船舶操纵航向稳定与保向

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1、要点回顾船舶运动学参数漂角、转心、航向角、速度、角速度。船舶平面运动的特征船舶操纵动力学参数运动方程船体水动力及水动力矩水动力角与漂角β、水动力作用中心影响船体水动力的因素船舶的几何特征、船舶的运动特征、航行水域的几何特征船舶操纵性基础船舶操纵性概述船舶操纵性（maneuverability）指标及其判别船舶必备操纵性资料船舶操纵性指数航向稳定性与保向性船舶变向性能船舶变速性能船舶操纵性试验船型参数对操纵性的影响船舶操纵性概述船舶操纵性能（maneuverability）是指船舶对驾引人员实施操纵的响应能力总称船舶操纵性能:固有稳定性

2、(Inherentdynamicstability)保向性(Course-keepingability)初始回转性/改向性(Initialturning/course-changingability)首摇抑制性(Yawcheckingability)旋回性(Turningability)停船性(Stoppingability)船舶操纵性概述航行环境影响下的操纵性风中操纵性流的影响受限水域操纵性浅水操纵性岸壁效应船舶操纵性概述船舶操纵性的判别实船试验旋回试验Z形操纵试验螺旋试验或逆螺旋试验回舵试验停船试验等等。“直接判据”-试验结果“间

3、接(或分析)判据”-操纵性指数K、T等。船舶操纵性概述船舶操纵性概述船舶操纵性概述船舶必备操纵性资料1987年11月，IMO大会通过了A601(15)决议，要求船舶配备：引航卡；驾驶台操纵性图；船舶操纵手册。船舶操纵性概述引航卡(PilotCard)船长与引航员之间关于船舶操纵性能进行信息沟通的资料卡。每航次由船长填写；内容包括本船的主尺度、操纵装置性能、船在不同载况时主机不同转速下的航速以及船舶特殊操纵装置(侧推器)等信息。船舶必备操纵性资料驾驶台操纵性图(WheelhousePoster)详细概述船舶旋回性能和停船性能的图表资料；

4、置于驾驶台显著位置；内容包括深水和浅水(＝1.2)，满载和压载情况下船舶的旋回圈轨迹图及制动性能(停船试验)资料。船舶必备操纵性资料船舶操纵手册(ManeuveringBooklet)详细描述船舶实船操纵性试验结果的手册；它是重要的船舶资料之一；内容包括旋回试验、Z形操纵试验和停船试验的试验条件、试验记录以及试验分析等；操纵手册包括全部驾驶台操纵性图上的全部信息；除实船试验结果之外，操纵手册中的大部分操纵信息估算结果。船舶必备操纵性资料船舶操纵性概述船舶操纵性衡准1993年国际海事组织(1MO)对100m及以上海船的操纵性标准提出了要

5、求，之后，又进行了修订，具体规定如下船舶操纵性衡准旋回性(Turningability)旋回圈的进距应不超过4.5倍船长(垂线间长，下同)，相应的旋回初径应不超过5.0倍船长。初始回转性(Initialturningability)船舶操左10º舵角或右10º舵角后，船首向角从原航向改变10º时，船舶在原航向上的纵向行进距应不超过2.5倍船长。船舶操纵性衡准偏转抑制性能和保向性(Yaw-checkingandcourse-keepingability)10º／10ºZ形操纵试验测得的第一超越角应不超过：10º当L/V＜10s时；20º

6、当L/V＞30s时；(5＋1/2(L/V))º当10s＜L/V＜30s时。10º／10ºZ形操纵试验测得的第二超越角应不超过：25º当L/V＜10s时；40º当L/V＞30s时；(17.5＋0.75())º当10s＜L/V＜30s时。20º／20ºZ形操纵试验测得的第一超越角应不超过25º。船舶操纵性衡准停船性能(Stoppingability)船舶全速倒车停船试验中的航迹进距(CrashStoppingDistance)不超过15倍船长。但是，对于超大型船舶，主管机关认为该标准不能满足时，可进行修订，但任何情况下不应超过20倍船长。

7、船舶操纵性基础船舶操纵性指数动坐标系船舶运动方程船舶操纵性指数假设一物体的转动惯性矩I为，当它以角速度r回转时，所遭受的粘性阻尼为Nr，N是阻尼系数。此外当其尾部转过一角度后，会产生一个作用在物体上的力矩M，M表示单位角度产生的力矩，则该物体的运动方程为操纵性指数船舶的旋回性指数K（turningabilityindex），单位为1/秒；K=M/N=单位舵角旋回力矩/单位角速度旋回阻尼；K表示旋回性优劣，K大，旋回性好。船舶的追随性指数T（turninglagindex），单位为秒；T=I/N=船舶转动惯量/单位角速度旋回阻尼；T

8、表示追随性优劣，T小，追随性好，应舵较快；T如果为负值，船舶航向不稳定。操纵性指数无因次化操纵性指数K、T指数被广泛用来评价船舶的操纵性能K参数的单位为1/s,T参数的单位为s用无因次值K′、T′来表示V——船速(m/s