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1、第三节 船舶操纵与避碰一、船舶操纵(一)船舶操纵基础知识1.船速与冲程1)船速为了保护主机不使其超负荷运转，方便操纵和保证安全上来说，就需要对船速做出相应的规定。(1)额定船速额定功率供海上长期使用的最大功率。额定转速额定功率下的主机转速。额定船速在额定功率与额定转速条件下，船舶在静水中所能达到的速度，称为额定船速。额定船速是船舶在深水中可供使用的最高船速。(2)海上船速在海上常用功率和常用转速条件下，船舶在静水中航行的速度，称为海上船速。目的：由于海上气象多变，为确保长期安全航行，需储备部分主机功率，海上常用功率为额定功率的90%，常用转速为额定转速的9697%。(3)港内船速为保护主机和便
2、于操纵与避碰，规定船舶在港内的航行速度，称为港内船速，或称备车船速。一般为海上船速的7080%。车钟(telegraph)：前进三(Full ahead)、前进二(Half ahead)、“前进一(Slow ahead)、微速前进(Dead Slow ahead)；后退三 (Full astern)、后退二(Half astern)、后退一(Slow astern)、 微速后退(Dead Slow astern)；停车(Stop Engine)；完车(Finish with Engine)。2)冲程(1)定义船舶以不同速级的转速前进中停车或倒车，需要经过一段时间和前冲相当长的一段距离才能使船停
3、住，这段距离称为冲程。(2)产生原因船舶运动惯性。(3)影响冲程的因素排水量排水量越大，冲程越大；船速船速越大，冲程越大；风流顺风顺流，冲程增大。污底船舶污底严重时，冲程减小。水深浅水中，冲程较小(因受浅水阻力作用)。主机类型主机倒车功率越大，换向时间越短，冲程越小(4)冲程的获取冲程通常是通过实测求得。(5)冲程的大小通常，一般货船的倒车冲程约为68倍船长，载重量5万吨左右的船舶约为810倍船长，10万吨左右的船舶约为1013倍船长，1520万吨左右的船舶约为1316倍船长。2.螺旋桨的偏转力1)螺旋桨产生的力推 力：前后方向推船前进或后退横向力：左右方向使船偏转2)螺旋桨的偏转力以右旋单桨
4、船为例：(1)从静止状态进车、正舵时空船船首开始时偏左，随着船速的增加，左偏逐渐消失，继而向右偏转。但偏转力很小，很容易用舵修正。重载船几乎不出现偏转现象。(2)从静止状态倒车、正舵时船首向右偏转，偏转力较大，难以用舵纠正。只有当后退速度较大时，才能用舵纠正。(3)从前进状态下倒车开始时，船首偏转方向不定。随着船速的降低，船首明显右偏。难以用舵克服右偏。应在倒车前预先用左舵克服。(4)从后退状态下进车，立刻产生舵效，船首不偏转(即舵效可克服船首偏右)。3.舵力与舵效1)舵的作用利用水流对舵的作用力使船保持或改变航向。当舵叶位于船首尾线上时称为正舵。把舵叶转到船首尾线的左边称为左舵，右边称为右舵
5、。船前进时，左舵船首向左偏转；右舵时船首向右偏转。船舶后退时，左舵首向右偏转，右舵首向左偏转。2)舵效船舶前进中用舵后船首偏转的快慢，反映舵效的好坏。(1)与舵角的大小、船速的快慢成正比；(2)船舶吨位大、载重越大，舵效就越差；(3)顺流、顺风、浅水区航行，舵效也比较差；(4)船舶首倾时舵效较差；(5)船舶横倾时，在低速航行时，向低舷侧施舵舵效好，在高速航行时，向高舷侧施舵舵效好；(6)舵效还与舵机的性能有关。3)测定各种情况下的舵效(1)满载全速直航时，从正舵到某一舷满舵所用的时间，从某一舷满舵至另一舷满舵所用的时间。(2)不同车速、不同载重、不同舵角时，从发令用舵到船首开始转动的延滞度。(
6、3)定速旋回后，操另一舷满舵时的船首惯性偏转角。(4)在各种载重情况下，停车淌航时，能稳定船首向的最低船速。(5)空船横风，不同风力时用满舵稳定航向的最低船速。4.旋回圈及其要素1)定义定速(一般是全速)直航的船舶，以某一定的舵角(一般是满舵)旋回时，其重心运动的轨迹称为旋回圈。2)旋回圈要素有：(1)偏距或反移量LK船舶重心向转舵相反一侧横移的距离，其最大量，满载时约为船长的1%。(2)进距Ad从开始转舵到航向转过任一角度时，重心所移动的纵向距离。通常所说的纵距是当航向转过90时的进距，即最大进距，约为旋回初径的0.61.2倍。(3)横距Tr从开始转舵到航向转过90时船舶重心所移动的横向距离
7、，约为旋回初径的一半。(4)旋回初径DT从船舶开始转舵到航向转过180时重心移动的横向距离，约为36倍船长。(5)旋回直径D船舶作定常旋回运动时的直径，约为旋回初径的0.91.2倍。(6)旋回时间船舶旋回360所需的时间。它与排水量有密切关系，排水量越大，旋回时间越长。例如：万吨级船快速满舵旋回一周约需6min，而超大型船几乎要增加一倍。3)旋回要素的测定旋回要素在新船试航或大修后，或在营运过程中进行测定。根据实际工作需要，一般应在满载或压载情况下，快速满舵或慢速满舵时向左和向右的旋回要素，至少要测出满载时左、右满舵的旋回要素。5.风的影响1)风对操纵的影响(1)使船向下风漂移漂移速度与风舷角
8、、风速、船速、吃水、船型及船舶受风面积有关。(2)使船产生偏转船舶在风中的偏转，主要取决于船舶重心G、风的作用中心N和水动力作用中心R的位置。重心G的位置取决于船舶构造及装载情况。风的作用中心N的位置a.正横前来风：N在G前；b.正横后来风：N在G后。水动力作用中心R的位置船前进，或风从正横后吹来：R在G前；船横移时：R在G后。2)船舶在风中的偏转规律(1)船在静止船身趋向于与风向垂直。(2)船舶前进中，正横前来风空载、慢速、尾倾、船首受风面积大的船：顺风偏；满载或半载、首倾、船尾受风面积大的船或高速船：逆风偏。正横后来风逆风偏。(3)船舶后退有一定退速时：尾找风(船首向下风偏，船尾向上风偏)
9、；退速极微时：船身趋向于与风向垂直。6.流的影响1)流对船速和冲程的影响顺流增加，顶流减小。2)流对舵效的影响水流并不改变舵力与舵力转船力矩的大小。对水而言，流对舵效无影响；对地而言，顶流时舵效好。3)流对旋回的影响顺流：最大纵距、旋回半径等增大；顶流：与顺流相反。4)流压对船舶漂移的影响流速和流舷角的大小取决于船舶偏移量的大小。船速越慢，流压越大，漂移速度越快。(二)系泊操纵1.锚泊操纵1)锚地选择(1)避风条件好锚地周围最好有陆地或群山遮蔽，免受强风的袭击，并尽可能靠上风的位置。(2)底质好软硬适度的沙底泥沙底硬质泥底石底(不宜下锚)。(3)水深适度根据船舶吃水选择适当锚地水深。无涌浪侵入
10、，遮蔽良好的锚地a.非长期锚泊而又需自力操船时低潮时水深1.2倍吃水b.拖轮助操低潮时水深1.1倍吃水有涌浪侵入的开敞锚地低潮时水深1.5倍吃水2/3最大波高。深水抛锚最大水深1/4一舷锚链总长(4)水流流向相对稳定，流速以较缓为好。(5)要有足够的旋回余地。一般情况下a.对浅滩，陆岸等固定危险物的距离应为；一舷全部链长2倍船长b.对其他锚泊船或浮标等活动物标的距离应为：一舷全部链长1倍船长在港区锚地内：a.单锚泊时取半径为：船长6090米的圆b.双锚泊时取半径为：船长45米的圆2)单锚泊商船一般采用后退抛锚法，其操纵要点如下：(1)船身与流向、风向的交角空载、强风、弱流时，应以船首迎风抛锚；
11、重载、强流时，应以船首迎流抛锚。(2)落锚时的船速落锚时要求船舶对地速度应接近于零，并开始略有退势。(3)松链若船速较快，宜先抛短链(此时因抓力较小较易刹住并可拖锚滞速)。一般在出链2倍水深时，即应刹住使链受力，让锚深抓海底。然后链边紧边松，直至所需的节数。(4)深水抛锚水深大于25米时先用锚机将锚送出至接近海底，再用刹车抛锚。水深大于50米时先用锚机将锚送出至海底，再用刹车松链。3)双锚泊(1)八字锚应用时机a.风大、流急或底质较差，单锚泊抓力不足b.为减少单锚泊中的偏荡。抛锚方法应先驶至上风舷锚位，用后退法抛出上风舷锚。进车操下风舵并松出上风舷锚链，待船首抵达下风舷锚位时，抛下另一锚，然后
12、松出双链至所需长度，两链间张角应控制在5060之间。(2)一字锚应用时机在狭窄河道内，船舶旋回余地不足。抛锚方法a.顶流前进抛锚法使船顶流前进，保持对地余速1kn左右，至惰锚锚位抛下第一锚，松链至所需链长的两倍左右时，刹住，并保持航向。在船略有对地退势时，抛下力锚，并逐渐松出力链，使之吃力。与此同时绞进惰链，使船首至两个锚位中间，两链近似等长为止。b.顶流后退抛锚法先抛出力锚，待力锚受力，逐渐后退松出力链，至惰锚锚位，再抛出惰锚；然后在松出惰链的同时绞进力链，最终将船首系留在两锚位的中点附近。(3)平行锚(又称一点锚)应用时机我国首创的抗台锚泊法，其抓力约为单锚抓力的两倍。抛锚方法船顶风航行至
13、锚位，同时抛出双锚，并松链至所需长度，两舷锚链等长，两锚相距为链筒间距。2.靠离码头1)靠码头(1)准备工作了解港口与码头情况港口方面有航道、掉头区、禁止抛锚区、港内限速、使用以及其他导航通信设备及使用规定等。码头方面有码头线方向、长短、泊位水深、前后停船多少，泊位空档大小，码头附近水域宽度等。掌握风与流的情况风向、风速最好是实测求得。但在码头边上受到其他船舶或建筑物的影响，风向、风速可能发生变化。根据潮汐表及气象的影响，估算出到达码头边的流向、流速和转流时机。制定靠泊计划结合上述条件，依据本船的装载情况和操纵性能，预先制定一个完整的操纵计划。例如：何时起锚，何时经过浅水区，何时进港，靠涨水还
14、是靠落水，何处掉头，何时抵泊，靠泊方案要点，是否需拖轮协助，可能遇到的困难及对策等。(2)操纵要点控制抵泊余速一般情况下，船首抵达泊位中点(N旗)时的余速不超过2kn为宜。摆好船位(选好横距)a.d2的选择一般情况下，应抛开锚滞速，直至将船拉停。船首与码头的横距必须有20m左右的安全余量。抛开锚时机：开锚抛锚点的选择应服从于具体的操纵方法和要求。但是，若从拖锚刹减余速的观点来看，则应根据风流大小与方向、船舶靠拢角度、余速的大小等决定。若水深10m、出链1节下水，抛锚点可选在N旗稍前一些的地方，此时横距3050米范围。d2必须具有20米左右的安全余量，如果吹拢风可以适当增加。b.d1的选择d1为本船入泊前，船首抵达泊位后方停靠的它船船中时，船首至码头线的横距，应根据风流及泊位后方停靠他船的多少而定。一般情况下，横距d1应大于3倍船宽；吹开风时，d1不少于2倍船宽。d1、d2确定后，在船舶驶上AB串视线并停车淌航时，沿AB延伸线，选定两个显著得物标，根据本船余速、风流影响，引导船舶驶抵泊位外档。调好靠拢角度靠拢角度是指船首尾线与码头线之间的交角。船舶抵达泊位外档后，为减小风流所致横向漂移，靠拢角度要小；为借助风流压使船舶接近码头，应加大靠拢角度。靠拢角度可由车、舵、松紧锚链及绞收系缆来调整，大型船则需拖轮协
