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大型船舶操纵性能特点概要

作者:高考题库网
来源:https://www.bjmy2z.cn/gaokao
2021-02-10 13:01
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2021年2月10日发(作者:鸦属)


大型船舶操纵性能特点概要




由于超大型船舶的尺度和载重量极大而主机相对单位吨位所具有的马力反而变小,


从而使超


大型船舶与一般


1



2


万吨级船舶在操纵性能上具有了很多需要注意的不同特点。



一.



操纵性能下降



1




舵效差,



反应迟钝,



甚至


3



4


节船速时已无舵效;



2




追随性差,



故在改向或过弯曲航道时,



需予以充分估计,及时施舵;



3




航向稳 定性


(方向稳定性)差,


施舵后,一旦船首开始偏转则需注意及 时压舵驶上


新航向;



4




保向性 能差,在风浪中航行因


B/L.D


值较高,易产生偏航;



5



< p>
旋回性相对好,虽旋回圈较大,但其


D/L


值较低 ,呈良好旋回性能;



6




启动,停车惯性大,呈显出变速操纵较为呆笨,停船性能较差;



7




转向惯性大,故需施大舵角,早施舵,早回舵,施大压舵角;



8




紧急停船性能下降(停车惯性大)





二.



浅水,狭水道中受限水域中产生的效应更为明显



1




阻力增大,船速下降;



2




船体下坐,产生纵倾;



3




旋回性变差;



4




振动加剧,产生异常振动;



5




舵力产生变化;



6




航向稳定性提高;



7




因纵倾与横摇,要求足够的富裕水深;



8




沿岸航行,易产生侧壁效应;



9




因风,流压差,要求足够的海底宽度;



10


.追越与对驶时,保持必要间距,以防船吸效应。




三.



港内操船特点



1




由于港口码头水域有限,超大型船舶的操纵港作拖轮是主力;



2




靠离码头,横向移动需要使用多艘拖轮;



3




所配拖轮位置应据不同作业状态而应有所不同;



4




回转中需注意本船船尾的反移量。




四.



操纵用锚上的受限



1




锚泊时,几乎都是抛单锚锚泊;



2




如抛锚 调头等操纵用锚时,


应倍加注意,


因锚机制动力不足,


船速必须小于


1/4


节,


否则有危险;



3




因船舶 动量特大,一般不可应用锚来制动,最忌违的是航行中下锚;



4




一般均 采用深水抛锚法,


用锚机倒至海底,


松出一定长度锚链后,


再用常规方法松


链。




超大型船舶的船型均肥胖而粗短,其方型系数多高于


0.8


,船越大


C


B< /p>


亦越大,即是压载时


C


B


也可达


0.75


以上,


其长度 比


L/B



6.0



6.7



比一般货船小,


而宽与吃水之比多大于


2.5

< br>,


比一般货船大,其舵面积比


A/Lpp * d


多低于


1/65


,但却具有良好的旋回性,从 而使得超大


型船舶的追随性和航向稳定性能较差,


而旋回性能较 好,


主机功率随船型的增大而增大,



并不与其吨位成比例,


其单位吨位马力值有较大降低,


且其全速 倒车速度也仅能达到全速前


进时的


30%


左右,一般均在


6


节以下。




Outline of Manoeuvre Characteristics of VLV


Owing


to


the


large


measures


and


great DWT


of VLV


and


relatively


smaller


main


engine


horse


power per ton, there are many characteristics different from those of the 10,000 ton to 20,000 ton


vessels.



1.


Ship



s Manoeuvrability Coming Down


1.1



Bad steering: slow reaction, no rudder effect, turn at the 3-4 kt speed.


1.2



Bad


yaw


quick


responsibility:


make


enough


estimate


and


make


rudder


in


time


when


altering course or passing the bend channels.


1.3



Poor course stability (directional stability): after


making rudder pay attention to


make


opposite rudder in time the ship head being to slant.


1.4



Bad course keeping ability: in the storm weather, easy to be off course, because of low


B/L *D value.


1.5



Good


steady


turning


ability:


although


there


is


a


big


turning


circle, D/L


value


is


small


good turning ability appearing.


1.6



Big starting and stopping inertia: changing speed appear duller, stopping ability is not so


good.


1.7



Big turn inertia: in order to make big rudder angle, make rudder early, make early return


rudder, make big opposite rudder angle.


1.8



Because of big stopping inertia crush stopping ability comes down.


2.


More evidence effects in Shallow and Narrow Channel



2.1


Resistance increase, speed coming down.



2.2


Trim happening because of ship body sinking.



2.3


Steady turning ability becoming not so good.



2.4


Vibration intensifying, abnormal vibration appearing.



2.5


Course stability being better.



2.6


Rudder force changing.



2.7


Require enough U.K.C, because of trim and heel.



2.8


Bank effect easy to happen in narrow channel sailing.



2.9


Require enough breadth of sea bottom for leeway.



2.10 Keep necessary distance from other ship while is going to overtake or head-on.


3.


In the Harbor Manoeuvre Characteristics



3.1


Tugs become main force to maneuver VLV because of limited harbor water area.



3.2


Need several tugs to go alongside or leave berth or move transversely.



3.3


Need different tug disposition according to different tasks.



3.4


In turning process pay attention to the kick of own ship stern.


4.


Restricted to use Anchor in Manoeuvring




4.1


Almost use single anchor at anchorage.


4.2


Pay special attention to using anchor in maneuver, ex. Turning with anchor, speed have


to be less than 1/4 KT, otherwise there are dangers because the brake of windlass has no


enough break power.


4.3


Usually


don



t


use


anchor


to


brake,


for


the


ship



s


very


big


momentum.


Anchoring


in


navigation is prohibited.


4.4


Usually use the deep water mooring, anchor is to send by windlass to the sea bottom,


after sending out certain length of chain use normal method to slack chain.


VLV type ship is fat, short and bulk; its block coefficient is almost more then 0.8. The bigger the


C


b


,


even


in


the


ballast


C


b


will


be


more


then


0.75.


It



s


radio


of


length


and


breadth


is


6.0




6.7,


smaller then general cargo ship, but ratio of breadth and draft is more then 2.5 bigger then general


cargo ship. It



s ratio of rudder area and side area A


R


/Lpp * d is almost smaller then 1/65, but it has


good turning ability. So the yaw quick responsibility and the course stability of VLV are not so


good


but


the


turning


ability


is


better.


With


the


increase


of


the


ship



s


tonnage


the


main


engine


power is raised, but its HP per tone has bigger descend.



大型船舶操纵特性



1




大型船舶惯性



11



停车惯性



超大型船质量大


,


其冲程冲时均长, 一般至余速


5


节时的冲程达


14L




3


海里)


4


节时为


18L



3


节的冲程均达


23L


以上,冲时可达接近半小时。



12



倒车惯性




IMO


暂行规定,全速倒车停船行程不应超过


15


倍船长。



13



影响惯性因素



?



排水量



?



主机倒车功率及换向时间



?



船速



?



船型



?



外界因素



?



推进器种类



14



各种制动方法及其运用



?



倒车制动法:

倒车制动,


是一种有效的制动方法。


尤其是在低速航行时更 为见


效。但由于会出现较大的偏航量和偏航角,故在受限水域使用时应谨慎。

< p>


?



大角度旋回制动法 :通常使用满舵旋回一周,当回转


360


度时可使船速减少


1/3


,大型油轮甚至可降速


50%


。如水域不受限,采用此法是有效的。究竟是


车让还是舵让,除水域条 件外,尚需视旋回最大纵距与倒车制动纵距的大小,


应采用小者,一般情况下,低速时用 车让,高速时用舵让。



?



Z


型操纵制动法:


直航中通过左右满舵和减速,


倒车的联合操作使船舶快速停


住的方法,此法是英国造船研究协 会(


BSRA


)提出的,其特点是:其偏航量

< br>和偏航角均较小,且分阶段降低车速,有利于主机的维护,对大型船舶,方型


系数 较大的船舶更为有效,


但在较窄水域或港内外航道内不宜使用,


操纵上略


感复杂。



?



拖锚制动法



?



拖轮助制法



2




旋回圈


turning circle


及其要素



?



纵距(


Head reach



:自施舵至船首转过


90


度时重心所移动的纵 向距离,而至任意


角度时的纵向距离为进距


advance



一般纵距


=


(< /p>


0.6



1.2



旋回初径


tactical diameter




?



横距


tr ansfer



自施舵而船首转过


90


度时重心所移动的横向距离,


一般横距约等于

< br>?



?



?



?



?



?



?



?



?



1/2


旋回初径。


< br>旋回初径


TD


:自施舵至船首转过


180


度时重心所移动的横向距离,一般


TD=3



6


L


旋回直径



FD final dia meter


:定长旋回中重心轨迹园的直径。一般


FD=0.9



1.2 TD


滞距


reach


(心距)


:是旋回直径中心


O


的纵距,一般均在施舵时船舶重心位置之


前方。< /p>



反移量


kick


:船舶重心向操舵相反一侧横移的距离,也叫偏距。满舵旋回时,回转



1


个罗经点左右时,反移量达最大值,约为船长


1%


左右,大型船尤需注意船尾


的偏移量,其最大值约为(


1/5



1/10



L




漂角


drift angle



重心处的切线速度与首向线的交角叫漂角。


首尾线上各点的漂角


不同,


满舵旋回时,


深水中漂角约


20


度左右,


不同舵角的漂角约在


3



15


度之间。



转心


pivoting point



位于自旋回曲率中心向首尾线的垂足,


在定长旋回时约在首柱< /p>


后(


1/3



1/5




L


处,相当于在重心前(


1/6



1/3



L


处,随着船速的变化转心位


置也变化,该点的漂角为零,船舶 绕转心的竖轴自转,故该点的横移速度为零。



旋回中的降速:


旋回中漂角的出现船舶呈斜航,致使阻力增加,船速下降。


漂角 越


大,


F.D/L


越小,方型系数大, 则速度下降越大。在旋回过程中,开始时降速小,


随着回转的加快,降速增加,进入定长 旋回阶段,


降速达最大,肥胖型的大型船速


降较大,可达(


40



50



%


初速。



旋回时间:旋回


360


度所需时间,与其大小与排水量,船速,船型有关。船速高时


间短,


排水量大时间长。


万吨级快速船其时间约 为


6


分钟,


而大型船舶则需增加一


倍。



旋回中的横倾:

旋回中所产生的船舶离心力与水动力构成的力矩大过由舵力产生的


横倾力矩时,


船舶形成外倾。


在由内倾过渡到外倾时产生最大的外倾角,


进入定长


旋回阶段横倾角则稳定在一定角度。一般货船

< br>3



5


度,大型船舶因复原 力矩大,


故横倾角很小。




外力对大型船舶操纵的影响



1




风对操船的影响



1.1


风致偏转:



?



船舶静止中受风时,


发生偏转,


最后停止于呈正横附近受风状态,


其风舷 角约



100


度。


?



船舶前进中受风,其风舷角 小于


90


度,当风动压力转船力矩大于水动力转船


力矩时出现顺风偏转,


当风动压力转船力矩小于水动力转船力矩时出现逆风偏


转,其风舷角大于


90


度,因船在前进 中,故


W


在重心


G

之前,又风动压力


转船力矩和水动力转船力矩方向相同,使船首逆风偏转。



?



船舶后退中受风 ,


不论风向来自何方向,


均使船尾呈逆风偏转,


即为尾找风现


象。



1.2


风致漂移:


停船时的漂移速度与当时风速和水线上下面积之比有 关,


而航行中的漂


移速度还与本船航速密切相关。船速越低漂移 越大,风速越大,漂移速度亦大;深


水较浅水,


漂移速度大。< /p>


因此在港内或狭小水道内操船时不可忽视风力影响。


大型


船吃横风时,其漂移速度可达


4



5%


风速。



1.3

受风保向界限:


在风中航行时船舶将向下风漂移,


同时还产 生偏转,


为保向必须加


以压舵。


但压舵 有时有效,


有时却不能。


这需视相对风速与船速比值及相对风向 而


定,故该比值称为受风保向界限。



2




流的影响



2.1

< br>水流对船速和冲程的影响:


顺水航行,


实际船速等于静水 船速加流速;


顶流时则减


去流速。故顺逆流实际船速相差两倍流 速,对冲程的影响亦同,顺流时增加,逆流


时则减小。



2.2


水流对舵力和舵效的影响:


不 论顺流还是逆流,


船对水的相对速度不变,


即舵效不

< p>
变,故舵力,舵力转船力矩均不变。




对舵效而言,顶流较顺流舵效好,反应快,但因流压力矩的作用,有时出现迎流回


转困难的现象,重载大型船遇强斜流时尤其如此。



2.3


流压的影响:


当流向与船首成 交角,


因流速与静水船速的合成速度,


将船推向另一

< p>
舷侧的运动,称为流压。流速越大,交角越大,船速越慢,流压则越大。



2.4


水流对旋回的影响:在有流水域中旋回时,受流的推移 而产生流致漂移距离


D


d.





D


d



= T*V


w


.80% (m)



式中


T


为旋回


180


0


所需时间


(S), V


W


为流速


(m/s)



T


的大小与排水量有关,可估算


为:


5


万吨约


4.5M



10


万吨约


5.5M

< br>,


20


万吨约


6.5M


,故慢速船,大型船其旋回


时间长,漂距也更大,尤应注意。旋回掉头所 需水域


D


1


可估算为

< br>





D


1


= A


dm


+- D


d


+


安全余量




式中


A


dm


为旋回最大纵距,


D


d


顺流时加,顶流时减。



3




受限水域的影响



3.1


浅水效应:船舶驶入浅水区域时会出现的几种现象有



?



附加质量增加,故大型船舶在港内操纵时需事先配足拖轮马力。



?



船速下降,因水流速度加快,阻力增加,故船速降低。



?



船体下沉,出现纵倾



?



旋回性能下降,航向稳定性提高;



?



冲程减小



3.2


侧壁效应



3.3


斜底效应



3.4


船间效应



3.5


受限水域中操船的注意事项



?



注意掌握狭水道的流向,


流速变化以及对风对操船的影响,


正确予配风流压差;

< br>


?



及早备车,控制船速,遵守航行规则,正确避让;



?



能见度不良除开启雷达,


加强了望,


减速行驶外,


应根据情况派人了头和 备锚


航行;



?



驶过浅水区应连续测深,


保持足够的富裕水深并尽量选高潮通过,


必要时应降

速航行以减小首倾;



?



近岸侧航行应减速,防止浪损及首向深水侧偏转;



?



在航行中要经常检查和核对有关助航仪器和设备;



?



若用浮标导航要逐个进行核对并记 录,


以防错认或遗漏;


大风浪中,


浮标 有可


能移位与灭失或灯光失常,不要盲目信赖;



?



通过险要,


复杂航段或潮流较强的水道时,


应选于视界良好,


交通量较少 的平


流时进行,以免陷入尴尬境地。



?



操纵困难或紧急避让时应毫不犹豫 地抛单锚或双锚配合车,舵助操。



在操船方法上,

< p>
应正确评估船舶自身的操纵能力以及在受限水域中操纵性能的特点,



此基础上进行定量化操船。



在受限水域航行时,应着重注意本船以下几个方面操纵性能:


-


-


-


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-


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