船舶操纵设备 船舶主要设备一艘营运的船舶必须安装有各种各样的设备通过这些设备的应用来完成船舶的航行、靠离泊、装卸货物等生产作业，并保证船舶和人员的安全船舶的主要设备有动力设备、操纵设备、装卸设备和安全设备等船舶操纵设备船舶操纵设备包括锚设备、舵设备和泊设备，在航行中、港内操纵或系泊时都要扮演重要的角色，是保证船舶必不可少组成部分1、锚设备船舶要停泊于某一水域，必须抛锚，利用锚抓住水底泥沙的力量，以及锚和链的重量，来克服风和水流等使船舶漂移的外力；锚设备还可以辅助船舶的操纵，如在狭水道掉头、靠离码头、系离浮筒时等辅助操作；船舶发生搁浅事故后，可用锚来稳定船位，或利用锚自力将船舶拉出浅滩锚设备主要由锚、锚链、锚链筒、制链器、锚机、锚链管、锚链舱和弃链器等组成，如图1-28所示1） 锚（anchor）锚是能够抓入海底泥土的钢铁结构物锚泊时，锚的抓力与卧底锚链的抓力构成锚泊力，以抵御风、流等对船舶的作用力，如图1-29所示锚的种类很多，常风的有无杆锚、有杆锚和大抓力锚无杆锚又称山字锚、霍乐锚，是目前商船上普遍使用的一种无杆锚，其结构如图1-30所示山字锚能把锚干收进锚链筒内，所以宜于做首锚，抓力为锚重的确2~4倍。
各船舶的锚重和大小不一样，例如，某轮DW=10万t,其锚重12.7t2）锚链（anchor chain）锚链是连接锚和船体索链，主要用来传递锚的抓力，以抵消外力对船的作用保证船舶能够安全地停泊于指定的水域锚链由普通链环、连接链环、连接卸扣、转环等组成，按锚链的结构分为有档和无档两种有档链的抗拉强度大，船上一般均采用有档链环的锚环；按制造方法分有铸钢锚链、电焊锚链和锻造锚链电焊锚链质量超过其他种锚链，成本也较低，已得到广泛的应用锚链的大小是以普通链环的直径d来表示的普通链环的直径是衡量锚链强度的标准链的长度以节为单位，整条锚链由若干节链连接而成，一航左右锚链各10节我国规范规定每节标准锚链长度为27.5m，在一些英制单位的国家也有用15拓（fathom）为一节链长的，折合约为27m节与节之间采用可拆的接链环，或采用连接卸扣连接起来为了迅速确切地掌握抛锚、起锚时锚链松出或绞进的长度，在每节锚链上必须作上明显的标记其方法如下：在第1节一与第2节之间的连接链环（或卸扣）前后第1个有档链的横档上各绕以金属丝，并涂以白漆，连接链环涂红漆，以表示第1节；在第2节与第3节之间的连接链不（或卸扣）前后第2个有档链环的横档上各绕以金属丝，并涂以白漆，连接链环仍涂以红漆，以表示第2节；余此类推至第5节与第6节之间。
从第6节开始又按第1节同样的方法重复标记，最后1至2节可涂红或黄漆等醒目的标记，作为锚链将全部抛出危险警告；在锚端链节上也涂以白漆，作为起锚时了解锚即将出水以及锚干将进入锚链筒的标记，以便放慢起锚速度，避免撞坏船壳或锚链筒3）锚机（windlass）锚机是抛锚、起锚，以及绞收缆绳的机械装置锚机的链轮轴成水平布置的叫卧式锚机，是一般商船采用的锚机；成垂直布置的叫立式锚机，多用于军舰按动力不同，分为电动锚机、液压锚机和蒸汽锚机三种，结构大致相同电动锚机广泛应用于内燃机船上，蒸汽锚机目前海船已少用，油船上为了防火防爆，也还有用蒸汽锚机锚机能同时或分别抛、起左右两锚；能同时从水深不少于45m深处绞起双锚；离合器一人可以操作；有可靠刹车装置；用刹车带抛锚时，能分别或同时将两锚抛出，且能随时刹住锚机/系泊绞车按照使用的不同可分为： 移船定位锚绞车 拖曳绞车 工程船舶专用绞车 渔船绞车 立式或卧式电动及液压绞盘 绞车按用户的要求可配置：电动，液压或柴油机驱动 遥控装置 恒张力装置或自动收放系统自动排缆装置（3）其它附属设备包括制链器、锚链筒、锚链管、锚链舱和弃链器。
①制链器设置在锚机与锚链筒之间，用来夹住锚链，锚泊时承受外力作用而保护锚机航行时，用它来紧固锚和承受锚的重量，并使锚链不会弹动撞击甲板②锚链筒船首两侧，穿过甲板与外壳板，由甲板链孔和筒体三部分组成，是锚链进出船体和收藏锚杆的孔首锚链筒内设有冲洗锚链用的喷水孔，由甲板水管系进水，以便起锚时冲洗锚链为防止海水从锚链筒涌上甲板和保证人员的安全，在甲板链孔处设有防浪盖③锚链管是锚链进出锚链舱的管道装在锚机左、右链轮的正下方，正对锚链舱的中央，其直径为链径的7~8倍锚链管的甲板管口装有防水盖，开航后应关闭，防止海水进入锚链舱④锚链舱是存放锚链的舱室，位于船首防撞舱壁之前，锚机的下面，其形状为圆形锚链舱的直径的30倍，可不必人工排链左右锚链舱是分开的，在中间的纵舱壁上设有人孔及壁梯，供人员进出链舱舱底上面垫有木板和舱底钢花板，并有排水管系，以便排出积水⑤弃链器是在紧急情况必须弃锚时，能使末端锚链迅速脱离船体的一种专用装置2、舵设备舵设备是操纵船舶的主要设备，用以船舶保证在航行中能够保持和改变航向它主要由舵装置、舵机、转舵装置及操舵装置等设备组成，它们分别安置在驾驶台、舵机房和船尾下部，如图1-31所示。
舵的操作是由舵手转动舵轮或扳动操舵手柄，启动液压或电力操舵装置来控制舵机，使舵正转、反转或停止1）舵装置舵及其支承部件统称为舵装置舵是一块在船舶尾部纵剖面上可转动的平板或流线型剖面的板状结构，它垂直地浸在水中船在运动时，当把舵转过一个舵角，这时由于螺旋桨的排出流水与舵的相对运动，在舵面上产生水压力，这个水，压力垂直于船舶纵中剖面的分力，就是构成使船绕船的重心点旋转的力矩船舶前进时，左舵角使船向左转，右舵角使船向右转这个力矩在一定范围内是随舵角的增大而加大，通常满舵的舵角为350，舵上的水压力，除了与舵角和水流的相对速度有关以外，还和舵的面积成正比舵的种类很多，按舵的剖面形状不同可分为平板舵和流线型舵，见图1-32；按舵杆轴线位置不同分为不平衡舵、平衡舵和半平衡舵平板舵舵叶的截面形状为平板形状，该舵阻力较大，主要用于小船流线型舵叶剖面呈流线型的复板舵，该舵都做成空心水密，一方面可以减轻舵的重量，另一方面也可减少舵承上的压力；其阻力小，强度高，舵效好，可提高舵向的稳定性虽然构造比较复杂，但被广泛采用2）舵机随着船舶般速和登记吨位的不断提高，作用在舵杆上的转舵力矩 也大为增加，因此必须借助舵机提供转舵的动力。
舵机是用以产生转舵力矩面使舵偏转的机械，目前船上用的是电动舵机和液压舵机电动舵由电机、蜗轮、蜗杆、舵扇、舵柄等组成，它的结构简单，操作方便，工作可靠，适用于中小型船舶上液压舵机分柱塞式液压舵机和转叶式液压舵机，主要由电动机、油泵、管路等机械组成，它具有体积小、重量轻、转矩大、传动平移噪声小且易管理等优点，是大型船舶采用的舵机3）转舵装置舵机要扭转舵杆舵叶偏转，还必须通过转舵装置来完成转舵装置在舵机和舵叶间起着传递力矩的辅助作用目前使用较多的有舵柄式转舵装置和舵扇式转舵装置两种4）操舵装置 该装置是将驾驶台的转舵指令传递至舵机，使舵机按要求工作的 整套装置的总称它的传动方式有两种，一种是电传动，另一种是液压传动液压操舵装置是利用液体不能被压缩的原理以及它的流向、流量可人为控制来传动的，该装置在操纵时较笨重，而且反应较迟钝，已逐渐被淘汰电操舵装置是用电信号来传动的，具有操作方便、灵敏度高等优点，目前各船均采用此装置，该装置有利于船舶实现操舵自动化 采用电操舵装置的船舶，都有两套独立操舵系统，当一套舵系统发生故障后，立即可以转换另一套操舵系统。
这两套系统分别称为随动操舵系统（主操舵装置）和手柄操舵系统（辅助操舵装置）另外，船舶还需配置应急操舵装置，当操舵装置系统全部发生故障时，则使用驾驶台与舵机房通信方式在舵机房用应急操舵装置操舵自动操舵控制装置，简称自动舵（autopilot），是在随动操舵基础上发展起来的一种全自动控制的操舵方式它是根据陀螺罗经的航向信号和指定的航向相比较来控制操透系统，自动使船舶保持在指定的航向上由于自动舵灵敏度和准确性都较高，它替代人工操舵后，相对提高航速和减轻舵工的工作量目前商船均配置有自动舵，当定向航行且航区没有他船来往时，则可改手操舵为自动舵3、系泊设备船舶靠离码头、系离浮筒、傍靠他船或拖带时，用以带缆、绞缆的设备统称为系泊设备图1-33所示为干货船系泊设备的布置图系泊设备由系船缆、导缆装置、挽缆装置、绞缆机械、系缆卷车及属具组成1）系缆（mooring line）系缆也称船缆，靠泊时用于绑牢船身，拖琏时用于传递拖力理想的系缆应具有强度大、弹性适中、耐腐蚀、耐磨擦、密度小、质地柔软、使用方便等特点，常用的有钢丝缆和化纤缆两种系泊时，应根据码头的情况、船舶长度、缆强强度、停泊时间长短及天气、潮汐情况决定使用缆绳的数量和布置方式。
船舶系靠码头时所使用的各缆绳的名称如图1-34所示一般情况下，船舶至少要用六根缆绳，即二根首缆、二根尾缆及前后倒缆各一根大船或风大流急时还需增加缆绳，达到将船舶安全系住的目的2）导缆装置是供船舶系泊时，导引系船缆由舷内通向舷外，变换方向，限制其导出位置及减少缆索磨损的导缆器，有导缆孔、导缆钳和导向滚轮、柱等，如图1-33所示3）缆桩缆桩（bitts）供挽缆用，安装在甲板上的导缆装置附近，用来固定系船系船缆的自由端它的受力很大，要求基座必须十分牢固，缆桩附近甲板都必须加强其类型有立式、钭式、十字及系缆羊角等，如图1-33所示4）绞缆机械又称系缆绞车（mooring winch），用于绞收缆绳绞缆机有立式卧式之分立式绞缆机叫绞盘按动力不同有蒸汽绞缆机、电动绞缆机和液压绞缆机船首部的绞缆机由锚机所配置的绞缆滚筒来绞缆，船尾部的单独设置，其他部位的由就近的起货机所配置的绞缆滚筒业绞缆5）系缆卷车（reel）又称卷缆车，是卷收存放缆绳的装置它主要由卷缆用圆筒和支承圆筒的座架组成摇动手柄或转动扶手即可将缆绳松出或卷上，脚踏刹车则用于控制卷缆车的转速 （6）系泊属具包括撇缆绳、碰垫、制索绳或链和挡鼠板。
撇缆绳为一根长约40m、直径约6mm的细绳绳的前端是有一定重量的撇缆头船靠码头时，从船上抛给码头带缆工人，作为往码头送缆的索引绳碰垫俗称靠把，是用绳纺织的，其内填有软木或棕丝等软性物质的球形物，船舶靠码头时，用于缓冲船体与码头的撞击和磨擦，以保护船舷制索绳或链是船舶系泊时，用于临时在系缆上打结，以承受缆绳拉力的专用索具，制索绳用于纤维绳子，制索链则用于钢丝绳，挡鼠板一般由薄钢板或塑料板制成，船舶系靠码头时，为了防止鼠类沿着缆绳来往，系缆带好后要挂上挡鼠板船舶在波浪中航行时的安全操纵 关于船舶在波浪中航行的纯稳性丧失，国内外学者进行了大量的研究，文献[1]、[2]采用波浪中船舶瞬时湿表面的计算方法，得出了稳性变化与波浪要素之间的相互关系；文献[3]、[4]通过船舶操纵运动方程，运用流体动力学理论，将波浪运动的影响引人操纵方程，并对船舶稳性的影响进行了模拟计算对于船舶驾驶员来说，仅从静态上了解衡量船舶稳性是否满足稳性规范的要求是不够的，更重要的是要从动力学的角度出发，了解和掌握在恶劣的天气条件下，船舶在波浪中的稳性变化规律，保证船舶以适应于稳性要求的姿态正确航行 1 稳性变化的原因分析 根据文献[5]，船舶在波浪中航行时，由于船体浸水体积的变化，使得正浮时的浮心B移至B*。