旋回性及舵效ppt课件.ppt

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1、4.3旋回性及舵效航运学院陈厚忠2021/9/191武汉理工大学航运学院4.3.1旋回圈、要素及影响因素4.3.1.1旋回圈的概念定速直航（一般为全速）时，操一定舵角（一般为满舵）后，其重心G的运动轨迹叫做旋回圈。2021/9/192武汉理工大学航运学院1、旋回运动的三个阶段第一阶段（转舵阶段/机动阶段/反向横移内倾阶段）：开始转舵～舵角到位（一般约8~15s）第二阶段（过渡阶段/渐变阶段）：回转运动时起～定常旋回时止第三阶段（稳定阶段/定常旋回阶段）：不同载况的船舶进入定常旋回状态的时间也各不相同。空载船大约在转首60°左右，满载船大约在转首100°～120°左右进入定常旋回

2、阶段。2021/9/193武汉理工大学航运学院（1）第一阶段的运动特点：船速下降反向横移，瞬时回转中心在操舵相反的一侧。回转角加速度为正，船首有朝操舵一侧偏转的趋势，内倾．．2021/9/194武汉理工大学航运学院(2)第二阶段的运动特点漂角逐渐增大，船速继续下降船舶重心由反向横移变为正向横移，正向横移速度逐渐增大。漂角水动力矩增大，回转阻矩增大水动力转船力矩＋舵压力转船力矩＞回转阻矩船舶加快向操舵一侧偏转，但角加速度逐渐减小船体由内倾变为外倾．2021/9/195武汉理工大学航运学院外倾原因：船体斜航时受到水动力的作用；另外船舶回转时产生了惯性离心力；这两个力都是有助于船舶外

3、倾的；而且作用力矩较大。舵压力的分量是阻碍船舶外倾的，但作用力矩较前二者为小。各力的作用点不在同一平面上，综合作用使得船舶由内倾变为外倾。2021/9/196武汉理工大学航运学院(3)第三阶段运动特点漂角达最大，保持不变旋回角加速度为0，角速度达最大值，并保持不变船舶线速度值不变水动力转船力矩＋舵压力转船力矩=回转阻矩船体外倾角不变．2021/9/197武汉理工大学航运学院2、旋回时间船舶旋回360°所需时间与排水量最密切。万吨满载，快速满舵旋回一周约6min。越大型船旋回时间约12min甚至更长。2021/9/198武汉理工大学航运学院3、旋回中的降速降速原因船体斜航（存在β

4、角）时阻力增大舵阻力增加，离心力的分力消耗了螺旋桨推力螺旋桨工况变化，转速下降，推进效率降低一般从操舵开始到船首转过90°左右船舶进入定常旋回后，速度不再下降。旋回性能好的（DT/L=3）可降速40%～50%；超大型油船降速幅度可达65%Vs；2021/9/199武汉理工大学航运学院4、旋回中的横倾内倾时间较短，外倾时间长；操舵时间越短，θmax越大;最大外倾角为定常外倾角的1.2～1.5倍；一般货船满载旋回时的外倾角约3°～5°；船速越高、旋回圈越小、初稳性高度越低，定常外倾角越大；高速船，大于30kn，定常外倾角可达12°～14°；有较大外倾角时，切忌急回舵或操反舵。202

5、1/9/1910武汉理工大学航运学院4.3.1.2旋回要素1、旋回圈几何要素2021/9/1911武汉理工大学航运学院反移量尾反移量2021/9/1912武汉理工大学航运学院纵距（进距）Advance：特指当航向改变90°时重心沿原航向的纵向移动距离。Ad≈(0.6～1.2)DT。该值越大，表明船舶对操舵反应越迟钝，即应舵慢。横距Transfer：特指当航向改变90°时重心横向移动距离。Tr≈0.5DT。该值越小，则回转性越好。反移量（偏距）kick：船舶重心在操舵后向操舵相反方向横移的最大距离。（船首偏转一个罗经点左右）K重心≈1%L；K船尾≈（10%～20%）L船速、舵角越

6、大，反移量越大。2021/9/1913武汉理工大学航运学院旋回初径（tacticaldiameter）：是指从操舵开始到船舶航向转过180°时重心所移动的横向距离。常用相对旋回初径表示旋回圈大小。DT≈（3～6）L相对旋回初径＝DT/L（定常）旋回直径（finaldiameter）：定常旋回时重心轨迹圆的直径。D＝（0.9～1.2)DT滞距（reach）：船舶重心至定常旋回中心的纵向距离。Re≈（1～2）L可衡量船舶舵效2021/9/1914武汉理工大学航运学院2、运动要素——漂角2021/9/1915武汉理工大学航运学院漂角的变化规律：船尾最大，船首较小；一般船舶的漂角约为3

7、°～15°，超大型船舶可达20°或25°；漂角越大，旋回直径越小，旋回性越好；2021/9/1916武汉理工大学航运学院3、运动要素——转心2021/9/1917武汉理工大学航运学院转心处横移速度与漂角为0；漂角增大过程中，转心P向前移动；定常旋回时，转心固定在首柱后（1/3～1/5）L处，或重心前（1/3～1/6）L处；旋回性能与转心位置的关系：旋回性越好、漂角越大，则P越近船首。GP＝Rsinβ船舶后退，P在重心后。2021/9/1918武汉理工大学航运学院4.3.1.3影响旋回圈的要素