船舶操纵的基本原理.ppt
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1、第一章第一章 船舶操纵的基本原理船舶操纵的基本原理第一节第一节 船舶操纵性的基本概念船舶操纵性的基本概念船舶操纵性是指船体、螺旋桨和舵在水中作相对运动,船舶操纵性是指船体、螺旋桨和舵在水中作相对运动,产生水动力,使船舶保持或改变其水平运动状态的性产生水动力,使船舶保持或改变其水平运动状态的性能。或者说是船舶对驾驶员操纵的反应能力。它包括能。或者说是船舶对驾驶员操纵的反应能力。它包括船舶方向性和启、制能力。船舶方向性和启、制能力。一、船舶的方向性一、船舶的方向性船舶的方向性包括操纵灵活性和航向稳定性。操纵灵船舶的方向性包括操纵灵活性和航向稳定性。操纵灵活性又包括旋回性和航向机动性活性又包括旋回性
2、和航向机动性(追随性追随性)。船舶旋回性是指在船体、螺旋桨和舵船舶旋回性是指在船体、螺旋桨和舵(以下简称船、以下简称船、桨、舵桨、舵)效应横向力作用下,船舶的旋回运动的性能。效应横向力作用下,船舶的旋回运动的性能。船舶旋回性能可用旋回性指数船舶旋回性能可用旋回性指数K K值来衡量。值来衡量。K K值越大,值越大,船舶回转角速度越大,旋回圈直径越小,旋回性能越船舶回转角速度越大,旋回圈直径越小,旋回性能越好;好;K K值越小,船舶回转角速度越小,旋回圈直径越值越小,船舶回转角速度越小,旋回圈直径越大,旋回性能越差。大,旋回性能越差。船舶追随性是指在船、桨、舵效应横向力作用下,船舶追随性是指在船、
3、桨、舵效应横向力作用下,uu船舶改变航行方向的快慢能力。或者船舶受外力作船舶改变航行方向的快慢能力。或者船舶受外力作船舶改变航行方向的快慢能力。或者船舶受外力作船舶改变航行方向的快慢能力。或者船舶受外力作用偏离了原航向,用舵操纵船舶使它恢复原航向航用偏离了原航向,用舵操纵船舶使它恢复原航向航用偏离了原航向,用舵操纵船舶使它恢复原航向航用偏离了原航向,用舵操纵船舶使它恢复原航向航行的快、慢能力行的快、慢能力行的快、慢能力行的快、慢能力(或船舶追随航向或舵角的快、慢能或船舶追随航向或舵角的快、慢能或船舶追随航向或舵角的快、慢能或船舶追随航向或舵角的快、慢能力力力力)。追随性的优劣可用追随性指数。追
4、随性的优劣可用追随性指数。追随性的优劣可用追随性指数。追随性的优劣可用追随性指数T T值来衡量。值来衡量。值来衡量。值来衡量。T T值越小,操舵时船舶对舵角响应所需的时间越少,值越小,操舵时船舶对舵角响应所需的时间越少,值越小,操舵时船舶对舵角响应所需的时间越少,值越小,操舵时船舶对舵角响应所需的时间越少,追随性能越好;追随性能越好;追随性能越好;追随性能越好;T T值越大,操舵时船舶对舵角响应值越大,操舵时船舶对舵角响应值越大,操舵时船舶对舵角响应值越大,操舵时船舶对舵角响应所需的时间越多,追随性能越差。所需的时间越多,追随性能越差。所需的时间越多,追随性能越差。所需的时间越多,追随性能越差
5、。uu船舶航向稳定性是指船舶保持指定船向航行的能力。船舶航向稳定性是指船舶保持指定船向航行的能力。船舶航向稳定性是指船舶保持指定船向航行的能力。船舶航向稳定性是指船舶保持指定船向航行的能力。它可用为了保持船舶按指定的航向航行所需的操舵它可用为了保持船舶按指定的航向航行所需的操舵它可用为了保持船舶按指定的航向航行所需的操舵它可用为了保持船舶按指定的航向航行所需的操舵次数和所用舵角的大小来衡量。航向机动性次数和所用舵角的大小来衡量。航向机动性次数和所用舵角的大小来衡量。航向机动性次数和所用舵角的大小来衡量。航向机动性(追随性追随性追随性追随性)好的船舶,其航向稳定性也较好;但航向稳定性好好的船舶,
6、其航向稳定性也较好;但航向稳定性好好的船舶,其航向稳定性也较好;但航向稳定性好好的船舶,其航向稳定性也较好;但航向稳定性好的船舶,其追随性不一定好。的船舶,其追随性不一定好。的船舶,其追随性不一定好。的船舶,其追随性不一定好。uu二、船舶的启动和制动能力二、船舶的启动和制动能力二、船舶的启动和制动能力二、船舶的启动和制动能力uu船舶启动能力是指开动主机后,船舶是否能即刻起船舶启动能力是指开动主机后,船舶是否能即刻起船舶启动能力是指开动主机后,船舶是否能即刻起船舶启动能力是指开动主机后,船舶是否能即刻起动运行的性能。它可用船舶达到与主机功率相应的动运行的性能。它可用船舶达到与主机功率相应的动运行
7、的性能。它可用船舶达到与主机功率相应的动运行的性能。它可用船舶达到与主机功率相应的船速所需的时间和航行距离来衡量。船速所需的时间和航行距离来衡量。船速所需的时间和航行距离来衡量。船速所需的时间和航行距离来衡量。uu船舶制动能力是指船舶在某一船速下,主机停车或船舶制动能力是指船舶在某一船速下,主机停车或船舶制动能力是指船舶在某一船速下,主机停车或船舶制动能力是指船舶在某一船速下,主机停车或倒车以后,船舶对主机工况的反应能力。它可用主倒车以后,船舶对主机工况的反应能力。它可用主倒车以后,船舶对主机工况的反应能力。它可用主倒车以后,船舶对主机工况的反应能力。它可用主机停车或倒车后船舶对岸相对静止所需
8、的时间和船机停车或倒车后船舶对岸相对静止所需的时间和船机停车或倒车后船舶对岸相对静止所需的时间和船机停车或倒车后船舶对岸相对静止所需的时间和船舶滑行距离的长短来衡量。舶滑行距离的长短来衡量。舶滑行距离的长短来衡量。舶滑行距离的长短来衡量。uu第二节第二节第二节第二节 旋回圈要素与船舶操纵性的关系旋回圈要素与船舶操纵性的关系旋回圈要素与船舶操纵性的关系旋回圈要素与船舶操纵性的关系uu船舶在定速直航状态下,操某一舵角船舶在定速直航状态下,操某一舵角船舶在定速直航状态下,操某一舵角船舶在定速直航状态下,操某一舵角(一般为满舵一般为满舵一般为满舵一般为满舵),船舶将作纵向和横向相结合的复合运动,称为旋
9、,船舶将作纵向和横向相结合的复合运动,称为旋,船舶将作纵向和横向相结合的复合运动,称为旋,船舶将作纵向和横向相结合的复合运动,称为旋回运动。船舶作旋回运动时重心运动的轨迹,称为回运动。船舶作旋回运动时重心运动的轨迹,称为回运动。船舶作旋回运动时重心运动的轨迹,称为回运动。船舶作旋回运动时重心运动的轨迹,称为旋回圈。旋回圈几何特征是:旋回圈。旋回圈几何特征是:旋回圈。旋回圈几何特征是:旋回圈。旋回圈几何特征是:uu最初重心除继续前移外,同最初重心除继续前移外,同最初重心除继续前移外,同最初重心除继续前移外,同uu时向操舵相反一侧横移,随时向操舵相反一侧横移,随时向操舵相反一侧横移,随时向操舵相反
10、一侧横移,随uu后变成瞬时曲率半径后变成瞬时曲率半径后变成瞬时曲率半径后变成瞬时曲率半径r1r1逐渐逐渐逐渐逐渐 插入图插入图插入图插入图1-11-1(船舶操纵船舶操纵船舶操纵船舶操纵7575页页页页)。uu减小的螺旋线;当航向改变减小的螺旋线;当航向改变减小的螺旋线;当航向改变减小的螺旋线;当航向改变uu量量量量90090012001200之后,进入之后,进入之后,进入之后,进入uu定常旋回运动,此时,曲率定常旋回运动,此时,曲率定常旋回运动,此时,曲率定常旋回运动,此时,曲率uu半径半径半径半径r r值称为定常旋回圈半值称为定常旋回圈半值称为定常旋回圈半值称为定常旋回圈半uu径。旋回圈及其
11、诸要素如图径。旋回圈及其诸要素如图径。旋回圈及其诸要素如图径。旋回圈及其诸要素如图uu1-11-1所示。所示。所示。所示。uu1 1、旋回圈要素、旋回圈要素、旋回圈要素、旋回圈要素uu1 1)进距)进距)进距)进距LALAuu进距是指船舶开始操舵到航向转过某一角度时,船进距是指船舶开始操舵到航向转过某一角度时,船进距是指船舶开始操舵到航向转过某一角度时,船进距是指船舶开始操舵到航向转过某一角度时,船舶重心向前移动的直线距离。进距又称纵距,通常舶重心向前移动的直线距离。进距又称纵距,通常舶重心向前移动的直线距离。进距又称纵距,通常舶重心向前移动的直线距离。进距又称纵距,通常所说的进距是指航向转过
12、所说的进距是指航向转过所说的进距是指航向转过所说的进距是指航向转过9090时的进距。其中沿原时的进距。其中沿原时的进距。其中沿原时的进距。其中沿原航向前进的最大距离,称为最大纵距,用航向前进的最大距离,称为最大纵距,用航向前进的最大距离,称为最大纵距,用航向前进的最大距离,称为最大纵距,用LAmaxLAmax表表表表示。示。示。示。uu2 2)横距)横距)横距)横距LTLTuu横距是指船舶开始操舵到航向转过某一角度时,船横距是指船舶开始操舵到航向转过某一角度时,船横距是指船舶开始操舵到航向转过某一角度时,船横距是指船舶开始操舵到航向转过某一角度时,船舶重心向操舵一侧偏横向移动的距离。通常所说的
13、舶重心向操舵一侧偏横向移动的距离。通常所说的舶重心向操舵一侧偏横向移动的距离。通常所说的舶重心向操舵一侧偏横向移动的距离。通常所说的横距是指当航向转过横距是指当航向转过横距是指当航向转过横距是指当航向转过9090时的横距。其中向操舵一时的横距。其中向操舵一时的横距。其中向操舵一时的横距。其中向操舵一侧偏移的最大距离称最大横距,用侧偏移的最大距离称最大横距,用侧偏移的最大距离称最大横距,用侧偏移的最大距离称最大横距,用LTmaxLTmax表示。表示。表示。表示。uu3 3)反移量(偏距)反移量(偏距)反移量(偏距)反移量(偏距)LKLKuu反移量是指转舵后,船舶重心从原航向向操舵相反一反移量是指
14、转舵后,船舶重心从原航向向操舵相反一反移量是指转舵后,船舶重心从原航向向操舵相反一反移量是指转舵后,船舶重心从原航向向操舵相反一侧横移的距离。又称偏距。在满舵旋回时,当船舶回侧横移的距离。又称偏距。在满舵旋回时,当船舶回侧横移的距离。又称偏距。在满舵旋回时,当船舶回侧横移的距离。又称偏距。在满舵旋回时,当船舶回转达到一个罗经点时,反移量达到最大值,约为船长转达到一个罗经点时,反移量达到最大值,约为船长转达到一个罗经点时,反移量达到最大值,约为船长转达到一个罗经点时,反移量达到最大值,约为船长的的的的1%1%左右,而船尾反移量的最大值可达船长的左右,而船尾反移量的最大值可达船长的左右,而船尾反移
15、量的最大值可达船长的左右,而船尾反移量的最大值可达船长的1/101/101/51/5。uu4 4)旋回圈初径)旋回圈初径)旋回圈初径)旋回圈初径DTDTuu旋回圈初径是指开始操舵到航向转过旋回圈初径是指开始操舵到航向转过旋回圈初径是指开始操舵到航向转过旋回圈初径是指开始操舵到航向转过180180时重心所时重心所时重心所时重心所移动的横向距离。在内河,对船舶选择旋回掉头的位移动的横向距离。在内河,对船舶选择旋回掉头的位移动的横向距离。在内河,对船舶选择旋回掉头的位移动的横向距离。在内河,对船舶选择旋回掉头的位置是很重要的参考。置是很重要的参考。置是很重要的参考。置是很重要的参考。uu5 5)旋回
16、圈直径)旋回圈直径)旋回圈直径)旋回圈直径DDuu旋回圈直径是指船舶进入定常旋回运动时的旋回圈直旋回圈直径是指船舶进入定常旋回运动时的旋回圈直旋回圈直径是指船舶进入定常旋回运动时的旋回圈直旋回圈直径是指船舶进入定常旋回运动时的旋回圈直径(径(径(径(D=2rD=2r)。)。)。)。uu船舶旋回圈各要素是船舶操纵的重要依据,特别是航船舶旋回圈各要素是船舶操纵的重要依据,特别是航船舶旋回圈各要素是船舶操纵的重要依据,特别是航船舶旋回圈各要素是船舶操纵的重要依据,特别是航向改变量为向改变量为向改变量为向改变量为30304040时的纵距、横距、反移量时的纵距、横距、反移量时的纵距、横距、反移量时的纵距
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- 船舶 操纵 基本原理
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