船舶操縱-第2章操縱手段的作用及其運(yùn)用課件

第二章操縱設(shè)備的作用及其運(yùn)用操縱設(shè)備包括車、舵、錨、纜、拖輪等。熟悉車、舵、錨、纜、拖船的作用及其運(yùn)用的知識(shí)。2/6/20231課件第一節(jié)螺旋槳的作用一、船舶阻力與推力二、滑失和船速三、螺旋槳的致偏效應(yīng)及其運(yùn)用四、雙車船的螺旋槳橫向力五、側(cè)推器的使用2/6/20232課件根據(jù)運(yùn)動(dòng)方程，其作用于X軸方向的力為：

其中X＝（T－R），T為推力，R為阻力。船舶作直航運(yùn)動(dòng)時(shí)，vr=0，則：船舶作直航運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度＝0，則：一、船舶阻力與推力2/6/20233課件基本阻力與船速之間的關(guān)系對(duì)于給定的船型，基本阻力的大小與吃水、船速有關(guān)，即：R＝?(d,v)由圖可見：當(dāng)d一定時(shí)，船速V增加，R0也增大；當(dāng)V一定時(shí)，吃水d增加，R0也增大；由圖還可以看出：低速時(shí)，R0隨船速V呈線性變化；高速時(shí)，R0隨船速V呈非線性變化，且需要的推力越大。一、船舶阻力與推力2/6/20235課件（2）附加阻力△R＝R1＋R2＋R3＋R4其中：R1為污底阻力：由船體濕水部分上的海生物引起的阻力。R2為附體阻力：由螺旋槳、舵等船體上的附體引起的阻力。R3為空氣阻力：船體水上部分受到的空氣作用引起的阻力。R4為波浪阻力：船體水下部分受到波浪作用引起的阻力。一、船舶阻力與推力2/6/20236課件2、船舶推力船舶推力是指螺旋槳通過(guò)主機(jī)驅(qū)動(dòng)，推水向后，水對(duì)螺旋槳的反作用力在船舶首尾方向的分量。倒車時(shí)，船舶首尾方向的分量稱為拉力。(1)推力的大小對(duì)于給定的螺旋槳，其推力的大小為：T＝?(n,v)一、船舶阻力與推力2/6/20237課件1、吸入流與排出流（1）吸入流流向螺旋槳的流稱為吸入流。其特點(diǎn)是：范圍大；流速慢；流線平行。（2）排出流離開螺旋槳的流稱為排出流。其特點(diǎn)是：范圍小；流速快；流線旋轉(zhuǎn)（3）排出流在操縱中的應(yīng)用可利用排出流的特點(diǎn)增加舵效。二、滑失和船速2/6/20239課件2、滑失的概念（1）滑失螺旋槳在固體中旋轉(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)一周，前進(jìn)的距離為一個(gè)螺距P，旋轉(zhuǎn)n周，前進(jìn)的距離為nP。但是，螺旋槳在水中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于船速和nP不等，因此，就產(chǎn)生一個(gè)差值。定義：螺旋槳的理論進(jìn)速nP與實(shí)際進(jìn)速Vp之差稱為滑失S，既：S＝nP－Vp其中Vp＝Vs-ωp二、滑失和船速2/6/202310課件（2）滑失比定義：螺旋槳的滑失S與理論進(jìn)速nP之比稱為滑失比Sr，既：

滑失與滑失比中的螺旋槳進(jìn)速Vp若用船速Vs代替，得出的結(jié)果分別稱為虛滑失或虛滑失比。二、滑失和船速2/6/202311課件3、船速的分類在一定范圍內(nèi)，螺旋槳轉(zhuǎn)速n越高，船速V越大。但是，對(duì)于給定的船舶主機(jī)，其轉(zhuǎn)數(shù)的提高不是無(wú)限的一旦超出這個(gè)范圍，主機(jī)將超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，最終可能損壞主機(jī)，因此不得不對(duì)船速作出一定的限制。（1）額定船速（2）海上船速（SeaSpeed）（3）港內(nèi)船速（HarbourSpeed）二、滑失和船速2/6/202313課件（1）額定船速新船驗(yàn)收后的主機(jī)，可供海上長(zhǎng)期使用的最大功率稱為額定功率NH，與其相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)數(shù)稱為額定轉(zhuǎn)數(shù)nH，該條件下主機(jī)發(fā)出的轉(zhuǎn)矩稱為額定轉(zhuǎn)矩QH，相應(yīng)的船速稱為額定船速VMAX。定義：在深水中，在額定轉(zhuǎn)速下船舶所能達(dá)到的最大靜水船速稱為額定船速VMAX額定船速隨著船舶老化和主機(jī)的使用年限逐步降低。二、滑失和船速2/6/202314課件（2）海上船速（SeaSpeed）由于海上的情況多變，船舶的阻力也隨之變化，為了保證長(zhǎng)期安全航行，需要留有一定的功率主機(jī)功率儲(chǔ)備，以便在應(yīng)急時(shí)使用。因此，海上長(zhǎng)期使用的功率不是額定功率，而是海上功率。海上功率一般為額定功率的90％，相應(yīng)的海上轉(zhuǎn)數(shù)為額定轉(zhuǎn)數(shù)的96－97％。定義：在深水中，主機(jī)在海上轉(zhuǎn)數(shù)下船舶所能達(dá)到的靜水船速稱為海上船速。二、滑失和船速2/6/202315課件（3）港內(nèi)船速（HarbourSpeed）如同前進(jìn)時(shí)港內(nèi)船速分級(jí)一樣，在倒車檔次中也分為“后退三”、“后退二”、“后退一”等幾檔。通常港內(nèi)“后退三”時(shí)的主機(jī)轉(zhuǎn)速約為海上常用轉(zhuǎn)速的60～70%。應(yīng)當(dāng)指出，在港內(nèi)或某些內(nèi)海航區(qū)或狹水道，為保證航行安全，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)，特別規(guī)定了最高限速。如本船所用的港內(nèi)船速高于該限速時(shí)，則應(yīng)遵照各港內(nèi)或航區(qū)的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。二、滑失和船速2/6/202317課件4、船速的測(cè)定二、滑失和船速2/6/202318課件1、沉深橫向力2、伴流橫向力3、排出流橫向力4、船舶不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下螺旋槳致偏作用的綜合分析三、螺旋槳的致偏效應(yīng)及其運(yùn)用2/6/202319課件1、沉深橫向力（2）沉深橫向力的產(chǎn)生機(jī)理螺旋槳上下葉水動(dòng)力差異由于上下葉所處的深度不同，當(dāng)螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，上下葉所受的轉(zhuǎn)力不同，Q1>Q2,因此產(chǎn)生橫向力?？諝馕氘?dāng)沉深比≤0.5時(shí)，上葉有空氣吸入，則其所受的轉(zhuǎn)力小，而下葉大，因而，產(chǎn)生橫向力。三、螺旋槳的致偏效應(yīng)及其運(yùn)用2/6/202321課件1、沉深橫向力（3）沉深橫向力的產(chǎn)生條件當(dāng)h/D<0.65時(shí)，螺旋槳沉深橫向力明顯增大。（4）沉深橫向力的方向?qū)τ谟倚菪龢M(jìn)車時(shí)，首向左；倒車時(shí)，首向右。對(duì)于左旋螺旋槳，進(jìn)車時(shí)，首向右；倒車時(shí)，首向左。三、螺旋槳的致偏效應(yīng)及其運(yùn)用2/6/202322課件2、伴流橫向力（1）伴流的概念定義：運(yùn)動(dòng)中的船體附近的水受到船體運(yùn)動(dòng)的影響產(chǎn)生一種追隨運(yùn)動(dòng)的水流稱為伴流。伴流的分類摩擦伴流：由于水和船體之間的摩擦而產(chǎn)生的伴流；勢(shì)伴流：由于船體運(yùn)動(dòng)，船體周圍壓力場(chǎng)的變化產(chǎn)生的伴流；伴流的分布特點(diǎn)沿X軸方向：船首小，船尾大。即螺旋槳附近伴流大；沿Y軸方向：左右對(duì)稱，離船越遠(yuǎn)越小；沿Z軸方向：上大下小。三、螺旋槳的致偏效應(yīng)及其運(yùn)用2/6/202323課件（3）伴流橫向力的產(chǎn)生條件由上述分析可見，如果伴流為0，則，螺旋槳上下葉的攻角相同，則，不產(chǎn)生橫向力，則，伴流橫向力的產(chǎn)生條件為有伴流存在。（4）伴流橫向力的方向?qū)τ谟倚菪龢?，進(jìn)車時(shí)，首向右；倒車時(shí)，首向左。對(duì)于左旋螺旋槳，進(jìn)車時(shí)，首向左；倒車時(shí)，首向右。三、螺旋槳的致偏效應(yīng)及其運(yùn)用2/6/202325課件3、排出流橫向力螺旋槳進(jìn)車時(shí)，排出流作用在舵上；螺旋槳倒車時(shí)，排出流作用在船體上；（1）排出流橫向力的產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)車時(shí)舵的X方向進(jìn)速為ΔVRX—在舵葉處由于螺旋槳旋轉(zhuǎn)引起的軸向增速。倒車時(shí)倒車時(shí)，旋轉(zhuǎn)的排出流打在船體尾部。由于船尾形狀上大下小，致使上部的攻角大于下部的攻角，則產(chǎn)生橫向力。三、螺旋槳的致偏效應(yīng)及其運(yùn)用2/6/202326課件4、船舶不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下螺旋槳致偏作用的綜合分析以下討論僅限于右旋單車船（1）靜止中進(jìn)車空載低速時(shí)，由于h/D較小，沉深橫向力使首左偏；開始是靜止，伴流不存在或較小，則伴流橫向力和排出流橫向力可忽略。則，綜合作用是沉深橫向力使船首左偏。高速時(shí)，隨著伴流的增大，伴流橫向力和排出流橫向力逐漸加大，則，綜合作用是伴流橫向力和排出流橫向力克服沉深橫向力使船首右偏。三、螺旋槳的致偏效應(yīng)及其運(yùn)用2/6/202329課件4、船舶不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下螺旋槳致偏作用的綜合分析以下討論僅限于右旋單車船（1）靜止中進(jìn)車滿載低速時(shí)，由于h/D較大，沉深橫向力較?。婚_始是靜止，伴流不存在或較小，則伴流橫向力和排出流橫向力可忽略。則，綜合作用是船舶幾乎不偏轉(zhuǎn)。高速時(shí)，隨著伴流的增大，伴流橫向力和排出流橫向力逐漸加大，則，綜合作用是伴流橫向力和排出流橫向力使船首右偏。由于是進(jìn)車，舵效較好，則，無(wú)論怎樣偏轉(zhuǎn)，都可用舵克服。三、螺旋槳的致偏效應(yīng)及其運(yùn)用2/6/202330課件（2）靜止中倒車空載由于h/D較小，沉深橫向力使首右偏；開始是靜止，伴流不存在或較小，則伴流橫向力可忽略；排出流橫向力使船首右偏。則，綜合作用是沉深橫向力和排出流橫向力使船首右偏。滿載由于h/D較大，沉深橫向力可忽略；開始是靜止，伴流不存在或較小，則伴流橫向力可忽略；排出流橫向力使船首右偏。則，綜合作用是排出流橫向力使船首右偏。由于是倒車，舵效較差，則，無(wú)論怎樣偏轉(zhuǎn)，都不可用舵克服。三、螺旋槳的致偏效應(yīng)及其運(yùn)用2/6/202331課件（3）前進(jìn)中倒車空載高速時(shí)，由于h/D較小，沉深橫向力使首右偏；伴流較大，伴流橫向力使船首向左；倒車排出流橫向力使首右偏，則，綜合作用是沉深橫向力和排出流橫向力克服伴流橫向力使船首右偏。低速時(shí)，伴流逐漸減小，則伴流橫向力可忽略；沉深橫向力和排出流橫向力使首右偏。則，綜合作用是沉深橫向力和排出流橫向力使船首右偏。三、螺旋槳的致偏效應(yīng)及其運(yùn)用2/6/202332課件（3）前進(jìn)中倒車滿載由于h/D較大，沉深橫向力可忽略。高速時(shí)，伴流較大，伴流橫向力使船首向左；倒車排出流橫向力使首右偏，則，綜合作用是伴流橫向力和排出流橫向力使船首偏轉(zhuǎn)不定。低速時(shí)，伴流逐漸減小，則伴流橫向力可忽略；排出流橫向力使首右偏。則，綜合作用是排出流橫向力使船首右偏。由于是倒車，舵效較差，則，無(wú)論怎樣偏轉(zhuǎn)，都不可用舵克服。三、螺旋槳的致偏效應(yīng)及其運(yùn)用2/6/202333課件雙車船可分為外旋式和內(nèi)旋式兩種：當(dāng)雙車轉(zhuǎn)向相反時(shí)，螺旋槳橫向力合力為0；當(dāng)雙車轉(zhuǎn)向相同時(shí)，螺旋槳橫向力合力不為0；在雙車船一進(jìn)一退進(jìn)行旋回時(shí)，螺旋槳橫向力影響見下表:注：表中指船首的偏轉(zhuǎn)方向。對(duì)于外旋式：在伴流較小時(shí)，沉深橫向力有助于旋回；對(duì)于內(nèi)旋式：在伴流較小時(shí)，沉深橫向力阻礙旋回。四、雙車船的螺旋槳橫向力外旋式內(nèi)旋式向右旋回向左旋回向右旋回向左旋回右車左車右車左車右車左車右車左車沉深橫向力向右向右向左向左向左向左向右向右伴流橫向力向左向左向右向右向右向右向左向左排出流橫向力向右向左向右向左向左向右向左向右2/6/202334課件1、側(cè)推器的工作原理側(cè)推器安裝在船首（首側(cè)推）或船尾（尾側(cè)推），由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)螺旋槳產(chǎn)生橫向力，進(jìn)而產(chǎn)生轉(zhuǎn)船力矩。其速度一般為2－3檔，在駕駛臺(tái)用手柄控制。2、側(cè)推器在操縱中的應(yīng)用側(cè)推器的作用與船舶速度有關(guān)，船速越小，其作用越大，隨著船速的增加，其作用逐漸降低。例如：船速3節(jié)8節(jié)轉(zhuǎn)船力矩（與舵）/單獨(dú)舵轉(zhuǎn)船力矩3.51.28五、側(cè)推器的使用2/6/202335課件1、舵壓力及舵壓力轉(zhuǎn)船力矩2、船、槳、舵之間的綜合影響3、舵效及舵效指數(shù)的概念及其影響因素第二節(jié)舵的作用2/6/202336課件1、舵力的概念由機(jī)翼理論可知舵的水動(dòng)力特征。水流以α角沖向舵時(shí)，產(chǎn)生升力L和阻力D，其合力R分為法向力F和切向力A。我們稱法向力F為舵力。舵力F的大小可用下式求得：其中：AR－為舵面積；VR－為舵速C為舵力系數(shù)，其大小可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：其中，λ為舵的展舷比

一、舵壓力及舵壓力轉(zhuǎn)船力矩αRFDLA2/6/202337課件2.舵力轉(zhuǎn)船力矩其中NR為舵力轉(zhuǎn)船力矩，其大小與舵力、舵角等因素有關(guān)。一、舵壓力及舵壓力轉(zhuǎn)船力矩GxRδ2/6/202338課件1.船體舵力的影響（1）有效進(jìn)速船后伴流降低了舵與水的相對(duì)速度。雖然伴流有三個(gè)分量，但一般只有X方向分量對(duì)舵影響較大。舵處的來(lái)流速度可表示為：VR＝VS－ωR其中ωR為舵處的伴流速度，其大小比螺旋槳處伴流的還要大。二、船、槳、舵之間的綜合影響2/6/202339課件1.船體舵力的影響（2）有效攻角船舶曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，船尾舵處的幾何漂角為：則船舶作定常旋回時(shí)舵處的舵的攻角為：ξ為拉直效應(yīng)系數(shù)。由此可見，由于船體的影響，使舵的攻角減小，從而使舵力減小。二、船、槳、舵之間的綜合影響2/6/202340課件2.螺旋槳對(duì)舵力的影響舵處于螺旋槳之后，槳后排出流的軸向部分增加了舵的進(jìn)速，橫向部分還增大了舵的攻角。二、船、槳、舵之間的綜合影響2/6/202341課件1、舵效的概念操單位舵角后，船舶航行一個(gè)船長(zhǎng)距離時(shí)，取得轉(zhuǎn)向角的大小的效能稱為舵效。2、舵效指數(shù)其物理意義：操單位舵角后，船舶航行一個(gè)船長(zhǎng)距離時(shí)，按一階模擬得到的轉(zhuǎn)向角的變化值。三、舵效及舵效指數(shù)的概念及其影響因素2/6/202342課件3、影響舵效的因素（1）舵角的影響一般舵力越大，舵效越好。舵力大小與舵角有關(guān)，舵角越大，舵效越好。（2）舵速影響一般舵力越大，舵效越好。舵力大小與舵速有關(guān)，舵速越大，舵效越好。（3）排水量影響舵效與船舶轉(zhuǎn)動(dòng)慣量有關(guān)，慣量大(排水量)越大，其T值越大(T=1/N)，P值越小，舵效越差。換言之，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大，船舶不易控制。三、舵效及舵效指數(shù)的概念及其影響因素2/6/202343課件3、影響舵效的因素（4）縱傾、橫傾的影響首傾比尾傾舵效差；橫傾時(shí)，向低舷轉(zhuǎn)向比向高舷轉(zhuǎn)向舵效差。（5）轉(zhuǎn)舵速率的影響轉(zhuǎn)舵越快，舵效越好，反之，越差。（6）外界因素的影響（風(fēng)、流、淺水等）順風(fēng)、順流舵效比頂風(fēng)、頂流舵效差；淺水中，由于船舶旋回阻尼力矩比深水中大，因此，淺水中舵效比深水中差。三、舵效及舵效指數(shù)的概念及其影響因素2/6/202344課件一、錨的用途二、錨抓力及其影響因素第三節(jié)錨的運(yùn)用2/6/202345課件1、操縱中用錨（1）制動(dòng)用錨（2）拖錨調(diào)頭（3）拖錨倒航（4）拋開錨（5）脫淺用錨（6）應(yīng)急用錨2．錨泊用錨一、錨的用途2/6/202346課件錨的抓力實(shí)質(zhì)上就是錨與海底的摩擦力。錨在海底運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力稱為動(dòng)摩擦力或動(dòng)抓力；錨在海底靜止時(shí)產(chǎn)生的摩擦力稱為靜摩擦力或靜抓力。1、操縱用錨的抓力操縱中用錨時(shí)，錨多數(shù)是運(yùn)動(dòng)的，因此，其抓力是動(dòng)摩擦力或動(dòng)抓力。動(dòng)抓力的大小可通過(guò)拖錨試驗(yàn)獲得。（1）影響錨的抓力的因素試驗(yàn)表明，錨的抓力Pa可表示為：Pa＝?(AS，Wa，h，La，F(xiàn)B)其中：AS－錨型Wa－錨重h－水深La－出鏈長(zhǎng)度FB－底質(zhì)二、錨抓力及其影響因素2/6/202347課件（2）操縱用錨的抓力系數(shù)由試驗(yàn)獲得的抓力可用動(dòng)抓力系數(shù)來(lái)表示：上式中的錨重Wa為水中錨重，Wa（水中）＝0.87Wa（空氣中）由于錨的抓力與很多因素有關(guān)，因此，很難給出通用的結(jié)果。一般情況下，當(dāng)?shù)刭|(zhì)為泥沙時(shí)，一般錨的動(dòng)抓力系數(shù)如下：二、錨抓力及其影響因素La/h1.52.02.53.03.5λ0.761.161.602.002.402/6/202348課件（3）操縱用錨的抓力計(jì)算（4）拖錨淌航距離的估算船舶在低速情況下，用錨的動(dòng)抓力停船是操縱中常用的方法。拖錨停船距離通常是通過(guò)試驗(yàn)獲得，在試驗(yàn)條件有限的情況下，也可以用近似公式進(jìn)行估算。船舶拖錨過(guò)程中，船舶由船速V0降為V1時(shí)，根據(jù)動(dòng)能定理得拖錨淌航距離ST的計(jì)算公式：二、錨抓力及其影響因素2/6/202349課件靜水中，在余速為3節(jié)以下時(shí)，假定拖錨過(guò)程中，假定錨的抓力為常量；忽略船舶阻力R和船舶的附加質(zhì)量mx，將m用排水量△代替，則，船舶由船速V降為0時(shí)，上式簡(jiǎn)化為：式中，Δ為船舶質(zhì)量（t）；V0為拋錨時(shí)船舶的余速（kn）；Pa為拖錨時(shí)錨的抓力（t）；S為拖錨淌航距離（m）。二、錨抓力及其影響因素2/6/202350課件例：某輪排水量13500噸，船長(zhǎng)135m，錨重5t，靜水中靠泊余速3kn，拋單錨拖錨淌航45m后，又拋出另一錨制速，若雙錨均出鏈一節(jié)入水，兩錨的抓力均以水中錨重的2倍計(jì)算，試求全部拖錨淌航距離。解：...

將質(zhì)量m=13500噸，船速v=3×0.514m/s，拖錨時(shí)錨的抓力Pa=5×9.81×0.87kN分別代入，可解得全部拖錨淌航距離S為116.6m。二、錨抓力及其影響因素2/6/202351課件（5）操縱用錨注意事項(xiàng)拖錨制動(dòng)僅僅適用于萬(wàn)噸級(jí)及以下的中小型船舶，且船舶對(duì)地的速度也僅限于2～3kn以下。大型船舶則很少采用，而多采用拖輪制動(dòng)。及時(shí)備錨，做到拋得出，剎得住。進(jìn)入狹水道或進(jìn)港前，要及早備錨，先用錨機(jī)將錨放至接近水面處，剎緊剎車，松掉離合器。備錨要雙錨都做好拋出的準(zhǔn)備，當(dāng)接到船長(zhǎng)的拋錨命令后，只要松開剎車就能立即將要拋的錨拋出。出短鏈拖錨制動(dòng)時(shí)，所需的鏈長(zhǎng)應(yīng)一次拋出，立即剎牢。否則，邊剎邊松，不易剎住，并將影響整個(gè)操縱計(jì)劃的實(shí)施。二、錨抓力及其影響因素2/6/202352課件錨鏈已經(jīng)吃力時(shí)，松鏈要十分注意，一次不要松的太多，否則由于抓力突增較多，不容易剎住。在港內(nèi)或狹水道，應(yīng)注意有關(guān)禁錨區(qū)的規(guī)定，以防損壞海底電纜、管道等設(shè)施。當(dāng)發(fā)現(xiàn)拖單錨不能有效地剎減船速時(shí)，切忌盲目加大出鏈長(zhǎng)度，否則容易造成丟錨斷鏈的事故。必要時(shí)可以拋下另一錨以剎減船速。拋錨后，不應(yīng)使用過(guò)大的車速。

二、錨抓力及其影響因素2/6/202353課件2、單錨泊用錨的抓力（1）單錨泊用錨的抓力的組成船舶在錨泊中，出鏈長(zhǎng)度S分為兩個(gè)部分：S＝s＋L其中s是懸鏈鏈長(zhǎng)；L為臥底鏈長(zhǎng)外力T0作用于錨鏈上的力由錨和臥底鏈長(zhǎng)部分與海底的摩擦力來(lái)抵抗。因此，單錨泊時(shí)，總的摩擦力為：二、錨抓力及其影響因素slyT02/6/202354課件其中：Pa為錨抓力；Pc為錨鏈抓力；λa為錨的抓力系數(shù)，它是錨抓力與錨在空氣中重量的比值；Wa為空氣中錨重；λc為錨鏈的抓力系數(shù)，它是錨鏈的抓力與錨鏈在空氣中重量的比值；Wc為空氣中每米錨鏈的重量；l為臥底鏈長(zhǎng)，它等于出鏈長(zhǎng)度Lc減去懸鏈部分的長(zhǎng)度S；二、錨抓力及其影響因素2/6/202355課件（2）單錨泊用錨的抓力的抓力系數(shù)錨泊用錨的抓力為靜抓力，因此，不能采用動(dòng)抓力系數(shù)。對(duì)于一般情況，通常λa取3－5；λc取0.75－1.5。錨的抓力系數(shù)λa主要取決于錨型、海底底質(zhì)、錨的抓底姿勢(shì)和錨鏈的出鏈長(zhǎng)度等因素。錨型不同，錨的抓力系數(shù)也不同。表2－5是1987年6月中國(guó)船舶工業(yè)總公司第108研究所在鐵板細(xì)砂中拖曳試驗(yàn)的結(jié)果。二、錨抓力及其影響因素

表2－5錨抓力系數(shù)試驗(yàn)結(jié)果錨的種類霍爾錨斯貝克錨波爾錨ZY－5型AC－14型錨抓力系數(shù)44～67～1187～112/6/202356課件（3）單錨泊錨鏈懸鏈長(zhǎng)度及其作用根據(jù)數(shù)學(xué)分析中的懸鏈線計(jì)算公式，得懸鏈部分長(zhǎng)度公式：其作用為：緩沖由于偏蕩引起作用于錨鏈和錨上的沖擊力。（4）單錨泊安全出鏈長(zhǎng)度所謂安全錨泊就是防止錨的移動(dòng)。從力學(xué)角度分析，安全錨泊的條件為：二、錨抓力及其影響因素2/6/202357課件即抓力大于外力，則有：總出鏈長(zhǎng)度S0為：二、錨抓力及其影響因素2/6/202358課件（5）單錨泊用錨的安全出鏈長(zhǎng)度的經(jīng)驗(yàn)公式當(dāng)風(fēng)速為20m/s時(shí)當(dāng)風(fēng)速為30m/s時(shí)正常情況下錨泊船的出鏈長(zhǎng)度一般不應(yīng)低于表2－7所列的值。長(zhǎng)江口急流地區(qū)（水深約20米），出鏈長(zhǎng)度一般不低于表2－8所列的值。二、錨抓力及其影響因素水深20米以下20～30米30米以上出鏈長(zhǎng)度/水深4～63～42～2.5流速（kn）345出鏈長(zhǎng)度（節(jié)）4562/6/202359課件第四節(jié)纜的運(yùn)用一、靠泊用纜二、系泊用纜2/6/202360課件一、靠泊用纜1、倒纜的作用頂流、頂風(fēng)靠泊時(shí)先帶前倒纜，其作用避免船舶前沖2、頭纜的作用順流、順風(fēng)靠泊時(shí)先帶前倒纜，其作用避免船舶后退VcVwYLXLTLXCVcVwYLXLTLXC2/6/202361課件二、系泊用纜1、倒纜的作用順流，順風(fēng)離泊時(shí)，單綁后流前倒纜和尾纜，其作用避免船舶在風(fēng)、流的作用下前沖。2、頭纜的作用頂流、頂風(fēng)離泊時(shí)，單綁后留頭纜和尾倒纜，其作用避免船舶在風(fēng)、流的作用下后退。VcVwYLXLTLXCVcVwXCYLXLTLTL2/6/202362課件第五節(jié)拖船的運(yùn)用一、拖船的種類及其特點(diǎn)二、拖船的使用方法三、拖船作用下的船舶運(yùn)動(dòng)四、協(xié)助操船所需拖船功率的估算2/6/202363課件一、拖船的種類及其特點(diǎn)一般在自力操縱發(fā)生困難時(shí)，運(yùn)用拖輪來(lái)協(xié)助操縱。拖輪的種類：（1）遠(yuǎn)洋拖輪遠(yuǎn)洋拖輪一般用于遠(yuǎn)洋拖帶和海難救助，其特點(diǎn)是抗風(fēng)、抗浪性能好，續(xù)航能力強(qiáng)。（2）沿海拖輪沿海拖輪一般用于沿海拖帶和沿海海難救助，其特點(diǎn)是馬力大，續(xù)航能力強(qiáng)。（3）港作拖輪港內(nèi)拖輪一般用于港內(nèi)拖帶和港內(nèi)作業(yè)，其特點(diǎn)是體積小，操縱性能好，但續(xù)航能力較差。2/6/202364課件一、拖船的種類及其特點(diǎn)港作拖輪在操縱中的作用：（1）在水域受限時(shí)，協(xié)助大船轉(zhuǎn)向；（2）大船或惡劣天氣情況下，協(xié)助大船系、離泊；（3）航道中航行時(shí)，協(xié)助大船控制航向。2/6/202365課件一、拖船的種類及其特點(diǎn)1．港作拖輪的種類（1）可變螺距推進(jìn)器拖輪（CPP）它是靠改變螺旋槳的螺距角的大小來(lái)改變螺旋槳推力（或拉力）的大小，船舶變向由舵來(lái)控制。（2）平旋推進(jìn)器拖輪（VSP）它是靠改變直翼的角度來(lái)改變推力的大小和方向，船舶變向由推力的方向來(lái)控制。（3）Z型傳動(dòng)推進(jìn)器拖輪（Z型）它是靠改變螺旋槳的轉(zhuǎn)數(shù)來(lái)改變推力的大小，靠電機(jī)帶動(dòng)豎軸來(lái)改變推力的方向，船舶變向由推力的方向來(lái)控制。（4）定距螺旋槳推進(jìn)器拖輪（FPP）它與普通螺旋槳船基本相同。2/6/202366課件一、拖船的種類及其特點(diǎn)2．港作拖輪的特點(diǎn)：（1）船型尺度船長(zhǎng)較小，一般在30米左右；B/L較大，一般為0.22－0.31（2）穩(wěn)性GM較大，以抵抗纜的作用產(chǎn)生的橫傾力矩。（3）拖力三種拖輪的系柱推力的比較，見表（4）操縱性能由于港內(nèi)水域受限，操縱頻繁，因此，要求具有良好的操縱性能。拖輪對(duì)航向穩(wěn)定性要求較低，主要考慮其旋回性能，因此，其K值較大。（5）港作拖輪的特性各種港作拖輪的主要特性如拖輪的主機(jī)操作、啟動(dòng)停止性能、旋回性能、橫移性能、耐波性能、標(biāo)準(zhǔn)拖力等比較如表2-9所示。2/6/202367課件一、拖船的種類及其特點(diǎn)表2－9各中拖輪特性的比較性能/種類FPP拖輪CPP拖輪VSP拖輪ZP拖輪主機(jī)種類低速柴油機(jī)低速柴油機(jī)中速柴油機(jī)中高速柴油機(jī)主機(jī)操作僅可控制推力的大小僅可控制推力的大小可控制推力的大小及其方向可控制推力的大小及其方向啟動(dòng)停止特性差良優(yōu)優(yōu)旋回性能差（旋回直徑大，為3～4倍船長(zhǎng)）差（旋回直徑較大，為1.5～2.0倍船長(zhǎng)）優(yōu)（可原地掉頭，旋回直徑為1～1.5倍船長(zhǎng)）優(yōu)（可原地掉頭，旋回直徑為1～1.5倍船長(zhǎng)）橫移性能不能橫移橫移困難可以橫移可以橫移耐波性能差差優(yōu)優(yōu)前進(jìn)拖