重庆交通大学船舶操纵性复习

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1、第四篇船舶操纵第一章绪论1.操纵性：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航速、航向和位置的性能。2.船舶操纵性包括以下四个方面的内容1)航向稳定性：指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，保持原有航向运动的性能。2)回转性：指船舶应舵作圆弧运动的性能。3)转首性及跟从性：指船舶应舵转首及迅速进入新的稳定运动状态的性能。前者称为转首性，后者称为跟从性。4)停船性能：指船舶对惯性停船和倒车停船的响应性能。3.船舶操纵装置朽舵(由于结构简单、工作可靠、造价低廉，应用最广泛)、转动导管

2、、平旋推进器、主动转向装置等。4.操纵六要素：舵(关键性设备)、车、锚、缆、风和流。5.船舶操纵性与航行的安全性、经济性以及军舰的战斗力和生命力有着密切联系。6.船舶六个自由度的运动包括直线运动和转动两种形式。第二章船舶操纵1.船舶匀速沿屮纵剖而方M直线航行时，横以力和偏航力矩为0。2.诸水动力导数的物理意义：(1)水动力和力矩的位置倒数合力是一个较大的负值，¥、,也是一个较大的负值。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，故Nv-般是一个不大的负值(2)水动力和力矩的旋转倒数

3、和1^由于船首和船尾水动力方向相反，因此水动力导数1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具有相同的方向，都是阻止船舶回转的，因此水动力矩导数N«•是一个很大的负值，它对船舶的操纵运动起重要影响。(3)水动力和力矩的线加速度导数｝;和'是水动力y相对于加速度☆在平衡状态下的变化率，y,是一个相当大的负值。水动力导数yv(，是一个不大的数值，其符号取决于船型。(4)水动力和力矩的角加速度导数y,.和(是一个较小的值，其符号取决于船型。水动力矩导数总是一个很大的负值(5)舵导数(或控制导数)^

4、和TVyy^<0,N,>Q3.诸水力导数取决于船型，对于特定的船是常数。4.野本方程：对于-•般船舶，由于操舵速度是有限的，而且船舶本身的惯性很大，对舵的影响基本上是一种缓慢的运动：Tr+r=KS(野本方程)式中野木方程的物理意义可以这样解释，船舶在惯性力矩、阻尼力矩和舵力矩的作用下，进行的缓慢转首运动可以用以下列式子近似表示：lr+Nr=MS式中：N为船舶回转中的阻尼力矩系数I为船舶回转中的惯性力矩系数M为舵产生的转首力矩系数r=是惯性力矩系数和阻尼力矩系数之比。t大则运动受到的惯性力矩大，阻尼力矩小。NM尺=一是转舵首力矩系数

5、与阻尼力矩系数之比。K大则舵产生的转首力矩大，阻尼力矩小。N1.运动稳定性的一般概念：船舶在航行时，总会受到各种偶然的外界干扰作用，如风、浪、流等冈素的影响，使船偏离原来的运动状态。如果这些外界干扰因素去掉之后，船舶能够恢复到原来的运动状态，则是稳定的，否则是不稳定的。2.船舶运动的稳定性可以分成：P287图2-61）直线稳定性：船舶受瞬时扰动后，最终能恢复直线航行的状态，但航向发生变化。（下）2）方向稳定性：船舶受扰后，新航线为与原航线平行的另一直线。（中）3）位置稳定性：船舶受扰后，最终仍按原航线的延长线航行。（上）3.显然：

6、具有位賈稳定性必同时具有方向和直线稳定性，具有方向稳定性必同时具有直线稳定性。反之，若不具有直线稳定性，也不可能具有方向和位置稳定性。根据是否操舵可分为自动稳定性（不操驼）和控制稳定性（操舵或使用其他操纵装置）。4.船的使用稳定性可用下列两个指标衡量：1）为保持航向的平均操驼频率不大于每分钟4〜6次；2）平均转舵角不超过3（＞〜5（＞。5.改变稳定性在首尾采取的措施：增大呆木、安装尾鳍、使船尾倾、增加首踵、呆木开孔。削小呆木。6.回转运动：直线航行的船舶，将舵转至某一舵角，并保持此舵角，船将作曲线运动。船舶重心的运动轨迹称为回转阐

7、。7.回转运动的三个阶段：1）转舵阶段：船舶从。开始执行转舵命令起到实现命令舵角止的阶段（大约8〜15秒吋间）。舵角0〜35°。由于船的惯性很大而舵力较小，转舵阶段中漂角和回转角速度都很小，只有舵力起主要作用，船几乎是按原方向航行。2）过渡阶段：从转舵终止到船舶进入定常回转的屮间阶段，称为过渡阶段。特征：作用在船体上的水动力随时间而变化，因此船舶的运动参数也随时间而变化。3）定常阶段：在回转运动中，过渡阶段终了，船舶运动参数开始稳定，达到新的平衡阶段，称为定常阶段。船舶回转时的重心轨迹成圆形，船绕重心作匀速角速度转动。8.回转圈的

8、特征参数1）定常回转直径D:在回转运动屮，船舶进入定常阶段后的回转圏的直径称为定常回转直径。满舵条件下的定常冋转直径称为最小回转直径。定常冋转直径与船讼的比值称为相对回转直径影响定常回转直径的因素：船型、艏艉纵倾（勾尾部投影囬积有关）、舵。2）战术