船员大型船舶操纵特殊培训.pptx
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1、大型船舶的概念:大型船舶的概念:80000载重吨或总长载重吨或总长250米及以上船舶米及以上船舶。VLCC:VeryLarge Crude Carrier;ULCC:Ultra Large Crude Carrier船员大型船舶操纵特殊培训:基于航海模拟器进行的使船员船员大型船舶操纵特殊培训:基于航海模拟器进行的使船员掌握大型船舶操纵的技能培训。掌握大型船舶操纵的技能培训。第1页/共60页第一章:大型船舶操纵特点第一章:大型船舶操纵特点及操纵方法及操纵方法第一节:大型船舶操纵特第一节:大型船舶操纵特点点第2页/共60页一、大型船舶较普通船舶的操纵性能有所下降 1 1.舵效差,反应迟钝,当速度降
2、到节时基本上无舵效舵效差,反应迟钝,当速度降到节时基本上无舵效 2 2.追随性差,故在改向或过弯曲航道时需及时操舵追随性差,故在改向或过弯曲航道时需及时操舵 3 3.航向稳定性差,施舵后,航向稳定性差,施舵后,船首一但开始偏转后要及时压舵驶上新航向船首一但开始偏转后要及时压舵驶上新航向 4 4.保向性能差,因保向性能差,因值较小、风浪中航行易产生偏航值较小、风浪中航行易产生偏航 5 5.旋回性能好,旋回圈虽大但其旋回性能好,旋回圈虽大但其较小,旋回中的速度下降大较小,旋回中的速度下降大第3页/共60页 6 6.启动、停车惯性大,变速操纵呆笨,停船性能差启动、停车惯性大,变速操纵呆笨,停船性能差
3、 7 7.转向惯性大,需施大舵角,应早施舵,早回舵,施大压舵角转向惯性大,需施大舵角,应早施舵,早回舵,施大压舵角第4页/共60页二、大型船舶在浅水、狭水道、受限水域中航行时二、大型船舶在浅水、狭水道、受限水域中航行时所产生的各种效应较普通船更为明显所产生的各种效应较普通船更为明显 1 1.阻力增大,船速下降阻力增大,船速下降 2 2.船体下沉、纵倾、横倾的变化更为明显,要求有足够的富余水深船体下沉、纵倾、横倾的变化更为明显,要求有足够的富余水深 3 3.旋回性变差,而旋回中的速度下降较深水中小旋回性变差,而旋回中的速度下降较深水中小 4 4.有时船舶的振动会加剧,并伴有异常振动有时船舶的振动
4、会加剧,并伴有异常振动 第5页/共60页5.航向稳定性提高6.舵力虽变化不大、但舵效明显下降7.因航道宽度与水深变小,船舶保向所需的压舵角明显增大8.沿岸航行时,岸壁效应明显9.因船速较慢且受风、流影响明显,风流合差角大,会船时船间效应明显,航行时需有足够的航道宽度第6页/共60页三、大型船舶在港内的操船特点 必需借助港作拖轮在港内安全航行和靠离泊位必需借助港作拖轮在港内安全航行和靠离泊位在靠离泊的横向移动中需多艘拖轮的协助操作 所配港作拖轮的位置应根据实际需要有所不同所配港作拖轮的位置应根据实际需要有所不同 船舶在回转中应充分注意船尾的反移量船舶在回转中应充分注意船尾的反移量第7页/共60页
5、四、大型船舶在操纵用锚上的局限性四、大型船舶在操纵用锚上的局限性 锚泊时一般采用抛单锚进行锚泊锚泊时一般采用抛单锚进行锚泊 抛抛锚锚助助操操时时应应倍倍加加注注意意锚锚机机制制动动能能力力不不足足,船船速速应应控控制制在在.节以下。节以下。航行中一般不用锚来制动航行中一般不用锚来制动 锚泊作业时一般锚泊作业时一般均采用深水抛锚法均采用深水抛锚法第8页/共60页五、大型船舶的主要尺度第五代集装箱船的L、B、D分别为:280、39.8、23.6米.大多数超大型油轮,矿/油,矿/散船舶的L,B,D都在:300,45,24米以上.船长为300米左右的船舶的满载与空载盲区分别达:500米和600米左右。
6、大型船舶的船型均系肥胖而粗短形,长宽比小(约为6左右)、方形系数较大(大多大于0.8左右),B/d多大于2.5。第9页/共60页六、大型船舶的系泊属具锚 重 达 15-20吨、锚 链 一 般 为100*700(m/m)左右,许多船配备了15-20根的系缆。第10页/共60页第二节、大型船舶的第二节、大型船舶的 操纵性操纵性一、操 纵 性 的 表 达 方 式 及 K、T指数的意义第11页/共60页.近似操纵运动方程Tdr/dt+r=K(1-1)用K、T指数表征船操纵性,即操舵角后的转首角度、旋回角速度r和旋回角加速度dr/dt的变化关系。解上述方程得:r=K(1-e-t/T);dr/dt=K/T
7、*e-t/T;第12页/共60页2.K、T指数及应用K-旋回性指数、K大旋回性能好、船 舶 进 入 定 常 旋 回 后:R=V/r=V/K;T-追随性指数,应舵性指数;T值越小,进入定常旋回的进间短,应舵快、舵效好。K、T指数与船舶旋回时纵距和横距的关系(图示1)第13页/共60页K、T操纵性指数可通过Z字操纵试验求得;具有操纵性指数K,T后可求得:心距:Re=V(T+t1/2);旋回半径R=V/K;到新航向的距离:DNC=V(T+t1/2)+V/Ktg(/2)(大型船舶在右舵大型船舶在右舵2020度时度时,该距离为船长的该距离为船长的1.51.52 2倍)倍)式中:旋回初速V的单位为m/s;
8、操舵时间单位为s;舵角的单位为弧度;转向角单位为度,DNC的单位为m。第14页/共60页一、大型船舶航向稳定性1航向稳定性的概念(图示2)1)静航向稳定性:正舵直航的船受瞬间外力作用后其漂角是否变大的性能为静航向稳定性。船舶通常不具有静航向稳定性。第15页/共60页2)动航向稳定性:正舵直航的船受瞬间外力作用后,外力消失后能否尽快地稳定在新航向上的能力。T大于零且小,动航向稳定性好。大型船舶具有动航向稳定性差的倾向,航向稳定性的判别可通过螺旋试验求得。第16页/共60页三,大型船舶的保向性船舶在风流的作用下,通过操舵克服偏摆使船舶航行在航向上地能力为保向性。航向稳定性好的船,保向性也好。影响保
9、向性的因素:船型、水线下侧面积形状、干舷、船速、舵角、舵面积比、排水量、船舶的浮态、浅水、风流等。第17页/共60页四、大型船舶的旋回性四、大型船舶的旋回性该性能的的优劣直接反映了船舶是否具有良好的操纵避让性能和保向航行性能。1船舶旋回运动(图示3)定速直航的船舶施一舵角,船舶作曲线运动称为旋回运动,重心移动的轨迹为旋回圈。第18页/共60页1 1)一阶段(转舵阶段):一般用时)一阶段(转舵阶段):一般用时815815秒秒现现象象:船船首首向向施施舵舵一一侧侧偏偏转转、出出现现角角加加速速度度、由由于于惯性船舶仍直航、舵力横向力使向反侧横移和内倾。惯性船舶仍直航、舵力横向力使向反侧横移和内倾。
10、2 2)第二阶段(过渡阶段):)第二阶段(过渡阶段):由由于于船船舶舶运运动动方方向向的的改改变变,形形成成漂漂角角而而形形成成了了水水动动力转船力矩。力转船力矩。现现象象:加加速速旋旋回回、水水阻阻力力的的增增加加使使船船速速下下降降,旋旋回回离心力使船体内倾变为外倾。离心力使船体内倾变为外倾。3 3)第三阶段(定常旋回阶段)第三阶段(定常旋回阶段)随随着着漂漂角角的的增增大大,水水动动力力作作用用点点后后移移,水水动动力力转转船船力矩减小、水阻尼力矩增大、最终各力平衡。力矩减小、水阻尼力矩增大、最终各力平衡。一一般般满满载载时时船船首首转转过过100200100200度度左左右右进进入入第
11、第三三阶阶段;空载转首段;空载转首6060度左右进入定常旋回阶段。度左右进入定常旋回阶段。第19页/共60页五、大型船舶的惯性操船上的惯性有:启动惯性、停车惯性、倒车惯性、转向惯性船长关心的惯性有:停车惯性和倒车惯性第20页/共60页1停车惯性:衡衡量量此此惯惯性性的的指指标标有有:航航行行距距离离(冲冲程程)、和和时时间间(冲冲时时)。超超大大型型船船舶舶余余速速3 3节节的的停车冲程达停车冲程达2323L L以上,冲时达以上,冲时达3030分钟左右。分钟左右。根根 据据 实实 测测 得得,排排 水水 量量 万万 吨吨,速速 度度 (12)(12)节节 主主 机机 停停 车车 后后,速速 度
12、度 降降 为为 节节,需需 (31)(31)min,min,进距为进距为.(3.8)(3.8)海里;海里;DWT10DWT10万万吨吨的的船船距距泊泊位位前前9 9海海里里,减减至至半半速速、距距泊泊位位前前6 6海海里里,减减至至慢慢速速、距距泊泊位位前前4 4海里、减至微速、距泊位前海里、减至微速、距泊位前2 2.5.5海里,停车海里,停车。第21页/共60页2.倒车惯性(紧急停船性能)(图示4)IMO暂行标准规定,全速倒车停船冲程不应超过15L.全 速 倒 车 冲 程 的 经 验 估 算 法:S=CV0tS(m).系数C:一般货船取0.250.27;大型油轮取0.270.29;如大型油轮
13、停船时间单位用分,则S=16V0t.第22页/共60页第三节、船舶操纵性试第三节、船舶操纵性试验验操纵性试验的项目有:Z形操纵试验螺旋试验和逆螺旋试验冲程试验旋回试验改向试验 其中旋回试验和冲程试验是最基本的试验项目第23页/共60页一、旋回试验目的:求船舶的旋回要素:进距、横距、旋回初径、旋回直径、滞距、旋回时间,以评价船舶旋回的迅速程度和所需水域的大小。试验结果:提供船舶以海上速度直进向左(右)操满舵时各自的旋回资料和船速、转头角随时间的变化曲线。第24页/共60页试验方法:以发令操舵时的船位为原点,测定并纪录转头角1、(而后隔)时的时刻、船位、转速、船速、转头角。当转头角为度(在风流轻微
14、影响时为度)时回正舵并改为直进状态。)利用定位测旋回圈)使用浮标方位测旋回圈)使用无线电定位测旋回圈第25页/共60页一、形操纵性试验(标准操纵性试验).目的:求船舶的操纵性指数、值,借以全面评价船舶的旋回性、追随性和航向稳定性。2.试验结果:提供船舶以海上速度直进中,操小舵角(小于度)进行形试验求出无因次的操纵性指数,值。第26页/共60页试验的方法(图示5)试试验验船船把把定定航航向向后后,做做右右(左左)度度舵舵角角,并保持该舵角;并保持该舵角;)船船从从原原航航向向向向右右(左左)转转头头达达度度时时,操操左(右)度舵角,并保持该舵角;左(右)度舵角,并保持该舵角;)其其后后船船停停止
15、止向向右右(左左)转转头头而而开开始始向向左左(右右)转转头头,经经原原航航向向后后并并一一步步转转头头达达左左(右右)度度,再次操右(左)度,并保持该舵角;再次操右(左)度,并保持该舵角;)重复)的操作,共完成三次蛇航动动为止。)重复)的操作,共完成三次蛇航动动为止。在在此此期期间间,记记下下用用舵舵后后,转转头头角角到到达达预预定定值值所所需需的的时时间间、转转头头角角达达到到最最大大值值的的时时间间和和度度数数,转转头头角达到原航向的度数和时间。角达到原航向的度数和时间。第27页/共60页三、紧急停船距离的测定三、紧急停船距离的测定1目的:求船舶在空载、半载、满载、全速(半速、微速)时的
16、最短停船距离。2试验结果:提供船舶在各种载态和速度情况下的冲程、冲时、偏航角、横距。第28页/共60页3试验方法:选选 无无 风风 流流 影影 响响 的的 水水 域域,水水 深深 大大 于于33(BdBd)1/21/2;船船舶舶把把定定并并定定速速,记记下下下下减减速速令令时时的的船船位位(用用GPSGPS)与与航航向向,记记下下每每隔隔1212分分钟钟的的船船位位和和航航向向(特特别别应应记记下下船船舶舶开开始始偏偏航航时时的的时时间间与与船船位位、下下停停车车令令、倒倒车车令令的的时时间间、船船位位、航航向向。),当当船船舶舶速速度度降降至至2323节节时时,结结束束试试验验;用用光光滑滑
17、的的曲线连接各船位点。曲线连接各船位点。第29页/共60页第二章、各种外第二章、各种外界因素对船舶操界因素对船舶操纵的影响纵的影响 第30页/共60页一、风对船舶操纵的影响 船舶横受风时对操纵的影响:保向困难、产生风致漂移。船舶横受风时对操纵的影响:保向困难、产生风致漂移。风致漂移速度:风致漂移速度:VVY Y=0.04=0.04(B Ba a/Ld/Ld)1/21/2V Va a 式中:式中:B Ba a水线上侧面积、水线上侧面积、LdLd水线下侧面积水线下侧面积 大型船舶可按下法简算:大型船舶可按下法简算:空载时(空载时(B Ba a/Ld0.8/Ld0.8),V,VY Y=1/20.V=
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