初初始始值值较较高高，，向向定定常常角角速速度度趋趋近近较较快快，，易易于于有有较较大大的的转转向向角角船船舶舶操操舵舵后后，，因因为为T T表表示示转转向向角角加加速速度度向向零零衰衰减减、、转转向向角角速速度度向向定定常常角角速速度度趋趋近近的的周周期期，，而而且且每每经经过过T T的的时时间间均均趋趋近近0.370.37倍倍，，所所以以T T又又称称时时间间常常数数该时间越短，则追随性越好该时间越短，则追随性越好   由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象三、三、三、三、K K、、、、T T、、、、指数无因次化数值范围及影响指数无因次化数值范围及影响指数无因次化数值范围及影响指数无因次化数值范围及影响K K、、、、T T指数指数指数指数的因素的因素的因素的因素1 1．．K K、、T T指数的无因次化数值范围指数的无因次化数值范围                                    为为了了便便于于比比较较不不同同船船舶舶之之间间的的操操纵纵性性，，常常将将操操纵纵性性指数指数K K、、T T作无因次化处理，即消去其量纲的处理，即：作无因次化处理，即消去其量纲的处理，即：           K’＝ K(1/s) · L(m) / Vs(m/s)           T’＝ T(s) · Vs (m/s)/ L(m)                式中：L为船长，单            位为m；            Vs为船速，单            位为m／s 。

由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象                                    无无因因次次化化后后的的船船舶舶操操纵纵性性指指数数K’K’、、T’T’由由于于已已经经除除去去了了船船舶舶尺尺度度与与船船速速的的影影响响，，故故可可直直接接用用来来比比较较不不同同船船舶舶或或同同一一船船舶舶在在不不同同条条件件下下的的操操纵纵性性优优劣劣及及其其变变化化趋趋势势；；反反过过来来说说，，当当两两船船的的K K、、T T指指数数相相等等时时，，要要使使其其操操纵纵性性能能也也相相同同，，其船长和船速也应相同其船长和船速也应相同                                    对对于于具具备备一一般般的的操操纵纵性性能能的的船船舶舶在在满满载载状状态态下下的的K’K’、、T’T’应处于下列数值范围之内：应处于下列数值范围之内：        满载货船满载货船( (L L＝＝100100～～150 m)150 m)：：K’K’＝＝1.51.5～～2.02.0；； T’ T’＝＝1.51.5～～2.52.5            满载油船满载油船( (L L＝＝150150～～250 m)250 m)：：K’K’＝＝1.71.7～～3.03.0；； T’ T’＝＝3.03.0～～6.06.0                                                        操操纵纵性性指指数数K’K’、、T’T’值值是是通通过过实实船船Z Z形形试试验验所测定的。

所测定的由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象 2 2．影响．影响K’K’、、T’T’值的因素值的因素 船舶操纵性能指数船舶操纵性能指数K’K’、、T’T’值，将随舵角、吃水、吃水差、值，将随舵角、吃水、吃水差、水深与吃水之比、船体水下线型等因素的变化而变化，且其规律水深与吃水之比、船体水下线型等因素的变化而变化，且其规律较为复杂，但总体来讲，趋势如表所列：较为复杂，但总体来讲，趋势如表所列：影响影响 因素因素 舵角舵角增加增加   吃水吃水增加增加   尾倾尾倾增加增加   水深水深变浅变浅   船型船型越肥越肥 K’K’、、T’T’变变化化 同时同时减小减小   同时同时增大增大   同时同时减小减小   同时同时减小减小   同时同时增大增大   由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象           从表中可以看出，船舶的操纵性指数K’、T’值是同时减小或同时增大的，即提高船舶旋回性的结果将使其追随性受到某种程度的降低，而追随性的改善又将导致船舶旋回性的某些降低。

值得注意的是，当舵角增加时，K’、T’值同时减小，但T’值减小的幅度要比K’值减小的幅度大，因此船舶的舵效反而变好由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象 四、船舶操纵性指数四、船舶操纵性指数四、船舶操纵性指数四、船舶操纵性指数K K、、、、T T、、、、的具体运用的具体运用的具体运用的具体运用                                          实实船船Z Z形形试试验验测测算算得得出出的的K K、、T T指指数数，，对对判判别别船船舶舶的的操操纵纵性性能能和和预预测测船船舶舶的的操操纵纵运运动动具具有有重重要要价值其具体运用内容有：价值其具体运用内容有： 1 1．按．按K K、、T T指数区分船舶操纵性指数区分船舶操纵性            不不同同种种类类、、结结构构和和大大小小的的船船舶舶，，其其操操纵纵性性会会有有很很大大的的不不同同按按照照K K、、T T指指数数比比较较船船舶舶的的旋旋回回轨轨迹迹，，可可将将船船舶舶操纵性概略地区分为四类操纵性概略地区分为四类。

由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象 A A类类：：是是旋旋回回性性、、追追随随性性都都好好的的船船，，具具有有K K值值大大、、T T值值小小的的特特点点船船舶舶操操舵舵后后，，应应舵舵快快，，旋旋回回进进距距小小，，旋旋回回初初径径也也较较小舵面积比较高的船舶，如拖船具有这样的操纵性能小舵面积比较高的船舶，如拖船具有这样的操纵性能 B B类类：：是是旋旋回回性性差差、、追追随随性性好好的的船船，，具具有有K K值值小小、、T T值值小小的的特特点点该该类类船船舶舶操操舵舵后后，，尽尽管管应应舵舵较较快快，，旋旋回回进进距距小小，，但但旋回初径却比较大旋回初径却比较大 C C类类：：是是旋旋回回性性好好、、追追随随性性差差的的船船，，具具有有K K值值大大、、T T、、值值也也大大的的特特点点该该类类船船舶舶操操舵舵后后，，应应舵舵慢慢，，旋旋回回进进距距大大，，但但旋旋回初径却比较小，如满载的超大型船舶回初径却比较小，如满载的超大型船舶D D类类：：是是旋旋回回性性、、追追随随性性都都差差的的船船，，具具有有K K值值小小、、T T值值大大的的特特点点。

该该类类船船舶舶操操舵舵后后，，应应舵舵慢慢，，旋旋回回进进距距大大，，旋旋回回初初径径也比较大也比较大由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象2 2．．     推定新航向距离推定新航向距离DNc(distance to new course)DNc(distance to new course)• 直航中的船舶改向时如果在新直航中的船舶改向时如果在新航向的始点才开始操舵，由于航向的始点才开始操舵，由于船舶操舵以及船舶对舵的响应船舶操舵以及船舶对舵的响应均需要一定的时间的缘故，则均需要一定的时间的缘故，则根本不可能达到驶上新航线的根本不可能达到驶上新航线的目的因此，要求驾引人员在目的因此，要求驾引人员在施舵转向之前，充分准确地推施舵转向之前，充分准确地推定施舵点至转向点的距离，才定施舵点至转向点的距离，才能真正驶到新的航线上去所能真正驶到新的航线上去所谓新航向距离指的就是原航线谓新航向距离指的就是原航线上应提前操舵的施舵点至转向上应提前操舵的施舵点至转向点的距离，如图所示点的距离，如图所示   由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象。

 3 3．改向中转头惯性角的估算．改向中转头惯性角的估算．改向中转头惯性角的估算．改向中转头惯性角的估算                                    船船舶舶在在航航行行中中改改向向操操舵舵后后，，船船舶舶的的转转头头角角速速度度r0r0到达某一定值后操正舵，船首继续转头惯性角到达某一定值后操正舵，船首继续转头惯性角 为：为：  ＝＝r r0 0·T·T由该式可知，实际操船当中应注意以下几点：由该式可知，实际操船当中应注意以下几点： 1) 1) 满满载载船船舶舶较较空空载载船船舶舶一一般般说说来来具具有有起起转转较较慢慢、、停停转转不不易易、、操操纵纵呆呆笨笨的的特特点点，，要要求求操操纵纵者者根根据据改改向向角角的的大小，适当地早用舵、早回舵，所操舵角也比较大大小，适当地早用舵、早回舵，所操舵角也比较大 2) 2) 为为提提高高在在浅浅窄窄水水域域中中操操船船的的安安全全度度，，降降低低船船速速是是完完全全必必要要的的但但降降低低船船速速后后，，由由于于提提高高了了转转头头惯惯性性角角，，更更应应注注意意适适时时用用大大舵舵角角压压舵舵，，必必要要时时须须果果断断提提高高转转速速以有效地抑制之。

以有效地抑制之 由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象 3) 3) 尺尺度度较较大大的的船船舶舶，，一一般般说说来来也也具具有有转转头头惯惯性性角角较较大大的的特特点点，，处处于于满满载载时时则则更更甚甚，，尤尤应应注注意意在在起起转转之之后后，，适时根据具体条件和转头角速度的快慢采用抑制措施适时根据具体条件和转头角速度的快慢采用抑制措施 4) 4) 为为提提高高压压舵舵有有效效性性或或较较为为明明显显地地降降低低转转头头惯惯性性角角，，操操纵纵人人员员应应随随时时注注意意观观察察转转头头趋趋势势，，并并要要牢牢记记，，只只有有采采用用较较大大的的压压舵舵角角，，才才能能有有效效地地降降低低T T，，使使船船舶舶转转头头速速度度迅迅速速得得以以降降低低，，从从而而有有效效地地控控制制惯惯性性转转头头角角不不致致过过大 根据根据实际经验实际经验，在舵效，在舵效较较好的一般好的一般货货船上，船上，压压舵舵角一般可取角一般可取转转向向时时所操舵角的所操舵角的1 1／／2 2；在舵效；在舵效较较慢的大慢的大型油船上，尤其是超大型油船在它型油船上，尤其是超大型油船在它们满载时应们满载时应按照按照转转头惯头惯性的性的强强弱，多取与弱，多取与转转向向时时所操舵角等大的所操舵角等大的压压舵角。

舵角 由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象4 4．船舶定常旋回直径．船舶定常旋回直径D D的估算的估算                                    根根据据定定常常旋旋回回运运动动中中旋旋回回角角速速度度r0r0＝＝K K 0 0的结论，可以得到船舶定常旋回直径的估算式：的结论，可以得到船舶定常旋回直径的估算式：              D D＝＝2Vt/ K2Vt/ K 0 0                 式中：式中：Vt——Vt——船舶定常旋回时的线速度；船舶定常旋回时的线速度；                                K——K——有量纳的船舶的旋回性指数；有量纳的船舶的旋回性指数；                                 0 0————所操的舵角，应采用弧度作单位所操的舵角，应采用弧度作单位                        在在使使用用该该式式估估算算旋旋回回直直径径D D时时，，应应适适当当地地考考虑虑到到旋旋回回中中船船舶舶降降速速问问题题，，尤尤其其是是超超大大型型船船舶舶的的降降速问题更为明显。

速问题更为明显由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象第三节第三节 船舶的航向稳定性与保向性船舶的航向稳定性与保向性 正舵直航中的船舶，当受到风、浪或其他因正舵直航中的船舶，当受到风、浪或其他因素的瞬时性干扰后，船舶将不可避免地偏离原来素的瞬时性干扰后，船舶将不可避免地偏离原来的直航运动状态但当干扰过去后，偏离原来直的直航运动状态但当干扰过去后，偏离原来直航运动的船舶能否自行恢复到原来航线上去航运动的船舶能否自行恢复到原来航线上去 ( (位位置稳定置稳定) )，能否自行恢复到原来的航向上去，能否自行恢复到原来的航向上去( (方向方向稳定稳定) )，能否较快地稳，定在新的航向上，具有新，能否较快地稳，定在新的航向上，具有新的直线运动的直线运动( (直线稳定直线稳定) )，这就是船舶运动稳定性，这就是船舶运动稳定性所讨论的问题它是船舶操纵性研究的一个重要所讨论的问题它是船舶操纵性研究的一个重要方面   由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象。

由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象 一、航向稳定性一、航向稳定性一、航向稳定性一、航向稳定性 所谓航向稳定性，指的是船舶在受外界所谓航向稳定性，指的是船舶在受外界干扰取得转头速度干扰取得转头速度r r0 0后，当干扰结束之后在船后，当干扰结束之后在船舶保持正舵的条件下，船舶受的转头阻矩对船舶保持正舵的条件下，船舶受的转头阻矩对船体转头运动有何影响，因而船舶转头运动将如体转头运动有何影响，因而船舶转头运动将如何变化的性质何变化的性质一艘航向稳定性较好的船舶，一艘航向稳定性较好的船舶，直航中即使很少操舵也能较好地保向；而当操直航中即使很少操舵也能较好地保向；而当操舵改向时，又能较快地应舵；转向中回正舵，舵改向时，又能较快地应舵；转向中回正舵，又能较快地把航向稳定下来其特点是对舵的又能较快地把航向稳定下来其特点是对舵的响应运动来得快，耗时短，因而舵效比较好响应运动来得快，耗时短，因而舵效比较好由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象。

1 1．静航向稳定性．静航向稳定性．静航向稳定性．静航向稳定性                                                  静静 航航 向向 稳稳 定定 性性 ( (statical statical course course stability)stability)，，指指的的是是船船舶舶受受外外力力作作用用而而稍稍微微偏偏离离原原航航向向，，但但重重心心仍仍在在原原航航向向上上斜斜航航前前进进，，有有关关该斜航漂角将如何变化的性能该斜航漂角将如何变化的性能 通常的船舶在斜航中，因为漂角的出现将通常的船舶在斜航中，因为漂角的出现将产生使漂角继续增大的转头力矩，所以常常是产生使漂角继续增大的转头力矩，所以常常是静航向不稳定的船舶越是首倾，船体侧面积静航向不稳定的船舶越是首倾，船体侧面积在船首分布越多，其静航向稳定性就越差在船首分布越多，其静航向稳定性就越差   由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象   2 2．动航向稳定性．动航向稳定性．动航向稳定性．动航向稳定性                                            当当外外界界干干扰扰过过去去之之后后，，船船舶舶的的转转头头运运动动在在不不用用舵舵纠纠正正的的情情况况下下，，能能尽尽快快稳稳定定于于新新航航向向的的 性性 质质 谓谓 之之 船船 舶舶 动动 航航 向向 稳稳 定定 性性 ( (dynamical dynamical course course stability)stability)。

稳稳定定得得较较慢慢、、惯惯性性转转头头角角较较大大的的船船舶舶，，其其动动航航向向稳稳定定性性较较差差；；稳稳定定得得较较快快、、惯惯性性转转头头角角较较小小的的船船，，其其动动航航向向稳稳定定性性较较好好；；一一直直转转头头不不停停      而而偏偏转转下下去去的的船船，，则则不不具具备备动动航航向向稳稳定定性性一一般般所所说说的的船船舶舶航航向向稳稳定定性性指指的的就就是是动动航航向向稳稳定定性性，，即即船船舶舶直直线线运运动动稳稳定定性性当当然然，，航航向向稳稳定定性性差差的的船船舶舶，，甚甚至至航航向向不不稳稳定定的的船船舶舶，，为为了了保保持持航航向向，，就就需需频频繁繁操操舵舵，，而而且且所用舵角也偏大所用舵角也偏大由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象二、船舶航向稳定性的判别二、船舶航向稳定性的判别二、船舶航向稳定性的判别二、船舶航向稳定性的判别  1.  1. 根据航向稳定性指数判别根据航向稳定性指数判别                                    船船舶舶航航向向稳稳定定性性指指数数T T＞＞0 0，，说说明明船船舶舶具具有有航航向向稳稳定定性性，，且且T T值值为为越越小小的的正正数数，，船船舶舶的的航航向向稳稳定定性性越越好好。

航航向向稳稳定定性性指指数数T T＜＜0 0，，则则说说明明船船舶舶不不具具有有航航向向稳稳定定性性船船舶舶追追随性好的船舶可以同时判断为航向稳定性好的船舶随性好的船舶可以同时判断为航向稳定性好的船舶 2 2．根据船舶的线型系数判别．根据船舶的线型系数判别 一般说来，方形系数较低、长宽比较高的船舶具有较一般说来，方形系数较低、长宽比较高的船舶具有较好的航向稳定性类似超级油船之类的肥大型船舶，方形好的航向稳定性类似超级油船之类的肥大型船舶，方形系数一般在系数一般在0.80.8左右，其航向稳定性在小舵角范围内总带左右，其航向稳定性在小舵角范围内总带有不稳定性有不稳定性由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象三、船舶保向性三、船舶保向性三、船舶保向性三、船舶保向性 1 1．船舶保向性的概念．船舶保向性的概念 保向性是指船舶在外力作用下保向性是指船舶在外力作用下( (如风、流、浪如风、流、浪等等) )，由舵工，由舵工( (或自动舵或自动舵) )通过，罗经识别船舶首摇通过，罗经识别船舶首摇情况，通过操舵抑制或纠正首摇并使船舶驶于预情况，通过操舵抑制或纠正首摇并使船舶驶于预定航向上的能力。

船舶保向性的好坏不但与船舶定航向上的能力船舶保向性的好坏不但与船舶航向稳定性的好坏有关，而且还与操，舵人员的航向稳定性的好坏有关，而且还与操，舵人员的技能及熟练程度、自动舵、舵机的性能有关技能及熟练程度、自动舵、舵机的性能有关   由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象2 2．影响船舶保向性的主要因素．影响船舶保向性的主要因素 1)船船型型————水水下下船船型型是是决决定定船船舶舶转转头头阻阻矩矩和和惯惯性性的的重重要要因因素素，，水水上上船船型型是是决决定定船船舶舶所所受受风风力力及及风风力力转转船船力力矩矩大大小小的的重重要要因因素素它它们们对保向性均有很大影响对保向性均有很大影响   (1) (1) 方方形形系系数数较较低低、、长长宽宽比比较较高高的的瘦瘦削削型型船船舶舶，，其其保保向向性性较优；浅吃水的宽体船保向性较差较优；浅吃水的宽体船保向性较差2) (2) 船船体体侧侧面面积积在在尾尾部部分分布布较较多多者者，，如如船船尾尾有有钝钝材材，，其其保保向向性性较较好好；；船船首首水水下下侧侧面面积积分分布布较较多多者者，，如如船船首首有有球球鼻鼻首将降低保向性。

首将降低保向性3) (3) 较高的干舷将降低船舶在风中航行时的保向性较高的干舷将降低船舶在风中航行时的保向性由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象2)2)载态载态                                 载载态态的的改改变变将将导导致致水水下下和和水水上上船船型型的的改改变变，，因因而而也也影影响响到到船舶保向性对于同一艘船船舶保向性对于同一艘船 :  :(1) (1) 轻载较满载时保向性好轻载较满载时保向性好( (受风时另当别论受风时另当别论) )；；(2) (2) 尾倾较首倾时的保向性好尾倾较首倾时的保向性好3)3)舵角舵角                                          增增大大所所操操的的舵舵角角，，能能明明显显地地改改善善船船舶舶的的保保向向性性超超大大型型油油船小舵角状态下有航向不稳定趋势，需用较大舵角才能保向船小舵角状态下有航向不稳定趋势，需用较大舵角才能保向    4) 4)船速船速 对于同一艘船而言，由于船速的提高，船舶保向性将变好。

对于同一艘船而言，由于船速的提高，船舶保向性将变好   5)5)其他因素其他因素                                                   保保向向性性将将因因水水深深变变浅浅而而提提高高；；船船舶舶顺顺风风浪浪或或顺顺流流航航行行中中保向性反而降低保向性反而降低由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象第四节第四节 船舶变速运动性能船舶变速运动性能 驱动静止中的船舶运动，或运动中的船舶停驱动静止中的船舶运动，或运动中的船舶停止下来，或改变船舶的运动速度，它们均有维持止下来，或改变船舶的运动速度，它们均有维持其原运动状态的趋势，经过一定时间的过渡，才其原运动状态的趋势，经过一定时间的过渡，才能达到所要求的状态这种趋势就是船舶惯性能达到所要求的状态这种趋势就是船舶惯性( (inertia effect)inertia effect)标志惯性过程长短的数据可标志惯性过程长短的数据可有两种表示方式：一种是衡量完成变速运动所需有两种表示方式：一种是衡量完成变速运动所需路程的叫冲程路程的叫冲程( (惯性冲程惯性冲程) )；另一种是衡量完成变；另一种是衡量完成变速运动所需时间的叫冲时速运动所需时间的叫冲时( (惯性冲时惯性冲时) )。

   由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象 一、船舶的启动性能一、船舶的启动性能一、船舶的启动性能一、船舶的启动性能 定义：船舶在静止状态中开进车，使船舶达到与主机功率定义：船舶在静止状态中开进车，使船舶达到与主机功率相应的稳定船速所需的时间和航进的距离，称为船舶的相应的稳定船速所需的时间和航进的距离，称为船舶的启动性能启动性能    船舶从静止状态开进车，主机的转速需视船速的逐步提高而逐渐增加，船舶从静止状态开进车，主机的转速需视船速的逐步提高而逐渐增加，因而存在一个逐步加速过程一味求快，甚至立即把主机的转速增加很多，因而存在一个逐步加速过程一味求快，甚至立即把主机的转速增加很多，则会使主机转矩突然增大，使主机超负荷工作，在实际操船中应予以防止则会使主机转矩突然增大，使主机超负荷工作，在实际操船中应予以防止    船速达到定常速度船速达到定常速度V0V0时所需的时间时所需的时间t t和航进的距离和航进的距离S S的估算公式为：的估算公式为：   t  =  0.004 =  0.004 × Δ • × Δ • V V0   0   /  R/  R0 0S S =  0.101 =  0.101 × Δ • × Δ • V V0 0²/  R R0 0 Δ  ——船舶排水量，单位为t； R0——船速为V0时的船舶阻力，单位为9.81kN； V0——船舶的定常速度，单位为kn； t ——时间，单位为min；  S——启动惯性距离，单位为m。

根据经验，从静止状态逐级动车，直至达到定常速度，满载船舶约需航经20倍船长左右的距离，轻载时约为满载时的1／2～2／3 由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象二、停车性能二、停车性能二、停车性能二、停车性能定定义义：：   船船舶舶在在全全速速或或半半速速前前进进中中停停止止主主机机，，至至船船对对水水停停止止移移动动时时所所需需的的时时间间和和滑滑行行的的距距离离，，称称为为停停车车冲冲时时和和停车冲程停车冲程                                                                   主主机机停停车车后后，，推推力力急急剧剧下下降降到到零零；；开开始始船船速速下下降降迅迅速速；；但但随随着着船船速速的的下下降降，，船船舶舶阻阻力力减减小小，，船船速速下下降降逐逐渐渐缓缓慢慢；；当当船船速速很很低低时时，，阻阻力力很很小小，，船船速速的的下下降降极极为为缓缓慢慢，，船船舶舶很很难难完完全全停停止止下下来来因因此此，，通通常常以以船船速速降降低低至至能能维维持持船船舶舶舵舵效效的的速速度度( (对对于于万万吨吨级级船船舶舶为为2 2knkn左右左右) )为界限来计算船舶的停车冲程和冲时。

为界限来计算船舶的停车冲程和冲时 由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象主机停车后至船速降低到能维持舵效的速度时所需的时间主机停车后至船速降低到能维持舵效的速度时所需的时间t t和滑行距和滑行距离离S S的估算公式为：的估算公式为：   t  t  =  0.00105 =  0.00105 × Δ • × Δ • V V0 0²/  /  R R0 0（（1 1/ /V￿–￿V￿–￿1 1 /  /￿V￿V0 0））S S =  0.075=  0.075× Δ • × Δ • V V0 0² / / R R0     0     log log （（   V V0  0  /  / V￿V￿））                                                      Δ  ——船舶排水量，单位为t； R0——船速为V0时的船舶阻力，单位为9.81kN； V￿——船舶停止时刻的速度，一般以能维持其舵效的速度计算，单位为kn；￿V0——船舶的定常速度，单位为kn； t ——时间，单位为min；  S——启动惯性距离，单位为m。

        根据经验，船舶在常速航进中停车，降速到能维持其舵效的速度时，一般货船的停车冲程为船长的8～20倍，超大型船舶则超过20倍的船长，船越大，停车惯性越大             .高速前进中的船舶，突然下令停车，主机转速下降至完全停止要有一个过程除特殊情况外，从有利保护主机的角度出发，一般仍应采取逐级降速至停车由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象三、倒车停船性能及影响紧急停船距离的因素三、倒车停船性能及影响紧急停船距离的因素三、倒车停船性能及影响紧急停船距离的因素三、倒车停船性能及影响紧急停船距离的因素 1 1．倒车停船性能．倒车停船性能 船舶在前进三中开后退三，从发令开始到船对水船舶在前进三中开后退三，从发令开始到船对水停止移动所需的时间及航进的距离，称为倒车冲时和停止移动所需的时间及航进的距离，称为倒车冲时和倒车冲程，其距离又称紧急停船距离倒车冲程，其距离又称紧急停船距离( (crash stopping crash stopping distance)distance)或最短停船距离或最短停船距离 ( (shortest stopping shortest stopping distance)distance)。

    前进中的船舶由进车改为倒车，通称主机换向前进中的船舶由进车改为倒车，通称主机换向   一般情况下一般情况下: :蒸汽机船约需蒸汽机船约需     60     60～～90 90 s s内燃机船约需内燃机船约需     90     90～～120120s s；；汽轮机船约需汽轮机船约需   120   120～～180180s s；；由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象倒车冲时和倒车冲程可用下列公式估算倒车冲时和倒车冲程可用下列公式估算： t  =  0.0089 =  0.0089 × Δ • × Δ • V0   0   /  R0 0S =  0.0121 =  0.0121 × Δ • × Δ • V0 0²/  R0 0Δ  ——船舶排水量，单位为t； R0——船速为V0时的船舶阻力，单位为9.81kN； V0——船舶的定常速度，单位为kn； t ——时间，单位为min；  S——启动惯性距离，单位为m 根据统计:一般中型至万吨级货船的紧急停船距离可达6～8倍船长；载重量50000 t左右的船舶达8～10倍船长；载重量10万t的船舶可达10～13倍船长；载重量15～20万t的船舶可达13～16倍船长。

由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象2 2．影响紧急停船距离的因素．影响紧急停船距离的因素   (1) (1) 船船舶舶排排水水量量:  : 在在其其他他条条件件相相同同的的情情况况下下，，排排水水量量越越大大，，紧紧急急停停船船距距离离越越         大      (2)   (2)  船速船速:  :  若其他因素一定时，船速越高，紧急停船距离越大若其他因素一定时，船速越高，紧急停船距离越大   (3) (3) 主主机机倒倒车车功功率率、、转转速速和和换换向向时时间间:  :    若若其其他他条条件件相相同同，，主主机机倒倒车车转转速速越越高高，，主主机机倒倒车车功功率率越越大大，，紧紧急急停停船船距距离离越越小小；；主主机机换换向向时时间间越越短短，，紧紧急急停停船船距距离也越小离也越小        (4) (4) 推推进进器器种种类类:  :    可可变变螺螺距距螺螺旋旋桨桨( (CPP)CPP)船船与与固固定定螺螺距距螺螺旋旋桨桨( (FPP)FPP)船船相相比比较较，，由由于于CPPCPP船船的的换换向向操操作作只只需需改改变变螺螺旋旋桨桨的的螺螺距距角角，，而而无无需需停停止止主主机机，，因因此此其其换换向向时时间间短短，，其其紧紧急急停停船船距距离离也也就就较较小小。

若若其其他他条条件件相相同同，，则则CPPCPP船船的的紧急停船距离约为紧急停船距离约为FPPFPP船的船的6060％～％～8080％ (5)  (5) 船体的污底程度船体的污底程度:  :  船体污底越严重，船体阻力越大，紧急停船距离越小船体污底越严重，船体阻力越大，紧急停船距离越小        (6) (6) 外外界界条条件件:  :    顺顺风风、、顺顺流流时时紧紧急急停停船船距距离离增增大大；；顶顶风风、、顶顶流流时时紧紧急急停停船船距距离减小在浅水中由于船舶阻力增加，其紧急停船距离较深水中小在浅水中由于船舶阻力增加，其紧急停船距离较深水中小由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象第五节第五节 船舶操纵性试验船舶操纵性试验 掌握船舶的操纵性是驾引人员安全操船的必备条件掌握船舶的操纵性是驾引人员安全操船的必备条件掌握船舶的操纵性是驾引人员安全操船的必备条件掌握船舶的操纵性是驾引人员安全操船的必备条件为掌握实船的操纵性，必须进行实船的操纵性试验为掌握实船的操纵性，必须进行实船的操纵性试验( (manoeuvring manoeuvring test)test)，，主要包括主要包括: :一、旋回试验一、旋回试验一、旋回试验一、旋回试验                                    船船舶舶旋旋回回试试验验是是迄迄今今为为止止仍仍普普遍遍进进行行的的试试验验。

其其目目的的是是求求取取船船舶舶的的旋旋回回要要素素，，其其中中包包括括进进距距、、横横距距、、旋旋回回初初径径、、旋旋回回直直径径、、滞滞距距、、旋旋回回时时间间等等，，以以便便评评价价船船舶舶旋旋回回的的迅迅速速程程度度和和所需水域的大小，所需水域的大小，从而从而判定船舶的旋回性能判定船舶的旋回性能判定船舶的旋回性能判定船舶的旋回性能二、二、二、二、Z Z形试验形试验形试验形试验 Z Z形形试试验验最最早早是是KempfKempf提提出出的的一一种种判判定定船船舶舶操操纵纵性性能能的的方方法法，，又又称称标标准准操操纵纵性性试试验验19571957年年日日本本学学者者野野本本又又发发展展了了对对Z Z形形试试验验结果进行理论分析的新方法结果进行理论分析的新方法————K K，，，，T T指数分析方法指数分析方法指数分析方法指数分析方法由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象 三、螺旋试验三、螺旋试验三、螺旋试验三、螺旋试验 螺旋试验包括螺旋试验包括正螺旋试验正螺旋试验( (direct spiral test)direct spiral test)和和逆螺旋试验逆螺旋试验( (reverse spiral test)reverse spiral test)两种，前者由法国的两种，前者由法国的DieudonneDieudonne提出，后者由提出，后者由BeckBeck提出。

提出螺旋试验的目的是判定螺旋试验的目的是判定螺旋试验的目的是判定螺旋试验的目的是判定船舶航向稳定性的好坏船舶航向稳定性的好坏船舶航向稳定性的好坏船舶航向稳定性的好坏 四、停船试验四、停船试验四、停船试验四、停船试验 停船性能是船舶操纵性能中极为重要的性能之一，停船性能是船舶操纵性能中极为重要的性能之一，在实船试验中应分别测定船舶在满载和空载时，主机转速为前进在实船试验中应分别测定船舶在满载和空载时，主机转速为前进一、二、三时，采用停车、倒车措施的冲程和冲时一、二、三时，采用停车、倒车措施的冲程和冲时    测定方法，通常采用测定方法，通常采用抛板法（或称投木法）抛板法（或称投木法）抛板法（或称投木法）抛板法（或称投木法）: :                                                  用抛扳法测定冲程时，其冲程大小表示船舶对水的移动距离由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象第二章  车、舵、锚、缆、拖船在操船中的运用第一节第一节 螺旋桨的作用螺旋桨的作用 把主机发出的功率转换成推动船舶前进的功率的装把主机发出的功率转换成推动船舶前进的功率的装置或机构，统称推进器（车）。

置或机构，统称推进器（车）    推进器的种类主要有螺旋桨、平旋推进器、明轮、推进器的种类主要有螺旋桨、平旋推进器、明轮、喷水推进器等等目前机动船上普遍使用的是螺旋桨喷水推进器等等目前机动船上普遍使用的是螺旋桨螺旋螺旋桨桨的种的种类类主要可分主要可分为为固定螺距螺旋固定螺距螺旋桨桨( (FPP)FPP)和可和可变变螺距螺旋螺距螺旋桨桨( (CPP)CPP)    由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象一、船舶阻力一、船舶阻力一、船舶阻力一、船舶阻力 R R 与螺旋桨的推力与螺旋桨的推力与螺旋桨的推力与螺旋桨的推力 T T                                       舶舶以以一一定定航航速速行行驶驶于于水水面面，，必必须须克克服服船船舶舶本本身身所所受受的的各各种种阻阻力力船船舶舶依依靠靠主主机机发发出出的的功功率率，，驱驱动动推推进进器器产产生生推推力力；；当当推推力力与阻力平衡时，船舶将作匀速运动，否则将作变速运动与阻力平衡时，船舶将作匀速运动，否则将作变速运动。

        1 1．船舶阻力．船舶阻力                          航行中的船舶所受的阻力航行中的船舶所受的阻力( (resistance)resistance)包括包括基本阻力基本阻力R R0 0与与附加阻力附加阻力△△R R两个部分：两个部分：        R R＝＝R R0 0十十△△R R                                                             基本阻力基本阻力R R0 0是指新出坞的裸体船是指新出坞的裸体船( (不包括附属体，如舵、不包括附属体，如舵、螺旋桨等螺旋桨等) )在平静水面行驶时水对船体产生的阻力基本阻力由摩在平静水面行驶时水对船体产生的阻力基本阻力由摩擦阻力擦阻力( (frictional resistance)frictional resistance)、、涡流阻力涡流阻力( (eddy—making eddy—making resistance)resistance)和兴波阻力和兴波阻力( (wave—resistance)wave—resistance)构成；后二者统称压差构成；后二者统称压差阻力，通常也称为剩余阻力阻力，通常也称为剩余阻力( (resid—Ual resistance)resid—Ual resistance)。

   由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象 基基本本阻阻力力与与船船速速的的关关系系近近似似于于线线性性变变化化，，但但当当船船速速较较高高时时，，则则基基本本阻阻力力随随船船速速的的增增加加急急剧剧增增加加，，且且船船速速越越高高增增加加的的幅幅度度越越大大基基本本阻阻力力随随船船速速而而出出现现上上述述变变化化的的原原因因在在于于，，船船速速较较低低时时，，摩摩擦擦阻阻力力占占基基本本阻阻力力的的比比例例较较高高；；而而船船速速较较高高时时，，则则剩剩余余阻阻力力，，尤尤其其是是兴兴波波阻阻力力所所占占比比例例将将越越来来越越大大；；单单就就兴兴波波阻阻力力而而言言，，则则约约与与船船速速的的4 4～～6 6次次方方成成正正比比当当船船速速一一定时，吃水越大，基本阻力越大定时，吃水越大，基本阻力越大 附加阻力由附加阻力由污底阻力污底阻力( (fouling resistance)fouling resistance)、、附体阻力附体阻力( (appendage resistance)appendage resistance)、、空气阻力空气阻力( (air resistance)air resistance)和和汹涛汹涛阻力阻力( (rough water resistancerough water resistance．．) )组成：组成： R R0 0=R=RF F十十R RA A十十R Rx x十十R RR R 显然，船舶的附加阻力与船体的污底程度、附体的多少及结显然，船舶的附加阻力与船体的污底程度、附体的多少及结构、风浪的大小、航道的浅窄等因素有关。

对于商船而言，因其构、风浪的大小、航道的浅窄等因素有关对于商船而言，因其速度不高，空气阻力仅占总阻力的速度不高，空气阻力仅占总阻力的2 2％～％～4 4％由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象2 2．螺旋桨的推力和转矩．螺旋桨的推力和转矩    在主机驱动下，转动的螺旋桨推水向后运动，水对螺旋桨的在主机驱动下，转动的螺旋桨推水向后运动，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反作用力在船首方向的分量就是推船前进的推力( (thrust)thrust)；；倒车倒车时则产生指向船尾的拉力流向螺旋桨盘面的流称为时则产生指向船尾的拉力流向螺旋桨盘面的流称为吸入流吸入流( (suction current current)suction current current)；；离开螺旋桨盘面的流称为离开螺旋桨盘面的流称为排出流排出流( (discharge current)discharge current)吸入流的特点是流速较侵，范围较宽，流吸入流的特点是流速较侵，范围较宽，流线几乎相互平行；排出流的特点是流速较快，范围较小，水流旋线几乎相互平行；排出流的特点是流速较快，范围较小，水流旋转激烈，如图转激烈，如图                                 式中：KT——螺旋桨的推力系数； KQ——螺旋桨的转矩系数； ρ——海水密度； n——螺旋桨转速； D——螺旋桨直径。

          由船舶原理可知，当螺旋桨转动时产生的推力(trust)和需要通过主机带动克服的转矩(torque)为:               T＝KTρn2D4           Q＝KQρn2D5由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象二、主机功率和船速二、主机功率和船速二、主机功率和船速二、主机功率和船速   1 1．主机功率．主机功率1)  1)  机器功率机器功率( (Machinery Horse Power)MHPMachinery Horse Power)MHP(1)  (1)  指示功率指示功率( (Indicated Horse Power)IHPIndicated Horse Power)IHP(2)  (2)  制动功率制动功率( (Brake Horse Power)BHPBrake Horse Power)BHP(3)  (3)  轴功率轴功率( (Shaft Horse Power)SHPShaft Horse Power)SHP2)  (2)  (螺旋桨螺旋桨) )收到功率收到功率( (Delivered Horse Power)DHPDelivered Horse Power)DHP3)   3)   推力功率推力功率( (Thrust Horse Power)THPThrust Horse Power)THP   4)有效功率有效功率( (Effective Horse Effective Horse Fower)EHPFower)EHP   各功率之间的关系    螺旋桨收到功率DHP与机器功率MHP的比值称为传递效率，其值通常为0.95～0.98。

    有效功率EHP与收到功率DHP之比称为推进器效率，该值约为0.60～0.75    有效功率EHP与主机机器功率MHP之比称为推进系数，该值约为0.5～O.7这就是说，主机发出功率变为船舶推进有效功率后已损失了将近一半由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象3 3．船速分类．船速分类 1) 1)额定船速额定船速 在额定功率、额定转速条件下，船舶在平静的深水域中取得在额定功率、额定转速条件下，船舶在平静的深水域中取得的船速称为额定船速的船速称为额定船速   2)2)海上船速海上船速 海上由于气候多变，为确保长期安全航行，需留有适当的主海上由于气候多变，为确保长期安全航行，需留有适当的主机功串储备，因而主机的海上常用功率要较其额定功率为低，通机功串储备，因而主机的海上常用功率要较其额定功率为低，通常为额定功率的常为额定功率的9090％；相应的海上常用主机转速％；相应的海上常用主机转速n n0 0则为额定转速则为额定转速的的9696％～％～9797％％   3)3)港内船速港内船速                                    近近岸岸航航行行，，尤尤其其是是近近港港航航行行，，常常需需备备车车；；港港内内船船舶舶密密集集，，水水深深较较浅浅，，弯弯道道较较多多，，用用舵舵频频繁繁。

为为便便于于操操纵纵与与避避让让和和不不使使主主机机超超负负荷荷，，港港内内航航行行最最高高船船速速也也应应较较海海上上船船速速为为低低一一般般港港内内的的最最高主机转速约为海上常用转速的高主机转速约为海上常用转速的7070％～％～8080％％左右由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象三、螺旋桨的致偏作用三、螺旋桨的致偏作用三、螺旋桨的致偏作用三、螺旋桨的致偏作用1 1．螺旋桨横向力．螺旋桨横向力1)  1)  螺旋桨沉深横向力螺旋桨沉深横向力                                       螺螺旋旋桨桨盘盘面面中中心心距距水水面面的的垂垂直直距距离离称称为为螺螺旋旋桨桨的的沉沉深深h h它它与与螺螺旋旋桨桨直直径径D D之之比比h h／／D D称称为为沉沉深比 螺旋桨转动时，除推水产生螺旋桨转动时，除推水产生推力或拉力外，还推水旋转从推力或拉力外，还推水旋转从而产生即转力而产生即转力Q Q当当h h／／D D＜＜0.50.5时，螺旋桨桨叶部分露出水面，时，螺旋桨桨叶部分露出水面，这就导致螺旋桨部分在空气中工这就导致螺旋桨部分在空气中工作，因空气的密度要比水的密度作，因空气的密度要比水的密度小，导致螺旋桨上部的转力小，导致螺旋桨上部的转力Q Q2 2小小于下部的转力于下部的转力Q Q1 1，，Q Q1 1和和Q Q2 2的差值形的差值形成的横向力，称为螺旋桨沉深横成的横向力，称为螺旋桨沉深横向力。

向力 对于右旋固定螺距螺旋桨而言，进车时，该力推尾向右，船首左偏；倒车时相反，推尾向左、船首右偏 螺旋桨沉深横向力的大小与船舶浮态密切相关，当沉深比h／D＞0.65～0.75时，螺旋桨桨叶距水面较深，空气就不易吸入，沉深横向力很小，随h／D的逐步减小该力将明显增大由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象2)2)伴流横向力伴流横向力 伴流是伴随船体运动而产生伴流是伴随船体运动而产生的追随性水流，也称追迹流的追随性水流，也称追迹流它主要由摩擦伴流、势伴流和它主要由摩擦伴流、势伴流和兴波伴流组成，其大小和在船兴波伴流组成，其大小和在船舶周围各处并不相同，通常所舶周围各处并不相同，通常所说的伴流速度是指相应位置处说的伴流速度是指相应位置处伴流沿首尾方向的分量伴流沿首尾方向的分量 伴流在螺旋桨处的分布是不伴流在螺旋桨处的分布是不均匀的，如右图所示，其分布均匀的，如右图所示，其分布特点是特点是左右对称、上大下小左右对称、上大下小。

对于右旋固定螺距螺旋桨单桨船而言，当船舶在前进中进车时，伴流横向力推尾向左，船首右偏；船舶在前进中倒车时，伴流横向力推尾向右，船首左偏上述的船首偏转方向正好与螺旋桨的沉深横向力相反船舶在后退中，因为舵叶形成的伴流极小，所以不论是进车或倒车其影响均可忽略不计由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象     3)       3)  排出流横向力排出流横向力 船舶在前进中操正舵时，如船舶在前进中操正舵时，如图右所示，舵叶左上部与右下部将图右所示，舵叶左上部与右下部将分别受到排出流的有力冲击相比分别受到排出流的有力冲击相比较而言，因为右下部排出流的冲角较而言，因为右下部排出流的冲角明显大于左上部，使右侧的水动力明显大于左上部，使右侧的水动力高于左侧，造成推尾向左，船首向高于左侧，造成推尾向左，船首向右偏转当船舶在轻吃水状态下舵右偏转当船舶在轻吃水状态下舵叶部分露出水面时，这种偏转趋势叶部分露出水面时，这种偏转趋势将更加明显将更加明显    对于右旋固定螺距螺旋桨单桨船而言，排出流均使船首向右偏转。

总体而言，排出流横向力当船速较低时在螺旋桨横向力中是一个比较大的量，尤其是船舶在轻载状态下由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象 4)    4)   推力中心偏位推力中心偏位                                                         推推力力中中心心偏偏位位是是由由于于吸吸入入流流造造成成的的船船舶舶前前进进中中，，吸吸入入流流沿沿水水下下船船尾尾型型线线由由船船底底向向上上呈呈斜斜上上方方向向汇汇集集于于螺螺旋旋桨桨的的盘盘面面内内进进车车时时右右半半圆圆的的桨桨叶叶呈呈顶顶流流、、左左半半圆圆的的桨桨叶叶呈呈顺顺流流状状态态，，使使右右侧侧桨桨叶叶的的推推力力大大于于左左侧侧桨桨叶叶的的推推力力，，整整个个螺螺旋旋桨桨的的推推力力中中心心偏偏向向于于螺螺旋旋桨桨中中心心的的右右侧侧，，使使船船首首左左偏偏；；船船舶舶前前进进中中倒倒车车时时，，左左侧侧的的桨桨叶叶呈呈顶顶流流、、右右侧侧的的桨桨叶叶呈呈顺顺流流状状态态，，使使左左侧侧桨桨叶叶的的拉拉力力大大于于右右侧侧桨桨叶叶的的拉拉力力，，整整个个螺螺旋旋桨桨的的拉拉力力中中心心偏偏向向于于螺螺旋旋桨桨中中心心的的左左侧侧，，使使船船首首左左偏偏。

总总而而言言之之，，螺螺旋旋桨桨推推力力中中心心偏偏位位的的方方向向与与螺螺旋旋桨桨旋旋转转的的方方向向一一致致，，且且船船速速越越高高、、螺螺旋旋桨桨转转速速越越高高，，则则推推力力中中心偏位越明显心偏位越明显 船舶在后退中，如操正舵，则吸入流并无致偏作用；如操某船舶在后退中，如操正舵，则吸入流并无致偏作用；如操某舷舵角，则吸入流冲在舵叶的背面，使船首向操舵另一舷偏转，舷舵角，则吸入流冲在舵叶的背面，使船首向操舵另一舷偏转，即操左舵时船首向右偏转，操右舵时船首向左偏转即操左舵时船首向右偏转，操右舵时船首向左偏转   由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象 螺旋桨横向力的致偏作用螺旋桨横向力的致偏作用螺旋桨横向力的致偏作用螺旋桨横向力的致偏作用( ( ( (右旋右旋右旋右旋FPPFPPFPPFPP单桨船单桨船单桨船单桨船) ) ) ) 横横 向向 力力   致偏作用致偏作用   产生条件产生条件   量量 值值   沉深横向力沉深横向力   进车时船首左偏进车时船首左偏倒车时船首右偏倒车时船首右偏    h h／／D D＜＜0.650.65～～0.750.75   视视h h／／D D值值的大小的大小   伴流横向力伴流横向力进车时船首右偏进车时船首右偏倒车时船首左偏倒车时船首左偏   船舶必船舶必须有前进的须有前进的速度速度   较小的量较小的量   排出流横向力排出流横向力不论进车或倒车，不论进车或倒车，船首均右偏船首均右偏   排出流能够作用于排出流能够作用于舵上或船体尾部舵上或船体尾部   较大的量较大的量   推力中心偏位推力中心偏位不论进车或倒车，不论进车或倒车，船首均左偏船首均左偏   船舶在前进中船舶在前进中   较小的量较小的量   由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，达到足够的浓度，滞留足够的时间，并因此导致大气环境质量下降影响人类生活的现象。

第二节第二节第二节第二节 舵的作用舵的作用舵的作用舵的作用一、舵力及舵力转船力矩一、舵力及舵力转船力矩一、舵力及舵力转船力矩一、舵力及舵力转船力矩( (单独舵单独舵单独舵单独舵) )     1  1．．舵的正压力和舵力转船力矩舵的正压力和舵力转船力矩            对对于于平平板板舵舵( (亦亦称称单单板板舵舵) )的的正正压压力力P PN N和和压压力力中中心心位位置置x x，，常常采采用用BeaufoyBeaufoy式式来计算：来计算： P PNN＝＝＝＝576.2A576.2AR Rv vR R2 2sinsin    x x／／／／b b＝＝＝＝0.1950.195十十十十0.3050.305sinsin    PN——平板舵正压力(N)； AR——舵面积(m2)； vR——舵的前进速度或水相对于舵 的流速(m／s)； ——水 对 舵 的 冲 角 或 舵 角(°)； b——平板舵的宽度(m)； x——从平板舵前缘到舵正压力中心之间的距离(m) 一一般般船船舶舶多多取取35°为为极极限限舵舵角角；；而而超超大大型型船船舶舶则则往往往往取取40°作为极限舵角。